Устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 H02P5/06 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями различного j назначения.

Известно устройство упрайления вентильным преобразователем, содержащее регулятор скорости и регулятор тока, выход которого соединен |Q через RC-фильтр с системой импульсно-фазового управления вентильного преобразователя, питающего двигатель, на валу которого находится тахогенёратор, подключенный к датчику скорое-. ти. Сигнал с датчика скорости подаг ют на вход регулятора скорости. В цепь нагрузки вентильного преобразователя включен шунт, к которому подключен датчик тока, сигнал с крто-2л рого подают на регулятор тока l .

Для устранения воздействи-я помех и пульсации на систему импульснофазового управления в устройстве применены пассив ные RC-фильтры, что при-25 водит к понижению точности в режимах, когда задающий сигнал меняется с высокой скоростью.

Наиболее близким по технической . сущности к заявляемому устройству яв-,п

ляется устройство управления вентильным преобразователем, содержащее выполненный из liHTerpaTopoB, коммутаторов и кольцевого распределителя коЯмутационный фильтр, выход которого подключен ко входу системы импульсно-фазового управления, к одному из входов компаратора блока управления коммутационным фильтром, другой вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазового управления. Применение коммутационного фильтра в предлагаемом устройстве делает систему регулирования более быстродействующей во всем диапазоне изменения управляющих сигналов за счет того, что обработка сигнала в коммутационном фильтре производится за конечное -время, равное времени между импульсами 2 .

Однако в данном устройстве, так как вентильный преобразователь является дискретным, также имеет место добавочное запаздывание, определяемое интервалом дискретности, что особенно сказывается на точности ре|Гулирования при высоких скоростях изменения сигнала управления.

Цель изобретения - повышение точности при высоких скоростях изменения сигнала управления.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве управления вентильным преобразователем блок управления коммутационным фильтром содержит источник упреждающего сигнала управления, выход которого подключен к третьему входу компаратора блока управления коммутационным фильтром.

Источ:ник упреждающего сигнала позволяет свести это добавочное запаздывание к минимуму, так как упреждающий сигнал позволяет использовать ин формацию о прошедшем интервале дискретности с меньшим запаздыванием, определяемым сдвигом между импульсам с источника упреждающего сигнала и импульсами управления, а не сдвигом между концами предыдущего интервала и последующе го.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления вентильным преобразователем электропривода постоянного тока,на фиг.2 и 3 - временные диаграммы,поясняющие процесс преобразования выходного сигнала регулятора тока в ступенчатый сигнал на входе системы импульсно-фазового управления для переходного и установившегося рех(имов; на фиг. 4 - временные диаграммы, пояснякмцие работу блока управления коммутационным фильтром.Устройство регулирования вентильного электропривода фиг.1) содержит регулятор 1 скорости, подчиненный ему регулятор 2 тока, коммутационный фильтр 3, один из входов которого соединен с регулятором 2 тока, а дру гой вход - с блоком 4 управления коммутационным фильтром. Один выход коммутационного фильтра 3 соединен с системой 5 импульсно-фазового упраления вентильного преобразователя б, питающего якорную цепь двигателя 7 постоянного тока, механически связанного с тахогенератором 8, выход.ной сигнал которого подан по цепи обратной связи на второй вход регулятора 1 скорости. Второй выход коммутационного фильтра соединен с блоком управления коммутационным фильтром. Сигнал с шунта 9, включенного в цепь якоря двигателя 7 через датчик 10 тока, подан по цепи обратной связи на второй вход регулятора 2 тока.

Коммутационный фильтр 3 сострит из трех интеграторов 11, трех коммутаторов 12, 13 и 14-и кольцевого распределителя 15, управляемого выходными импульсами блока управления коммутационным фильтром Ug(t). Блок 4 управления коммутационным фильтром состоит из источника 16 управляющего сигнала, ког аратора 17 и формирователя 18 импульсов.

Цикл работы каждого из коммутаторов состоит из трех тактов, в течение каждого из которых каждый из коммутаторов находится в одном из трех фиксированных положений. На каждом такте один из интеграторов отключен от цепей выходного сигнала регулятора тока Up (t) и выходного сигнала коммутационного фильтра Uy(t) коммутаторами 12 и 13 и находится в подготовительном режиме {ему создаются нулевые начальные условия с помощью коммутатора 14), другой интегратор находится в режиме интегрирования выходного сигнала регулятора тока Up (t) (он подключен к выходному сигналу через коммутатор 12, а выход его отключен коммутаторами 13 и 14), третий интегратор отключенный от цепей входа и подготоки нулевых условий коммутаторами 12 и 14, выдает через коммутатор 13 постоянный выходной сигнал, пропорциональный интегралу входного сигнала за предшествующий такт. С помощью кольцевого распределителя 15 осуществляется переключение коммутаторов 12, 13 и 14 по кольцевой диаграмме. В итоге выходной сигнал коммутационного фильтра представляет собой ступенчатую функцию, значения которой в каждом такте соответствуют выражению

1„

U.ltl l jUpWdt,

tnгде К - коэфициент пропорциональности.

