Способ фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

Цепь достигается тем, что в способе фазового управления вентильным преобра;аователеМу состоящим в том, что в течени первого попупериода напряжения синхронизации интегрируют первый постоянный сигнал, в течение второго полупериода напряжения синхронизации интегрируют больший по величине.и противоположный по знаку второй постоянный сигнал и формируют сигнал управления в момент достижения результатов интегрирования нулевого значения, результат интегрирования уменьшают на величину пропорциональную времени коммутации, за время коммутации интегрируется третий постоянный сигнал, противоположный по знаку первому, а время коммутации преобразовы вается во вспомогательную величину, сохраняемую до начала второго полупериода напряжения синхронизации и вычитаемую от результата.интегрирования до момента формирования фазы. На фиг. 1 приведен один из вариантов устройства, реализующего данный способ: на фиг. 2 - временные диаграммы, где а - ось инвертированного напряжения. И и инвертированного тока , б - ось выходного напряжения интегратора U (-t ) для первого случая; в - ось выходного напряжения интегратора для второго случая; г - напряжения по конденсатору 14. Предлагаемое устройство состоит из 1-6, интегратора 7,собранного на операционном усилителе 8 с конденсатором 9 в цепи отрицательной обратной связи, входньтх резисторов интегратора 10 и 11, нуль-органа 12, источника тока 13 и вспомогательного конденсатора 1 Выходное напряжение управляемого вентильного преобразователя зависит не только от угла напряжения , но и от угла коммутации jy . Так, например, среднее значение выпрямленного напряжения IL однофазного выпрямителя связано с амппитудой напряжения питания UM завиСИМОСТЬЮ d- hKnV °«)) Выходное напряжение И, например однофазного инвертора, свя-э-iao с напряжением питания Uj аналогичной зависимостью0,9 спа -со%{|-г) 0,9cos{f)--|)tos Л где Ji - угол опережения инвертора. 6 664 При неизменном напряжении И „ (для случая выпрямителя (l) или напряжения Uct для спучая инвертора (2), неизменных углах ot, и jb I изменение нагрузки приврдит к изменению угла у и, следовательно, выходного напряжения выпрямителя или инвертора, т.е. к наклону их внешних характеристик. У инвертора, кроме вышеуказанного, с увеличением У уменьшается и угол запирания S( f If )t что уменьшает динамическую устойчивость инвертора, oco6eibно в области малых углов р , Если бы угол управления или, напритолькомер, угол опережения зависел нот управляющего воздействия Ац , но и от угла iv , т.е. имел функцию преобразования типа . . 1 /К /U ( i то с помощью выражения (з), изменяя К, можно было бы изменить величину и знак наклона внешней характеристики инвертора при подстановке выражения (3) в (2) 0,9cos C5rAy-i-KlO--|- cos| При const и К 0,5, с учетом. что при Y 25 эл.град. COS- -srlt выражение, (4) примет вид: 0,9cos (Я А. Tie., зависимость Ц от у в этом случае отсутствует. При О,5 К О, внешняя характеристика имеет наклон, при 1 ,5 м - подьем. Функцию преобразования типа (з) можно получить с помощью устройства (фиг.1), работающего по предлагаемому способу. При коммутации тока t 3. (фиг.2а), происходящей в первом этапе работы инТегратора, т.е. в интервале времени tp-t-sf ) г - usv-j- «-2- 2, когда кпюч 1 замкнут в момент tj на время t. - л t.jвключается ключ 2. В момент .tc отключения ключа 1 напряжение на выходе интегратора t достигнет величины (фиг. 2. ось б): 5+ Ii -И з f . ч ч где С - постоянная времени интегратора. fT 5 R - сопротивление входного резн тора 1О интегратора 7; Се - емкость интегрирующего кон денсатора 9, В момент t. g включается ключ 3 напряжение U ( t ) начинает уменьш ся . Момент достижения U ( t ) ну вого уровня определяется из выражен (ЧЬy , с учетом выражения (s) получим t,-|-(Vs)|(-febt,i р| с. - - -2 Тогда угол опережения равен UiЦ jb азу 31(1-).ripHlTj KUj , где , выражение (б) примет вид: Jb-ac(i-y)n Таким образом, путем интегрирования напряжения U, KU за время i и выбором К в указанных пределах можно получить различной степени коррекцию формируемого тла опережения Р по пре дыдущему углу Ключ 4 замыкается при sirfn U(t) определяемым нуль-органом 12. При коммутации, происходящей до начала первого такта, т.