Устройство для формирования угла управления статическим преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электроТехнике ч преобраэоватетьной техшпсе и может быть использовано в устройствах для управления стач пескими преобразователями, в частности преобразователями с регупируга сой влюдной и выходной частотами.

Известно устройство для утфавления преобразователем {Содержащее последовательно соединенные сумматор, нуль-орган и распределитель, причем один вход сумматора связан с сетью, а на другой вход подается сигнал, пропоршюнальный выходному значенто регулируемого параметра ЩНедостатком этого устройства является значительная асимметрия управляющих импульсов 0 чувствителыюсть к искажениям напряжения на шинах переменного тока преобразователя, что снижает надежность и быстродействие работы устройства, так как требует установки фипьт- о ров в цепях обратных связей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, интегратор, второй сумматор, нуль-орган и распределитель причем один вход первого сумматора связан с шинами переменного тока преобразователя, а другой вход подключен к выходу задатчика угла управлеш1я 2 . При этом вход задатчика угла управлеш я и один из входов второго сумматора подключены к выходу источника постоянного напряисения.

Недостатком такого устройства является то, что угол управления преобразователя зависит от частоты и действующего значения напряжения на шинах переменного тока преобразователя. Это объясняется те,м, что связь между углом yqpeivieния Л и периодом Т и величиной Ufni напряжения на шинах переменного тока определяется соотношешгем

(1)

и -Уа,- иагде и - ситная на выходе задатчика угла утгравлегагя;

3736

DO - сигнал на одном из . входов

второго сумматора; UJ - частота напряжение на шинах переменного тока пр«: бразователя;

постоянная времегта интегратора.

Из соотношения (1) видно, что угол угфавления сХ зависит как от вел1гчины сигналов Uy и UQ так и от периода Т и велз-1чины Umrt напряжения на нданах переменного тока.

Цель изобретения - стабилизаШ1я угла управления независимо от частоты (периода) и пелшшны напряжения на иптнах перемсн1юго тока преобразователя.

Поставленная цель достигаетс5с тем, что в устройство для формироваюся jrna лакраплешгя статическим преобразователем со;.ерж.а1цее последовательно соед Л1енные fsepBbjft сумматор, интегратор, sTcipofl сумматор, нуль-орган и распределитель, причем один вход первого суммаэхэра связан с ншнами переменного тока преобразователя, а другой вход подключен к выходу задатчика угла управпет ия, введены блок форми-ровагшя сигнала, прюпорнионалыкэхч) действующему эначенто 1а1фяжбния на икгнах переменного Т1эка преобразователя, и блок формирования

, пропоршшна./тьного периоду и действующему зиачошцо напряжешш на itoiHax переменного тока преобразс ватоjfH, прзгчем выход блока формлфовашга С1ггнала, щюпоршюнального дейстБ взщ зму значе шю напряжетиш на ищнах переменного .тока, подключен к входу задатчика утпа управлеШ1я, а выход блока форм1-фо-ва1шя сигнала, пропоршюналыюго яериоду к действующему значению нанряженгщ на тинах перемекного тока преобразователя соединен с из входов второго сумматора.

При этом б;гок формирования сигнала, пропорционально действующему знеяе;Hvno напряжешш на 1линах перемешйи-о юка преобразователя, может состоя пь на многофазного вьгарямятелн, вход которого подключен к шинам переме1п« го тока преобразователя, а выход - к EJCOду задатчшса угла управления.

Блок форм1фовання сигнала, преторщюнапьного периоду и дeйcтвyющe vly значению напряжехгия на цшнах перегкгентоипо тока преобразователя, может

состоять из траисформаторов тока, первичные обмот1ш которых включены в цеп .питания многофазного вьшрямнтепй, вход которого подключен к шинам nepeMeHHorb

тока преобразователя, выход к резистору вторичные обмотки трансформаторов тока через встречно включенные стабилитроны соед11нены в TpeyronbfmK и поделючены к входу мостового выпрямителя, выход которого соединен с выходом блока, причем входы мостового выпрямителя шунтированы ко щенсторами.

При этом выход многофазного выпрямителя может быть подключен к входу задатчика угла управления.

Кроме того, связь одного из входов первого cjTviMaTopa с шинами переменного 7.х)ка преобрасзователя может осущестБляться через ксмлутатор; управляющие входы которого подключены к выходу распределителя.

