Устройство для управления вентильным преобразователем с раздельным управлением Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике } может быть применено в реверсивных преобразователях и в преобразователях частоты с не посредственной связью (с естественной коммут цией вентилей). Известна система управления вентильными преобразователями, построенная по асинхронно му принципу, содержащая генератор импульсов регулируемый по частоте разностным сигналом определяемым сигналом задания и сигналом обратной связи, а цепи синхронизации в явном виде отсутствуют и их роль выполняет обратная связь. При этом значительно уменьше но влияние цепей синхронизации на гармоническую устойчивость преобразователя 1. Однако отсутствие цепей синхронизации приводит к появлению неоптимальных (порой случайных) углов управления при первом включении и при смене вентильных комплектов. Это является причиной срьгеов и неустойчивой работы преобразователей. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления 15)еобразователем, в котором осуществляется четкая синхронизация с помощью опорных напряжений, а высокое качество выходного напряжения достигается введением обратной связи, содержащее блок раздельного управления, источник синхронизнрованпого опорного напряжения и источник управляющего напряжения, выходы которых через сумматор связаны с компаратором, а также зашунтированный ключом интегратор, выход которого соединен с компаратором, а вход - через сумматор с источником управляющего напряжения и датчиком выходного напряжения, причем управляющий вход ключа присоединен к выходу компаратора 2. Недостаток устройства состоит в том, гго оно подвержено гармонической неустойчивостн, которая обусловлена влиянием преобразователей друг на друга цепи синхронизации. Цель изобретения - увеличение устойчивости работы системы и повышение быстродействия при смене вентильных комплектов и в момент включения преобразователя. Указанная цель достигается тем, что устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее источник синхронизиIwaaHijoro опорного нarтpяжe шя, источник управляющего напряжения, соещ-шенные через сумматор с компаратором, интегратор, зашунтнрованный ключом н сое/линенный своим входом через второй сумматор с датчиком выходного шпряження и источником управляющего н кряжения, а также блок раздельного управлгю-зя, снабжено триггером, элементом И, драолш-телгьным сумматором, вторым ключом и источником постоянного .жек51я, выход которого соединен со входом второго сумматсра и через второй ключ с дополнительным сумматором,второй вход которого соединен -е тьгходом интегратора, выход дополнительного сумматора соединен со входом комгсратора, )Т1 авляюишй вход второго ключа соединен с выходом триггера, управляюишй вход первого ключа соединен с выходом элемента И, входы которого соединены с выходом компаратора и с выходом триггера, зход раздельного запуска которого соединен с выходом компаратора и с выходом блока раздельного управления.

На чертеже представлена структурная схема устройства для управления вентильным преобразователем с раздельным управлением.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, источник 2 управляющего напряжения, датчик 3 выходного напряжения, источник 4 постоянного напряжения, сумматор 5, второй сумматор 6, дополнительный сумматор интегратор 8, состоя дий из усилителя и конденсатора, первый ключ 9, второй ключ 10, компаратор 11, элемент И 12, триггер 13, блок 14 раздельного управления, силовую часть преобразователя 15.

В работе устройства следует различать два астка: работа отдельного вентильного комплекта и смена вентильных комплектов. При работе отдельного комплекта триггер 13 с одного своего плеча выдает сигнал, открь вающий второй ключ 10, Итак, на межкоммутацмонном гштервале ключ 10 замкнут, а ключ 9 разомкнут. При этом на вход компаратора 11 с сумм тора 5 поступает разностный сигнал между опорным сигналом и сигналом задания, а с сумматора 7 - разностйый сигнал между постоянным напряжением и интегралом от постоянного напряжения и разностного сигнала между сигналом задания и сигналом обратной связи. Когда сумма входных сигналов компаратора становится равной нулю, компаратор 11 срабатьшает и вырабатызает импульс управления, который проходит на соответствующий тиристор силовой части преобразователя 15, а также через элемент И 12 на ключ 9, который восстанавливает начальные нулевые условия в интеграторе 8.

Если разорвать цепь между первым сумматором 5 и компаратором 11, то рассмотрен1{ая часть систем) будет асинхронной, так как источник 4 постоянного напряжения, интегратор 8, ключ 9 и сумматор 7 представляют собой автономный генератор, который формирует галообразжэе напряжение. В зависимости от соотношения между наклоном опорных напряжений и наклоном гтлообразных напряжений автоноьшого генератора устройство по своим свойствам близко либо к синхронной, либо к асинхронной, ли&о к промежуточной системе. Для уменьшения гармонической неустойчивости, обусловленной цепями синхронизации, при работе отдельного комплекта пилообразный сигнал должен иметь больший наклон чем опорный синхронизированный сигнал. Это достигается путем установления соответствующей величины напряжения на вьгходе источника постоянного (эпряжения, от которой зависи амплнгупа пилообразного сигнала.

При работе отдельного вентильного комплекта преобладающим 5шляется пилообразный сигнал, при этом уменьшено влияние цепей синхронизации на гармоническую устойчивость, что приводит к увеличению устойчивости работы системь о

Устройство для управления при смене вентильных комплектов работает следующим образом.

Когда ток в силовой части преобразователя 15 спадет до нуля и сработает блок 14 раздельного управления, вьфабатывающий соответствующие сигналь на блоки форг шрования за1Г;/скающих импульсов( на чертеже не показаны и на триггер 13, последний изменяет свое состояние, замыкает ключ 9 и размь кает ключ 10. При этом на входе и дополнительного сумматора 7 напряжение равно нулю, а н зхоя ;-омпаратора 11 поступает с сумматора 5 только разностный сигнал между опорным сигнлом и сигналом задания. В момент равенства эткх сигналов срабатывает компаратор П и перебрасывает триггер 13, отпирается ключ 10 и снимается отдирающий импульс, идущий с триггера 13 на ключ 9.

В дальнейшем устройство работает, как бьш ОГШСЯ1Ю выше для случая работы отдельного комачекта.

В предлагаемом устройстве при смене вентильных комплектов и при первом включении осуществляется четкая синхронизация опорными шпряжениями. и первый импульс управления вырабатывается без влияния цепей обратной связи.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить устойчивость работы устройства, повысить быстродействие при смене вентильных KOMimeKTOB и в момент включения преобразов теля. Формула изобретения Устройство для угфавления вентильным гфе образователем с раздельным управлением, содержащее источник синхронизированного опорного нагфяжения, источник управляющего напряжения, соединенные через сумматор с комгнратором, интегратор, ; защунт1фованный ключом и соединенный своим входом через второй сумматор с датчиком выходного напряжения и источником управляющего напряжения, а также блок раздельного управления, отли чающееся тем, что, с целью увеличения устойчивости работы системы и повыщения быстродействия при смене вентильных комплектов и в момент включения преобразователя, оно снабжено триггером, элементом И, дополнительным сумматоро 1, вторым клю чом и источником постоянного напряжения, выход которого соединен со входом второго сумматора и через второй ключ с дополнитель ным сумматором, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход дополнительного сумматора соединен со входом компаратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом триггера, управляющий вход первого ключа соединен с выходом злемента И, входы которого соединены, с выходом компаратора и с выходом триггера, вход раздельного запуска которого соединен с выходом компаратора и выходом блока раздельного управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление тиристорны «и преобразователями. М., Энергия, 1975, с. 94-126. 2.Авторское свидетельство СССР № 537431, кл. Н 02 Р 13/16, 1975. ,