Регулятор углов зажигания тиристоров Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления зависимым инвертором вентильного двигателя постоянного тока.

Известен регулятор углов зажига- 5 ния тиристоров инвертора вентильного двигателя, содержащий датчики величин постоянного тока и скорости вращения двигателя, выходы которых соединены с функциональным построителем и фазо-|0 сдвигающими устройствами, количество которых равно или в два раза меньше числа фаз инвертора l.Фазосдвигающие устройства регулятора соединены также с функциональным построителем j и блоком выделения коммутирующих ЭДС за сверхпереходной реактивностью.

Недостатком данного регулятора явг ляется асимметрия угла управления.

Наиболее близким по технической 20 сущности к данному изобретению является регулятор угла зажигания тиристоров 2. Этот регулятор снабжен блоком логики, через который входы каждого преобразователя длительности 25 импульсов в амплитуду соединены с выходами измерителей рассогласования по углу погасания, входы которых подключены к датчикам фазных токов и линейных напряжений, а выходы преобразователей через последовательно соединенные формирователь закона регулирования и фазоимпульсный преобразователь подключены к входам распределителя управляющих импульсов и к входам измерителей рассогласования соответствующих фаз. Каждый измеритель рассогласования известного регулятора представляет собой разностнологиче.ский блок, состоящий из одноэибратора, длительность импульса на выходе кото-, рого равна заданному значению угла погасания, триггера и других логических элементов.

Недостатком данного регулятора яв-. ляется невысокая точность регулирования.

Цель изобретения - повышение точности работы регулятора в широком диапазоне скоростей.

