Способ управления стабилизированным инвертором и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

меет низкую коммутационн1Ю устойивость и плохое качество переходных процессов.

Цель изобретения - улучшение качеста регулирования инвертора в динамичес ких режимах работы.

Поставленная цепь достигается тем, что в известном способе управления инвертором, содержащим коммутатор;( компенсатор, задающий генератор и датчик тока нагрузки, состоящем в формировании двух серий управляющих импульсов, от задающего генератора и подачи их на вентили KOfviMyTaTopa и компенсатораа формирует две дополнительные серии нм- пульсоВг синхронизированные с напряжением на выходе коммутатора, и подают их на вентили коммутатора при измене™ НИИ величины выходного напряжеШЯ за пределы допустимых отклонекнйо При п 1еньшении величины выходного напряжения ниже допустимой подают первую доподнитвльную серию импульсоВэ сфор- лированную в фазе, соответствующей максимапьяо допустимому углу опережения коммутатора, а при превышекки выходного напряжения выще допустимой величины подают вторую дополнитатькую серию импульсов, сформированную в , соответствующей минимально допустимому углу опережения коммутатора

В известное устройство ,аля осущест вления данного способа управления, содержащее задающий генератор, к выходу которого подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок, распределитель, выходной ус шитель формирователя импульсов компенсатора и последовательно соединенные фазосдвигаю-. щий блок, распределитель и выходной усилитель формирователя импульсов ко- ммутатора, датчик тока нагрузки,, коммутатор компенсатора шины переменного тока коммутатора и измерит ел ьньй элемент, введены два формироватэпя дополнительных серий, импульсоВд входы которых подключены к шинам перэмен™ ного тока коммутатора, а выходы соединены с распределителем формирователя импульсов коммутатора, к другому входу которого подключен дополнительно введеЕный задатчик синхронизации подключен ный через измерительный элемент к вь ходным клеммам инвертора и к датчику тока нагрузки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема параапельно последовательного инвертора тока с устройством, реали

зуюшим данный способ, на фиг. 2 .ипиальная схема формирователя им.пульсоЕ. коммутатора, фopм poвaтeля дополнительньк серий импульсов и задатчика син.хронизацни для двух противофазных каналов управления комк татора; на фиг 3 - диаграммы изменения линейного напряжения коммутатора и сигналов в схеме формирователей

импульсов KOMiviyTaTopa

Инвертор содержит дроссель 1, к ко торому подключен кохелутатор, состоящий из тиристора вьшюченных по трехфазной мостовой схеме,. На стороне

переменного тока комм; татора подключены ком1угутиру ощи1Э кондэнсаторы 8--10, поспэдоватвльЕые конденсаторы 11-ISj компенснруташие конденсаторы 14-16 и компенсатор реактивной мошности, состояншй M;S дроссапей 17-19 и поспедоватепьно с: яами включенными тиристораь€и

Устройство форьжрования импульсов управления ткрвсторОБ содержит задающий гекэратор 26. форЕуШрователь 27 имг : льсов компенсатора н фор лирователь 2,8 импупьсоз коммутатора, Фop rйpoвй-тель 27 Емгтупьсоз компенсатора вклк.-.

чает в себя фазосщтегающий блок 29 распредап Етвпь 30 я выходные уснлителЕг 31., Форгущрователь 28 импульсов кo «vIyтaтopa (фйг 2) служит для форьяфованкя ИйШульсов дв:/х противофазных

каналов и содерккт фазосдакгающий блок 32, преобразующий непрерьшный сигнал регулятора (на чертеже не показано) во временкоГ «ггераал задернска импуль сов управпекия тиристорами 2-7 отно™

ситепьио импульсов задающего генератора 26, рас пред ап:итель 33 импульсов по противофазные; каналам, соединенный c&iosoM 329 гене|эатаром 26, формироватеяямнЗЗ н 36 дополнтггвяьныхсерий импупьcobs измерительным элементом 37 изадатчш-ьом 38 синхропиз з-щш, выходные усилите ян 34с Распреда итель 33 состоит из триггера 39 п селектора 4О типа ОДИН из четырех у которого коммутируемые входы

Вч ф Bg S 83 подключены к триггеру 39 и формирователям 35, 36 соответ CTBSHHO, вход В закорочен на О, а упршшяющие входы Af , А подключе-ны к задатчику 38 синхронизации. На