е. в интервале вре мени от О до , на время t t включается ключ 5, подключая к источн№ ку тока 13 вспомогательный конденсатор 14. Полученный конденсатором заряд в этом случае равен ( Этот заряд сохраняется до момента 1 начала второго такта (фиг. 2, ось в), Кпюч 1 замкнут с момента до момента t В момент IE заряд интег рирующего конденсатора равен .Ч ().. В момент tg включаются ключ 3 и ключ 6, который подключает на вход интегратора заряженный вспомогательный конденсатор 14. Резистор 11 выбирают из условия (4-5) (t ) т.е. из условия практически полного разряда конденсатора 14 через резистор 11 66 минимально возможное время форзамирования фазы 14 - 15 . Так как идеальный усилитель 8 не потребляет тока, а потенциал его входа равен нулю, то весь ток разряда вспомогательного конденсатора 14 потечет через конденсатор 9 интегратора, уменьшая тем самым его заряд. Момент формирования фазы наступит при уменьшении заряда (напряжения) интегрирующего конденсатора др нуля (фиг. 2, ось г). Баланс зарядов конденсатора 9 запишется следующим образом: Ss-V fV - -o, -« откуда с учетом выражений (s) и (9) получим ( / )4 urПри 3R, KUj выражение (Ю) примет вид выражения (7). Таким образом, предлагаемый способ управпения позволяет получить незавиС51 щую от частоты синхронизирующего ная- ряжешш регулкруе.ую ф тпсцнональную зависимость утла .опереже гая от угла коммутации. Все вышескачЗанное в одинаковой мере справедливо и для случая выпряк1Игеля. Формула изобретения 1. Способ фазового управления вентипьным преобразователем, состоящий в том, что в течение первого полупериода напряжения синхронизации интегрируют первый постоянный сигнал, в течение второго попупериода напряже тя с гахронизации интегрируют больший по величине и противоположный по знаку второй ПОСТО5Ш№ 1Й сигнал и формируют сигнал управпения в момент достижения результатом интегрирования нулевого значения, о т п и ч а - ю щ и и с я тем, что, с цепью увеличения жесткости внешней характеристики преобразователя путем получения инвариантной по отношению к частоте напр$ жения синхронизации функциональной зависимости угла управления от угла мутации, для изменения вепичины и знака наклона внешней характеристики преобразователя, результат интегрирования умень 76 шают на величину пропорциональную времени коммутации. 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью ук1еньшеш1Я результата и итегрирования при коммутации, происходящей в первом попупериоде напряжения синхронизации, в течение времени коммутации интегрируют третий постоянный сигнал, противоположный по знаку первому. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения результата интегрирования при коммутации, происходящей до начала первого полупериода напряжения синхронизации время коммутации преобразовывается во вспомогательную величину, сохраняемую ее до начала йторого полупериода напря6жения синхронизации и вычитаемую от результата интегрирования до момента формирования фазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 436429 кп. Н 02 Р 13/16, 1974. 2.Матчак А. Г. Одноканальная система управления самовозбуждающегося инвертора тока, Сб. научно-технических статей Приборы и системы управления, НИИ ТЭЗ им. М. И. Калинина, Таллин, 1975, с. 183-188. 3.Волгин Л. И. Фазоимпульсный модулятор с линейной функцией преобразования, Сб. научно-технических статей Приборы и системы управления, НИИТИ, Таллин, 1972, с. 172-173.

Т/2