Одноканальное устройство для фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испрльзова,но для управления вентилями выпрямительнь1х и инверторных установок.

Известно одноканальное асинхронное устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями 1 .содержащее общий управляемый генератор, частота которого является функцией сигнала ощибки, и распределитель импульсов по фазам вентильного преобразователя. Это устройство охватывается обратной связью по регулируемому выходному параметру преобразователя (напряжению, току, скорости двигателя и т. д.), позволяющей осуществлять астатическое регулирование параметра без применения дополнительных регуляторов. В этом устройстве, функцию фазового детектора, сравнивающего фазы синхронизирующих и управляющих напряжений, выполняет объект регулирования, то есть сам вентильный преобразователь.

Данное обстоятельство приводит к тому, что в некоторых режимах, напрршер в режиме прерывистых токов, объект регулирования теряет способность выполнять функцию фазового детектора, в результате чего контур обратной связи размыкается и частота управляемого генератора отклоняется от желаемого значения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является одноканальное устройство фазового управления вентильным преобразователем, описанное в 2. Данное устройство содержит общий управляемый генератор, фазовый детектор и распределитель импульсов, выходы которого связаны с цепями управления вентилей, причем один из указанных выходов для осуществления обратной связи соединен со входом фазового детектора, второй вход которого подключен к соответствующей фазе питающего напряжения, а выход - к входу управляемого генератора. Постоянная составляющая сигнала на. выходе фазового детектора пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами сравниваемых на его входе частот. При строгом раве-нстве частот на .входах фазового детектора величина постоянной составляющей на выходе равна управляющему напряже-Г -г-г - - - нию ПрЖ измене нйи управляющего напряжения частота импульсов на выходе управ ГяЁШго гейе1Гатора ГзШняётг дГ е пор, 1ШКа прстояннаяг сОСтатвляющая, пропорциональная требуемому сдвигу фаз, не уста навлйваётся нОШ1йу зШчёййй)управляющего напряжения. Таким , известное устройство бсуществляегт регулирование фйШвотос:цвига йеждУ ГйНхрОННзирующим напряжением сети и последова телкностью управляющих импульсов на выходе распределителя, то есть угла регулиро йшг - ; : Однако быстродействие устройства ограничено, во-первых, тем, что измерение фа зЫ упр 1вл яю11Сй5(:ймпульсОв прШУбШйтся; .,.- раз за период частоты питаюш,ей сети и, во-вторых, астатизмом устройства,кото рый при условии безынерционной демодуляции сигнала с выхода фЖбШrб даfёкfбра будет характеризоваться постоянной времени, определяемой крутизной управляющей характеристики геНёратораГ Кроме того, работаизвестного устройства будет характеризоваться статической ошибкой, обусловленной откЛШШйЯМй частоты питающей сетиот своего номинального значения. А его использование для управ., ..ь, --jjg., J pgQ-gpaзoвaтeлeм, работающим с сетью, частота которой изменяется в щнрокНх пределах (напримёр, инвертор в системе вентильного двигателя)вообще Неб;оз1аожно. Целью изобретения являетСя;Првышение быстродействия Устройстваи повышение точности регулирования при переменной частоте питающей сети. Поставленная Цель достигается тем, что известное одноканальное устройство для фазового управления вентильным преобразователем, содержащее общий управляемый ге нёратор, связанный с источником управляющего напряжения, соединенный с распределителем импульсов, и фазовый детектор, дополнительно снабжено тремя формирователями узких импульсов перехода линейных напряжений питающей сети через нуль, широтно-импульсным модулятором, двумя фазовыми детекторами и тремя двухвходовыми дезьюнкторами, входы которых соединены с выходами распределителя импульсов, а выходы - с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам формирователей узких импульсов перехода линейных напряжений Через нуль, подключенных к питающей сети, а выходы - к входам демодулятора, выход которого соедирген с входом управляемого генератора, широтно-импульсный демодулятор вьшолнен в виде преобразбйат ля временныхинтервалов в напряжение с изменяемом коэффициентом преобразования, а управляемый геГ Hepatop - в виде интегратора сключевым элементом c6pTOt-{rfty b-di Mrf 2fHHfeгрятора и вход изменения коэффициента преобразования демодулятора подключены таеммай источ ника напряжения, величина которого пропорциональна частоте питающей сётй,б161Хбды интегратора н демодулятора подключена к входу нуль-органа и к клеммам ИСТОЧНИКОВ напряжения управления и стйещеНИЯ,Ь1Ход нуль-органа соединен с ключевым элементом сброса. На 1ертежё представлена схема устройства. Формирователи 1, 2, 3 узких импульсов перехода через нуль линей ных напряжений питающей сети подключены к первым входам фазовых детекторов 4, 5, 6, выходы которых соединены с широтно-импульсным дем одулятором7.Общий управляемый генератор 8 содержит интегратор 9 с ключевым элементом сброса 10 и нуль-орган 11, причеМ вход, йнтеРратбра И вход изменения крутизны преобразования демодулятора 7 подключены к клеммам источника напряжения, пропорционального частоте питающей сети, а выходы интегратора 9 и демодулятора 7 соединены со входом нуль-о|)гана 11 и под-, кЛючеНЫ кклечймам источников напряжения управления и смещения, выход нуль-органа подключен к ключевому элементу сброса распределителю импульсов 12. Распределитель импульсов 12 связан, в свою очередь, С цепями управлення вентилей преобразователя н с входами дезьюнкторов 13, 14, 15, выходы которых подключены к вторым входам фазовых детекторов 4, 5, 6. Устройство работает следующим образом. Так как линейные напряжения питающей сети смещены друг относительно друга на 120 эл. град., а каждое линейное напряжение переходит через нуль два раза за период, последовательности синхронизирующих импульсов на выходах формирователей 1, 2, 3 оказываются смещенными друг относительно друга на 60 эл. град., а частота следования синхронизирующих импульсов на Bbixoдё каждого из формирователей 1, 2, 3 в дВа раза больше ч-астоты питающей сети. Такимобразом, на входы каждого из трех фазовых детекторов поступают синхронизирующие импульсы, следующие с интерва-. лом 180 эл. град., и импульсы от выходных шин распределителя, связанные с цепями управления двух противофазно включенных вентилей. При этом каждый фазовый детектор измеряет интервал времени соответствующий углу регулирования двумя вентилями преобразователя, причем этот угол может лежать в пределах О-180 эл. град., а всё вместе они осуществляют измерение интервалов времени 6 раз за период питающей сети. Демодулятор 7 осуществляет безинерционное преобразование широтно-импульсных сигналов с выходов фазовых детекторов 4,