Л

выходе Ы селектора сигнал изме1шется

в зависимости от уровня сигналов на входах В , БЗ , БЗ S Вц и А, А в соот. ветотвии с таблицей состояний селектора. Примечание: Урсжень сигналов, обозначаемых, х, может принимать любые значения. Задатчик 38 предназначен для форми рования команд управления селектором 4О и состоит из компараторов ,41 и 4 фиксирующи.х знак отклонения величины выходного напряжения. На выходе инвер тора включены датчики 43-45 тока на- грузки. Измерительный элемеет 37, вкл ченный между выходными клеммами инвертора и задатчиком 38, предназначен для преобразования величин цапряження и тока переменного тока на инвертора в пропорциональный им сигнал постоянного тока. Диаграммы, представленные на ф1Г, 3 содержат выходное напряжение 43s импульсы 44 фазосмещающего устройства, импульсы 45 задающего генератора, сигналы 46 на выходе триггера распределителя импульсов, выходные сигналы 47 и 48 формирователей 35 и 36, выходные сигналы 4 9 и 5О KOMnapiaTOpoB 41 и 42, управляющие сигналы 51 и 52 Устройство выполнено по многоканаль ной схеме, в каждом канале .которой формируют два противофазных импульса. Аналогичным образом устройство может быть выполнено по одноканальному принципу управления тиристорами. Формирователи 35 и 36 дополнительных серий выполняются на основе компараторов, позволяющих формировать сигналы в определенной фазе (Jef,,oj ил tnin, ) ПО ОТНОШ9НЯЮ к кривой переменного напряжения 43, 016 Устройство работает следующим образомВ нормальных режимах работы преобразователя на вых,оде фазосмещающего блока 32 формируются импульсы, перед ние фронты которых совпадают с фронтами импульс.ов 45, а длительность и.х с определяется сигналом регулятора (на чертеже не показано). Эти импульсы поступают ка синхронизирующий вход С триггера 39. На входы У и /С триЬгера подаются проткБофазные сигналы 45, Переключение триггера происходит по задне- biy фронту сигнала 44, соответствующему формированию импульсов коммутатора при угле опережения /в// , задаваемому регулятора (на чертеже не показано). Выходной сигнал 46 триггера и сигналы 48 и 49 от компараторов 35 и 36, фронты которых соответствуют формированию импульсов коммутатора при углах опережениями,-, ,Д, поступают на коммутируемые входы В , В , БЗ селектора 40. На управляющие входы А , А2 селектора от компараторе 41 и 42 задатчика синхронизации поступают сигналы 49 и 5О величины которы.х соответствуют логической еди- НЕце при напряжении 43 близком к номинальному, величины которых соответствуют логической единице. В результате сигнал иа выходе Q селектора повторяет сигнал 46, а на выходе Q - инверсный по отношению к 46. В усилителах 34 под действием фронтов сигнала 46 формируются импульсы 51 и 52 управления тиристорами коммутатора, соответствующие сигналу регулятора для данного режима работы преобразователя прк угле, опережения « . В динамических режимах работы преобразователя кривые напряжения на коммутаторе 43 и на выходе Vjf смещаются влево и уменьшаются по амплитуде (фиг, 3) после момента t Поскольку изменения в кривых 43 происходит достаточно быстро, а сигнал регулятора не успевает изменить задержку Oi импульсов 44 на требуемук) величину, то отклонение напряжения ТГ/ может значительно превзойти допустимую величину. В данном способе указанный недостаток устраняется путем формирования двух дополнительных серий импульсов 47 и 48. На диаграммах (фиг. 3) показано, что при уменьшении выходного напряжения j в момент t / сраба- ьшает компаратор 41 и его выходной сигнал 49 принимает значение 0. При таких значениях сигналов на входах А и АЗ селектора на его вьрсоде 0- появляется сигнал 48 Уснлкт&пи . 34 формируют .импульсы ynpaMiaHvui когч мутатора в фазе соответствующей режиму работы инвертора с макскм;;алр 1шм углом опережения б/яах Напря. жение 43 и соответственно |Д, быст- ро увеличиваются до тех пор, пока в момент tg отклонение йапряжения и не превышает допустим -о велнчи: lify. Компаратор 43. и селектор 40 воа.: вращаются в исходное состояни5 я cmi- .хронизащ1я импульсов упра&яеиия ь:.ом лyтaтopa вновь осуществляется от гйне ратора 26« В режимах снятия нагрузки кривые н пряжений смещаются вправо к увэпичква ся по ...