Способ регулирования выходного напряжения преобразователя частоты со звеном постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02M5/27 H02P13/18 

доетаточно вйсокими. Низшая Тдчнбсть объясняётси тем, что в зоне регулирования выпрямителем отсутствует обратная связь по регулируемому параметру - выходному напряжению преобразователя. Кроме того, величина сигнала задания, подаваемого на выпрямитель, выбирается большей, чем

величина сигнала задания, подаваемог6 на инвертор. Это приводив к тому,

сигнал уп равления на инвертор не достигает величины, определяющей граничные значения угла опережения инвертора р , любое изменение выходного напряжения преобразователя частоты происходит при постоянстве выходного напряжения выпрямителя..

Лишь после того, как рабочий диапазон

регулирования инвертора исчерпан, начинают изменять сигнал управления выпрямителем. Как известно, инвертор с самовозбулодением обладает специфическими динамическими особенностями. Они заключаются в том, что на скачкообразное .изменение сигнала поданное на его входы со стороны питающего напряжения Ud и со стороны сигнала управления jb , он реагирует поразному. Скачок питающего напряжения передается через инвертор с самовозбуждением практически без искажений. При воздействиии -на его управляющий вход скачкообразного сигнала, направленного, например, в сторону увеличения выходного напряжения, выходное напряжение инвертора с самовозбуждением в первый момент скачкомснижается а затем плавно или с перерегулированием выходит на заданный входным сигналом уровень. В силу таких динамических особенностей невозможно реализовать высокое быстродействие в контуре регулирования выходного напряжения преобразователя частоты, формируя сигнал управления выпрямителем или только на инвертор.

Цель изобретения - увеличение точности и быстродействия во всем диапазоне работы преобразователя частоты. ;- , ;--;- - ; --.,-. .. ;-:-.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования выходного напряжения преобразова.теля частоты со звеном постоянного тока, состойщего из последовательно соединенных упрйвлнёмого выпряйителя и инве|этдра с самовозбуждением, путем фазового управления выпрямителем в функции разности первого сигнала . задания и сигнала, пропорционального контролируемому параметру на выходе инвертора, и фазового управления инвертором в функции разности второго сигнала задания и сигнала обратной свяэи, для получения указанного пропор циональнрго сигнала изменяпот выходное напряжение инвертора, а для получения упомянутого сигнала обратной

связи измеряют выходное напряжение выпрямителя.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ регулирования.

Устройство из выпрямителя 1 с системой 2 импульсно-фазового управления, нагруженного а инвертор 3 с.системой 4 .управления, в совокупности предйтавляеТ собой преобразователь 5 частоты со звеном постоянного тока. Выходной сигнал преобразователя 5 частоты поступает на один ИЗ входов первого регулятора 6 напряжения, на другой вход которого подан основной сигнал задания .

Выходной сигнал регулятора б напряжения подается на вход системы 2 импульсно-фазового управления выпрямителем 1. В свою очередь выходной сигнал выпpя 1итeля 1 подан на один из входов второго регулятора 2 напряжения, на другой вход которого поступает вспомогательный сигнал задания и. .Выходной сигнал регулятора 7 напряжения подается на вход системы 4 управления инвертором 3.