На фиг. 1 приведена функпиональнаг схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - пршшдпиалььПзЮ схемы бло7СОВ, ВХОДЯ1ДИХ в него.

Устройство содержит первый сумматор 1, выход которого через интеграт-ор 2 н второй сумматор 3, подключен ко входу нул,.-органа 4. Выход нуль -органа 4 через распределитель импртьсов 5 связан с управляющими входами вентиiieE преобразователя 6 и унравл5пощими входами коммутатора 7, выход которого пойтагючен к одному из входов первого ciTviMat4 pa 1. а вход к шинам: переменного тока 8 нреобразователя 6. Другой зход перво,го cyK«vfaTopa подключен к выходу задатшка угла управления 9, вход которого соедкиен с выходом блока 10 формирования сигнала, пропорционального действующему значению напряжетшя на пшнах переменного тока 8. Оди КЗ входов второго сумматора 3 соединен с Еьзходом 13. йЕ рм$фовакия сигнала прояоршшналыгого действующему эначешпо и периоду напряжения на шинах переменного тока 8.

Блок 11. формирования сигнала, п}Х)пошюнального периоду и действующему значе1шю напряжения на шинах переменного тока 8, состоит из трансформаторов тока 12, 13, 14, первичные обмотки которых вкяючены в цепь пита1В1я многофазного выпрямителя 15, нагруженного на резистор 16. Вторичньге обмотки трансфоматора тока через встречно включенные стабялитро Ш 17 - 18, 19 - 2О и 21 22 подключены ко входу мостового вьшрямигселя 23. Входы выпрямителя щуктированы конденсаторами 24, 25, 2б, а выход подключен к одному из входов второго cyiviMaTopa 3. 5 Bnoiot 10 и 11, a также коммутато 7 подключены к шинам переменного тока 8 через трансформатор 27. На выходе коммутатора 7 напряжешге с точ1ЮСТЫО до фазового сдвига трансформатора 27 аналогично напряжению -на шинах постоянного тока 28 преобразователя. Устройство работает следующим образом. Разностный сигнал, получаемьш на выходе первого сумматора 1, интегрируется интегратором 2 и сравнивает ся на втором сумматоре 3 с опорным сигналом, формируемым блоком 11. Сигнал сравнения поступает на вход нульоргана 4, который вьщает переключающ импульс на распределитель 5 при равен ве опорного на входе блока 11 и выходного сигнала интегратора 2, гфя этом интегратор устанавливается в нача ное состояние (конденсатор разряжен, налряже ше на выходе равно нулю). Напряжешге UQ на выходе блока 11 связано с периодом и действующим значением напряжения на шинах переменног тока 8 преобразователя 6 и сигналом U на выходе задатчика угла управлешы 9 соотношением (1). Из формулы (1) видно, что угол управления преобразователем зависит как от частоты (периода) и ампшттуды величины) напряжения на тинах педеме кого тока, так и от сигнала Цу задат чика угла управления 9 и сигнала DO на выходе блока 11. Если узсазанные сигналы L/y и Up сформ1фовать согласно изобретению, а именно в виде II||, 1 fTt/ ЕТТ, у тл o(u, то из (1) и (2) получим щл, UniflCOSc ШТ, ШТ откуда Г,-Т Т - const сО5л -;р S -1 преобразователе т.е. угол управления (X не зависит от частоты и действующего значешш напряжения на шшгах перетленгаэго тока преобразователя. Это объясняется т&л, что при изменении периода или действующего значе1ШЯ напряжения на шинах перемешюго тока преобразователя происходит также соот1зетствующее изменение либо напря жения UQ (при изменнении только периода) , либо напряжения UQ и напряжения Uy . При этом динамика системы 5L цocтaт чнo высока, так как пульсащш сигналов на выходах блоков 1О и 11 не начительны, и для их сглаживания могут использоваться фильтры с малыми постоя шылш времени. Елок 10 форкофовашш сигнала, пропорщюналыюго действующему значе11шо напряжения на шинах переменного тока 8 (см. . 2) состоит, нагтример, из многофазного выпрямителя, который нагружён на задатчик ух-ла управле1шя 9 преобразователем. Напряжешш на выходе вьтрямителя пропорщгоналыю линейному напряжению на переменного тока 8. пропорщгона тьный периоду и действующему значегшю напряжения на Ш1{нах пepe лeraюгo тока, форм1фуется на выходе мостового выпря лителя 23 (см. фиг.