Временные диаграмьм преобразования сигнала комму.тационного фильтра Uv(t) показаны на фиг. 2 и 3. Здесь (фиг.2а) Up(t) - сигнал на выходе регулятора, содержащий низкочастотную пульсирующую составля1сяцую и высокочастотную составлякяцую. На фиг. 26 показан сигнал на выходе коммутационного фильтра Uv (t) , представляющий в случае переходного процесса ступенчатую кривую. На фиг.2в пок&заны сигналы блока управления коммутационным фильтром U(t). На Фиг.2 г - импульсы системы импульснр-фазового управления вентильным преобразователем. На фиг.За,б,в,г, показаны те же сигналы для случая установившегося режима работы. В этом случае U(t) представляет собой гладкий сигнал.

На один из входов компаратора подается сигнал упреждения ,на вход которой подается сигнал управления Uj/Ct), на третий вход подается сигнал опорного напряжения с генератора пилообразного напряжения систе№ управления ,(t). Сигнал, соотвэтствуквдий алгебраической сумме сигвашов Uylt), () подается на вход формирователя импульсов 18 и в момент равенства нулю алгебраической суммы сигналов Uy(t). ) и &1 формирователь импульсов вырабатывает сигнал ). Временные диагра имы образования сигнала UgyCt) показаны ва фиг.4. На фиг.4а показаны временные диаграммы выходного сигнала коммутационного фильтра 3 Uy(t) и опорного сигнала с генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазового управления 5 вентильного преобразователя ltf,(t). На фиг. 4б - врем1енная диаграмма сигналов (t), представляющего собой разность сигнала управления Uy(t) и опорного сигнала t), и сигнала упреждения ДО. На фиг.4в показана временная диаграмма выходного сигнала Ug( t) блока 4 управления KOMiviyтационным фильтром. На фиг. 4г - сигналы управления вентильным преобразователем 6.

Устройство работает следующим образом.

На регулятор скорости подается разность сигналов задания Uj(t) и сигнала обратной по скорости U(, (t) , вырабатываемого тахогенератором 8. Выходной сигнал регулятора 1 скорости совместно с сигналом обратной связи по току и.-г (t) подается на вход регулятора 2 тока, выходной сигнал которого подается на коммутатор 12 коммутационного фильтра 3. Коммутатор 12 подключен в данный NKDMeHT времени к одному из интеграторов, например, первому, который интегрирует сигнал Up (t). В зто же время второй интегратор зашунтирова с помощью коммутатора 14, чем ему создаются нулевые начальные условия Сигнал Uy (t) с выхода третьего интегратора через коммутатор 13 подается на систему 5 импульсно-фазового управления. Здесь происходит сранение сигнала управления ) и опорного сигнала генератора пилообразного напряжения I4f,(t) системы импульсно-фазового управления. В момент равенства этих сигналов систёмой управления вырабатывается импульс Uy (t), управляющий вентильным преобразователем. Эти же два сигнала и, (t) и ио„( t) подаются на компаратор 17 блока управления коммутационным фильтром. Так как на вход компаратора подается сигнал упреждения ли, импульс U5(t) формируется раньше чем импульс Uy (t). Импульс U6y(t) переключает кольцевой, распределитель 15 коммутационного фильтра в сле0дующее положение и т.д.

Благодаря упреждению моментов переключения коммутационного фильтра относительно моментов выдачи управляющих импульсов на вентильный пре5образователь при управлении используется информация о сигнале Up{t) в текущем такте преобразователя, а не в предшествующем, что повышает динамическую точность системы.

0

Формула изобретения

Устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее

5 коммутационный фильтр с кольцевым распределителем на одном из входов, подключенный своим выходом ко входу системы импульсно-фазового управления и ко входу компаратора блока

0 управления коммутационным фильтром, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазового управления, отличающееся

5 тем, что, с целью повышения точности при высоких скоростях изменения сигнала управления блок управления коммутационным фильтром содержит источник упреждающего сигнала управления, выход которого подключен к

0 третьему входу компаратора блока управления коммутационным фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Рудаков В.В. идр. Система не5прерывного управления электроприводами. Л., Наука, 1968, с. 79.

2.Шипилло В.IT. Автоматизированный вентильный электропривод. М., Энергия, 1969, с. 174.

0

uч{)

)

И5дЦ)

)

/

J

4ll

j)

i)

1

i

Uiv(l)

ipwes.

Hca-Wij-Woi

)

дИ