В установившемся режиме при постоянстве основного сигнала задания Uj, величина выходного напряжения , преобразователя 5 частоты постоянна. Сигнал рассогласования на входе астатического регулятора б между сигналом задания и сигналом обратной связи по выходному напряжению преобразователя частоты S йьп равен нулю. При этом соотношение величин выходных напряжений выпрямителя 1 и инвертора 3 Ug,(y зависит от того, в какой рабочей зоне {зоне регулирования выпрямителя или инйертора) находится преобразователь 5 частоты. В зоне регулирования инвертора 3 величина выходного напряжения выпрямителя 1 постоянна и сигнал рассогласования на выходе астатического регулятора 7 между вспомогательным сигналом задания и,/; и сигналом обратной связи по ВЫХОДНОМУ напряжению выпрямителя Uji равен нулю. Выходной сигнал регулятора 7 определяет величину сигнала управления на систему 4 управления инвертором 3 таким образом, что выходное напряжение инвертора, являющееся выходньм напряжением преобразователя -5 частоты, с нулевой ошибкой соответствует основному сигналу задания U „ Таким образом, в зоне руглированин инвертора выходное напряжение преобразователя частоты поддерживается на заданном уровне по первому контуру: регулятор 6 напряжения, система 2 импульсно-фазового управления , упра1вляемый выпрямитель 1, инвертор 3, а выходное напряжение управляемого выпрямителя - по второму контуру: регулятор 6 напряжения, система 2 импульсно-фазового управления, выпрямитель 1, регулятор 7 напряжения, система 4 управления, инвертор 3. В зоне регулирования выпрямителя величина выходного напряжения инвертора постоянна и равна предельному значению, определяющемуся величиной граничного значения угла опережения инвертора |Ь , что равносильно разлшканию второго контура. Выходное напряжение выпрямителя не соответствует значенияю вспомогатель ного сигнала задания ia , а определяет величину выходного напряжения преобразователя частоты таким об разом, что это напряжение с нулевой ошибкой соответствует основному сигналу задания результате изменения основного сигнала задания Uij от установившегося значения на входе регулятора 6 появляется рассогласование между этим сигналом и сигналом обратной связи по выходному напряжению преобразователя 5 частоты. В функции этог рассогласования в регуляторе 6 форми руют сигнал, воздействующий на систему 2 импульсно-фазового управления и изменяющий угол регулирования выпрямителя 1. Это вызывает изменение напряжения выпрямителя U и тем сагАш изменение с высокой степенью быстродействия величины выходного на пряжения инвертора 3 таким ооразом, что сигнал обратной связи по выходному напряжению преобразователя 5 частоты приходит в соответствие с сигналом задания Ut, . Изменение вы ходного напряжения управляемого выпрямителя 1 вызывает появление рассогласования этим сигналом и вспомо гательным сигналом задания U-jij . Если при этом преобразователь частоты работает в зоне регулирования инвертора, то в функции возникшего рассогласования в регуляторе 7 формируют сигнал, вoздeйcтвs oщий на систему 4 управления и изменяющий угол опережения инвертора 3. Выходное напряжение преобразователя частоты при этом также изменяется. На входе регулятора 6 возникает рассогласование , в функции которого формируют сигнал управления на вы- . прягкштель 1, и по контуру регулирования происходит восстановление выходного напряжения выпрямителя и д уровня вспомогательного сигнала заДания , при поддержании постоянст ва выходного напряжения преобразова теля частоты на уровне основного си нала задания Uj . -При достижении сигнала управлени инвертором величины, определяющей граничное значение угла опережения инвертора, регулировочные возможнос ти инвертора исчерпаны, и преобразо ватель частоты переходитв зону регулирования выпрямителя. Выходное напряжение выпрямителя не может прийти в соответствие с вспомогательным сигналом задания Ua, как второй контур регулирования из-за выхода на ограничение оказывается разомкнутым. На выходе выпрямителя поддерживается напряжение .на уровне, определяющем нулевое рассогласование между основным сигналом задания U-j, и сигналом обратной связи по выходному напряжению преобразователя частоты В результате того, что в предложенном способе в качестве сигнала, измеряемого на выходе инвертора, используется выходное напряжение инвертора, а в качестве сигнала обратной связи, подаваемого на инвертор, используется выходное напряжение выпрямителя, повышается точность регулирования выходного напряжения за счет того, что контур регулирования напряжения существует во всем диапазоне работы преобразователя, и увеличение быстродействия за счет того, что в зоне регулирования инвертора напряжение выпрямителя остается постоянным в установившихся режимах и изменяется в переходных режимах. Кроме того, упрощается процесс управления преобразователем за. счет автоматического разделения .режимов работы между выпрямителем и инвертором в зависимости от величины основного сигнала задания. Формула изобретения Способ регулирования выходного напряжения преобразователя частоты со звеном постоянного тока, выполненного в виде последовательно соединенных управляемого выпрямителя и инвертора с самовозбуждением, путем фазового управления выпрямителем в функции разности первого сигнала задания и сигнала, пропорционального контролируемому параметру на выходе инвертора, и фазового управления инвертором в функции разности второго сигнала задания и сигнала обратной связи, о тлич ающи йся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия во всем диапазоне работы преобразователя частоты, для I получения указанного пропорционального сигнала измеряют выходное напряжение инвертора, а для получения упомянутого сигнала обратной связи формируют сигнал, пропорциональный выходному напряжению выпрямителя. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 570036, кл. G 05 F 1/40, Н 02 М 5/458, 1977. 2.Беркорич Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., Энергия, 1973, с Л69, рис.5-10.