З), вход которого подключен к втоР1ГЧНЫМ обмоткам трансформаторов тока, , ток в перв1гчных обмотках которых равенРде R со1трот1тление резистора 16 на выходе много41азного выпрямителя 15. Напряжешю U на конденса1Ч)рах 2426, включеннглх на входе мостового выпрямителя 23, определяется величиной тока вторичных обмоток трансформаторов 12-14 равно . U,,T, UJO 2КЯС де Кг - коэффишгент тра-лсформации трансформаторов 12-14; С - емкость конденсачхзров 24Стабилитроны 17-22 гфедотвращают азряд конденсаторов 24-26 в паузах ока соответствующих вторичных обмок трансформаторов 12- 14. При этом на выходе мостового выпряктте- я 23 получается практически сглаженым , т.е. без пульсаш1й, величина коорых определяется нагрузкой выпрямиеля 23. Выход многофазного вьшрямителя 15 может быть использован для получения , пропорш онального действующему значе1шю нaпpяжe шя на шинах перемошюго тока, как показано пункти{юм на фиг. 3. Коммутатор 7 позволяет пол чить аналог напряжегшя на -шинах постоянного тока преобразователя, что 1Ювьгшает надежность работы устройств Предлагаемое устройство лозводягет стабилизировать угол управления статическим повобразователем независимо от частоты, искажений и действующего значения напряжения на шинах перексенного тока преобразователя. Формула изобретения 1. Устройство для формирования угла управления статическим преобразователем содержащее шзследоватепьно роедикенные первый cyMMaTopinHTerpa-rop, второй с;умм тор, нуль-орган и распределитель, о/дин вход первого сумматора связан с шингши перетлешюго тока преобразователя, а ару гой вход подключен к выходу задатчтада угла управления, отличающеес тем, что, с целью стабилизашш угп& ;ртравления независимо от частоты, искаже ний и величины напряжения на шинах переменного тока преобразователя, ) снабжено блоком формированй:я сигнала, пропорционального действукяяему значению напряжения на ишнах переменногс Тока преобразователя, и блоком формирования сигнала, пропорционального период и действующему значению напряжения на шинах переменного тока преобразоват(эля причем выход блока формирования сигнала, пропорционального действующему- зна чению напряжения на шинах п емеюдого тока подключен к входу задатчика угла управления, а выход блока формировавм51 сигнала, пропорционального периоду и действующему значению напряжения на шинах nepQvieHHoro тока преобразованиеля, соединен с одним из входов втодаго сумматора. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формироЕ й,:аи:я 1 сигнала пропортшонапьного действующому значению напряжения на шинах переменного тока преобразователя состоит из многофазного вьтрямителя, вход которого подключен к шинам перемеккого тока преобразователя, а выход - к входу задатчика угла управления. 3. Устройство поПс 1,отлича ющ е 0 с я тем, что блок dxjpMHpoBaHHs сигнала пропоршюнального периоду и действующему значению напряжения на цщнах переменного тока преобразователя состоит из трансформаторюв тока, первичные обмотки которых включены в цепь питания многофазного выпрямителя, вход которого гЕодключен к ишнам переменного тока преобразователя, выход к резистору, вторичные oSvfOTKH трансформаторов тока через встречно вкточенные стабилитроны соединены в треугольник и подволочены к входу мостового вьшрямйтеля, вьтход которого соединен с выходом блока, причем входы мостового выпрямителя Шунтированы конденсаторами. 4,Ус1:ройство по пп. 1 м 3, о т л ичающееся тем, что выход многофазного выпрямителя подключен к входу задатчика угла управления, 5.Устройство по п. 1, о т л и ч а torn е е с я тем. что один из входов первого сумматора соединен с шинами переменного тока преобразователя через коммутатор, упраЕляюшие входы которого гюдкгаочень к, выходу распределите ля Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент СССР № 316272, кл, Н 02 Р 13/16, 1967. 2.Писарев А, П,, Деткин Л. П. Управлеш1:е тиристорными преобразова™. телями. М,) Э гергия 1975, с. 124, рис. 3-15.

sH

5

ttt ttt rf st

F

И

7

13 -Л Л

Л-xiHL

17

/5

Щ

РЖ

- ... . I. .J

Я

ни

L..

i

J