Способ фазового управления вентилем статического преобразователя Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

I

Изобретение .относится к области электротехники и может быть использовано для управления вентильными преобразователями.

Известен способ фазового управления вентилями статических преобразователей, позволяющий получить линейную зависимость выходного напряжения от управляющего, при котором интегрируют синхронизирующее переменное напряжение, пропорциональное напряжению питающей сети, сравнивают полученную величину с заданным значением и формируют отпирающий импульс в моментравенства указаннШвёличин. Недостатком этого способа является зависимость выходного напряжения преобразователя от емкости интегрирующих конденсаторов и частоты питающей сети..

Известен также.способ фазового управления вентилем статического преобразователя, состоящий в том, что интегрируют управляющее напряжение вместе с синхронизирующим переменным напряже,нием, пропорциональным напряжению питающей сети, сравнивают полученную величину с заданным значением и формируют отпирающий импульс в момент, равенства указанных величин. При этом управляющее напряжение интегрируют непрерывно, а синхронизирующее- в зависимости от состояния управляемого вентиля, вследствие чего вся система представляет собой замкнутый автоколебательный контур. При выполнении определенных условий, в частности условия устойчивости, система инвариантна по отнощению параметров напряжения питающей сети. Недостатками указанного способа является наличие зон нелинейности и. неустойчивости при числе фаз , необходимость предстартовой установки интеграторов в определенное положение и несмотря на это неопределенность моментов появления первых m отпирающих импульсов (не устойчивость запуска), а также сложность, связанная с необходимостью контроля сос- тояний управляемых вентилей.

Цель изобретения - повыщение устойчивости работы и упрощение преобразователя. Это достигается тем, что по предлагаемому способу управляющее напряжение интегрируют в течение фиксированного угла непроводящей части периода, а на интервале проводимости задают начальные условия интегрирова 1ия.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжении в этой схеме.

Устройство (см. фиг. 1) содержит электронный интегратор 1, вход которого подключен к источнику синхронизирующего переменного напряжения Ui, пропорционального напряжения Ue питающей сети (к вторичной обмотке трансформатора. 2), компаратор 3, формирователь 4 отпирающих импульсов, выход которого соединен с управляющим электродом вентиля 5, ключ 6, посредством которого вход интегратора соединен с источником управляющего напряжения 1/2, и элемент 7 установки начальных условий интегрирования.

Напряжение Ui интегрируют при помощи электронного интегратора 1.

В течение фиксированного угла Q /со ti - со tz/ const, непроводящей части -л,оС периода -л,л (см. фиг. 2), гдеЛ-угол задержки, вместе с синхронизирующим напряжением Ui интегрируют управляющее напряжение Us.

Сформировать импульс постоянной угловой длительности Q можно любым известным способом. Например, путем контроля полярности (фазы) синхронизирующего напряжения Ui легко получить Q n; в случае трехфазной сети просто получить, кроме того, р 2л/3. Возможны и другие значения Q.

Полученную величину - выходное напряжение из(ш t) интегратора сравнивают при помощи компаратора 3 с заданным напряжением U4. При равенстве напряжений Us (со t) и U4 формируют отпирающий импульс, который подают на управляющий электрод вентиля 5. На интервале ьС,л проводимости при помощи элемента 7 устанавливают начальное значение Us (л ) из(-л)и5 выходного напряжения ийтегратора, т. е. задают начальные условия интегрирования для следующего периода.

Математический анализ описываемых процессов фазового управления применительно к т-импульсным (, 2, 3) преобразователям, выходное напряжение Ud которых можно представить как

Ud -)Ucdwt,

дает следующую зависимость от заданных напряжений U, U4 и Us

Ud i Ut i -aip4U4-U5), 0)

где п Ui /Us - коэффициент трансформации трансформатора 2;

Т| и TI - постоянные времени интегратора I относительно напряжений Uj и Ut.

Формула (1) показывает, что выходное напряжение U d преобразователя является линейной функцией напряжений Uz, и4И Us и не зависит от амплитуды напряжения питающей сети.

При U4 Us , в частности при U4 Us 0, напряжение U не зависит от параметров напряжения питающей сети (инвариантная система управления)

Т1.(2)

Выражение (2), кроме того, показывает, что напряжение Ud не зависит и от емкости интегрирующего конденсатора, так как величины Ti и Ti пропорциональны этой емкости.

Таким образом, предложенный способ фазового управления обеспечивает независимость выходного напряжения преобразователя от параметров, напряжения питающей сети без обратной связи. При этом система обладает абсолютной устойчивостью, поскольку она является разомкнутой. Запуск преобразователя можно произвести с любым начальным углом задержки. Способ не требует контроля управляемых вентилей, что упрощает преобразователь.

Формула изобретения

Способ фазового управления вентилем статического преобразователя, состоящий в том, что интегрируют управляющее напряжение вместе с синхронизирующим переменным напряжением, пропорциональным напряжению питающей сети, сравнивают полученную величину с заданнымзначением и формируют отпирающий импульс в момент равенства указанных .величин, отличающийся тем, что, с целью пов.ыщения устойчивости и упрощения, управляющее напряжение интегрируют в течение фиксированного угла непроводящей части периода, а на интервале производимости задают начальные условия интегрирования.

:::

Риг.-(

N ot

Tf

wt,

U)t2 О

jf cot

Cot

-.ik

yf cftt