амплитуде после момента ,з . J этом спучае срабатывает. компаратор 42 и его выгодной сигнал 5О принимает зн чение О., На выходе fl/селектора появляется сигнал 49 Усилители 34 формируют им.пуюъсьт управле11Я.я коммутатора , в фазе, соот- ветств тощей режиму работы inmepTOpti с минимальным углом-оперсгкэаия что приводит к быстрому уманыкккшо напряж.ений 43 и. « При .ник величины требуемого уровка компаратор 4-2 и селектор 40 возБрац;.й.зотся в исходное состояние. Поскольку изменеш1е напряже :1яя i-в динамических режимах происходит медленнее изменения тока t/// то для увеличения быстродействия задат-чика 38 способа синхронизации в измэритель . ный элемент 37 поступает сигнал, прс порциональнък- току нагрузки &;/ Таким образом, при отклойении выхо ного напряжения /„ за пределы допус тимых, величин, упра.влание тиристорами коммутатора осуществляют от дополнительных серий импульсов, синхрониейРОВРПНЫ7-С с напряжением на комглутатор Синхроцизация импульсов управ.леаий с напряжением на коммутаторе обеспечи вает работу инвертора, с максимальным углом опережения при отрицательном знаке от1шонения выходного напряжэиня . или с NfflHHManbHHM углом при попе™ жительном знаке отклонения. Незавнск-™ МО от быстродействия регулятора в ди- накетчески-х режимах происходят резкое изменение угла опережения и фазы кривой выходного напряжения ии-вертораз что обеспечивает значительное умень18шение отклонения и б,1строе восстановление ввличинь выходного напряжения до номинального и приводит к Зяуч иеии;о качества пcгyд ipoвaн iя инBGpTOpfi в динамических режимах к 3 о б о р и у е н и я 1 Способ управления стабилизированн.ьНД ишзертороМз содержаш.им коммута- торг компенсатор, за.цаюший х енератор W. датчик тока нагрузки, путем формироБакия двух серий. уп{)аш1яющих импульсов 1УГ ,задаю;ш,эго генератора и подачи их на ве5-ггг{лк коммутатэра и компенсатора, о т л а ч я ю щ н и с я тем. что, с целью улучшетшн качества регулирования инвертора, форк-мруют две дополнительные сарни упразляюаих кмпульссв, синхронизированных с напряжением на выходе коммутатора; к подают их на вентили кс ммутатора на BpeMij, при котором от- к, напряжения будет больше допусткмой в&цкчккьи 2, Способ по П:: I; о т л к ч а ю- ш к к с я TBMs 4TOj с целью уменьшения провала в выходном нап.ряженик ин.ве1Уго- ра D динамических режим ах, при уменЬ К9Ийк в&лкчмны выходного напряжения допустимой допоашитольную серию пмпульсок формируют в фазе, соответ- ствуюш.е.ё макснмщ1ьно допустимому углу о п ер а fic е ни я к о г-.€му т а .- о р а о о. Способ по п., 1. о т л и ч а ю- .щ ii и с S тем, что, с цел.ыо уменыле- нкя броска в выходном напряжек;;я инBsp-ropa в дняамическк.х режи.г ;-.--. ион твеличенкк вапичины выходнохо .(щпяжеКИЯ выше допустимой дополнительную серию импульсов формир%аот в фазе, соответствующей глпшмалько допустимому углу рперэжЕиия коммутатора. 4, Устройство для осуществления способа по пп 1-3, содсржаш.ее задающий генератор 5 к вькод М которого подключен формирователь импульсоЁ. компенсаTopaj состояишй из последовательно соединеннь1Х фазосдвигающэго блока, распредеа1итегля импульсоБ;; вьгсодного усилителя, и формирователь .импульсов комм татора, состояшлй из поспедоБйтвльно соединеннык фазосдвигаюшего 6noKaf распред.У1иТ831Я импульсов и вL..IXодного усилите;1я, датчик тока нагрузки, вк юдные клеммы jiriBepTOpaj коммутаТ-эр., шт1ы пepe semIOгo Tosca коммутатора, измерительный элемент, о т л и ч а ю ц е 9 с я -тем, что, оно

дополнительно снабжено двумя формирователями дополнительных серий импульсов и задатчиком синхронизации, при этом в.ходы указанных формирователей подключены к шинам переменного тока

коммутатора, а выходы формирователей соединены с входами распределителя и пульсов формирователя импульсов коммутатора, к другому входу которого подключен задатчик синхронизации, подключенный через измерительный элемент к выходным клеммам инвертора и к датчику тока нагрузки.

I

5i

Т Т Т

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №259256, кл. И Q2 Р 13/18, 1969.

2.Раскин П. Я. Стабилизированные автономные инверторы тока .на тиристорах М., Энергия , 1970.

3.Ковалев Ф. И. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением. М., Энергия. 1972.