5, 6 в напряжение ностоянного тока, причем это напряжение, благодаря изменению крутизны преобразования демодулятора 7, оказывается линейно зависящим от угла регулирования в широком диапазоне изменения частоты питаю1щей сети.

Напряжение с выхода демодулятора 7 на входе нуль-органа 11 сранивается с управляющим напряжением Uynp и линейно-нарастающим напряжением на выходе интегратора 9. В момент равенства суммы этих напряжений напряжению смещения UOM., нуль-орган формирует импульс, который сбрасывает интегратор 9 и поступает на вход распределителя импульсов 12. Далее процесс повторяется. Таким образом, интервалы между двумя последующими управляющими импульсами оказываются прямо пропорциональными отклонениям значения угла регулирования от требуемого и периоду питающей сети.

В результате осуществления таким образом обратно пропорциональной связи по углу регулирования устройство приобретает максимально возможное быстродействие и объединяет в себе преимущества асинхронных систем со способностью синхронно работать независимо от объекта регулирования.

Формула изобретения

1. Одноканальное устройство для фазового управления вентильным преобразователем, содержащее общий управляемый генератор, связанный с источником управляющего напряжения, соединенный с распределителем импульсов, и фазовый детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия.а также точности регулирования при переменной частоте питающего напряжения, оно дополнительно снабжено тремя формирователями узких импульсов перехода линейных напряжений питающей сети через нуль, широтно-импульсным демодулятором, двумя фазовыми детекторами и тремя двухвходовыми дезъюнкторами, входы которых соединены с выходами распределителя, а выходы- с первыми входами трех фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам формирователей узких импульсов перехода линейных напряжений через нуль, подключенных к,питающей сети, а выходы- ко входам демодулятора, выход которого соединен со входом управляемого генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что щиротно-импульскый демодулятор выполнен в виде преобразователя временных интервалов в напряжение с изменяемым

0 коэффициентом преобразования, а управляемый генератор в виде интегратора с ключевым элементом сброса и нуль-органа, вход интегратора и вход изменения коэффициента преобразований демодулятора подключены к клеммам источника напряжения, величина которого пропорциональна частоте питающей сети, выходы интегратора и демодулятора подключены к входу нуль-органа, и клеммам источника напряжения управления и смещения, выход нуль-органа соединен с ключевым элементом сброса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 440758, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 218269, кл. Н 02 М 1/08, 03.12.67 (прототип) . --i: см упр