Это достигается тем, что известный регулятор углов зажигания тиристоров снабжен реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем, операци онным усилителем, датчиком скорости приводного двигателя с подключенной . к нему дифференцирукицей цепью и резисторами, причем выход операционного усилителя подключен к одному входу блока управления, инвертирующий вход через резистор к источнш у управляю щего напряжения, а прямой вход через резисторы - к выходам цифроаналогового преобразователя и преобразователя длительности в амплитуду, вход которого соединен с выходом младшего разряда рейерсивного счетчика, выходы остальных разрядов «оторого подключеtaa ко входам цифроаналогового преобразователя, вход сложения реверсивного счетчика подключен к вьыгоду первого логического блока, соединенного с датчиками фазных токов, а вход вычитания - к выходу второго логического блока, соединенного с датчиками линейных напряжений, фазоимпульсный пре образ;ователь и преобразователь длительности в амплитуду выполнен с изменяе1«им коэффициентом преобразования причем входы изменения коэффициента преобразования этих преобразователей подключены к выходу датчика скорости а выхода дифференцирующих устройств через резисторы подключены к инвертируквдему входу операционного усилителя На чертеже показана функциональная схема регулятора углов зажигания. Регулятор состоит из реверсивного счетчика 1, выход первого разряда которого соединен с общим преобразователем 2 длительности в амплитуду, а выходы остальных разрядов - со входами цифроаналогового преобразователя 3 Выходы преобразователей 2 и 3 через резисторы 4 и 5 соединены с неинверти рующим входом операционного усилителя б, инвертирующий вход которого через резистор 7 подключен к источнику управляющего напряжения, пропорционального заданному, значению угла погасания, а через резисторы 8 и 9 - к дифференцирующим цепям 10 и 11, первай из которых подключена к выходу датчи ка 12 скорости приводного двигателя 13, а вторая - к выходу датчика постоянного тока 14. Выход усилителя б подключен ко входу одноканального фа зоимпульсного преобразователя 15, со диненного с распределителем 16 управ ляющих импульсов по фазам 17-22 за висимого инвертора. Датчики 23 линей ных напряжений подключены ко входу логического блока 24, выход которого соединен с входом вычитания счетчика 1, вход сложения которого подключен к выходу второго логического блока 2 подключенного к датчикам 26 величин фазных токов. Входы изменения коэффициента преобразования фазоимпульсного преобразователя 15 и преобразователя 2 длительности в амплитуду подклю 1ены к ,выходу датчика скорости 12. Логические блоки 24 и 25-идентичны по струк туре . Угол погасания о тиристоров инвер тора определяется как временной инте вал между переходами через ноль соот ветствующих фазного тока и линейного напряжения, т.е. как интервгш между двумя последующими импульсами, последовательностей - и 6. с выходов логиеских блоков 25 и 24. Угол может изменяться от О до , 180 эл.град, и определяться выражениемгдеб - -ный угол погасания, ,2,3..., п -целое число, ,1,2; ДсГ -1-ая часть угла погасания, удовлетворяющая условию . Логические переменные/ характеризующие состояния реверсивного счетчика, могут принимать значения .«э.Рз. при этом , когда логическая переменная на выходе триггера младдего (-первого) разряда принимает значение 1; ;Q 1, когда логическая переменная на выходе триггера младшего разряда принимает значение О и т.д. В установившемся режиме частоты импульсных последовательностей 7° на входах реверсивного счетчика 1 равны, при зтом состояние триггера первого разряда счетчика меняется 12 раз за период частоты коммутирующих ЭДС, причем продолжительность состояния, характеризуемого Q, имеет величину, равную углу погасания за вычетом п шестидесятиградусных его частей. Число определяется предысторией системы, характеризуется значениями логических переменных Qo и выходах старших разрядов реверсивного счетчика и преобразуется в напряжение посредством цифроаналогового преобразователя 3, Преобразователь 2 длительности в амплитуду осуществляет безынерционное преобразование продолжительности состояния счетчика 1, характеризуемого значением логической переменной , в напряжение постоянного тока. Причем коэффициент преобразования изменяется посредством сигнала U(, с выхода датчика скорости 12. В результате напряжение на выходе преобразователя 2 оказывается пропорциональным произведению временного интервала на скорость вращения синхронного двигателя 13 или на частоту коммутирующих ЭДС, т.е. углу погасания в широком диапазоне изменения скорости двигателя 13. Операционный усилитель б суммирует напряжения с выхойов преобразователей 2 и 3. На нем же осуществляется сравнение суммарного напряжения , пропорционального f-ому углу погасания, и уд1равляющег( напряжения U,p,a также формирование сигнала ошибки. Сигнал ошибки,, воздействуя на вход фазоимпульсного преобразователя 15, приводит к изменению угла зажигания таким образом, чтобы скомпенсировать измеренную ошибку. Для инвариантности по отношению к частоте коммутирующих ЭДС (скорости враадения двигателя) фазоимпульсный йре6 5разователь 15 также, как и преобразователь 2 длительности в напряже ние, обладает переменным коэффициентом преобразования, для изменения которого пропорционально скорости вращения двигателя фазоимпульсный преобразователь 15 подключен к выходу датчика скорости 12. Управляющие импульсы с выхода одноканального фазоимпуль ного преобразователя 15 распределителем 16 распределяются по фазам зависимого инвертора. Заданное значение угла погасания в режиме инвертирования обычно составляет 10-12 эл.град. Но для инвертора в системе вентильного двигателя является характерным также и выпрямительный режим работы при ff-R, Последний режим возникает при реверсе двигателя или при рекуперативном торможении. .Пусть, например, величина и соответствовала 12 эл. град, при этом час тоты последовательности J и Е. были равны, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя было равно О а.на выходе преобразователя 2 длитель ности в амплитуду соответствовгшо примерно 12 эл. град.. В результате поступления команды Реверс, величин и рризменилась и стала соответствовать примерно 180 зл. град, на выходе усилителя 6 появилось рассогласование, частота управляющих импульсов возросла, в результате возросла частота импульсов последовательности у, а именно в промежутке между двумя последующими импульсами последовательности пришло три импульса последовательности тГ- Состояние Счетчика измениться и будет характеризоваться следующими значениями логических переменных: , что будет соответствовать числу И 2 и что отобразится преобразователем 3 в виде увеличения напряжения на его выходе.. Аналогично устройство работает при уменьшении частоты импульсов If. Таким образом, введение новых элементов позволяет повысить точность. егулирования угла зажигания тиристоов инвертора в широком диапазоне изенения скорости приводного двигатели.. Формула изобретения 1. Регулятор углов зажигания тиристоров зависимого инвертора вентилиного двигателя, подключенный к блоку управления,- содержащий для каждой фазы датчики фазных токов и датчики линейных напряжений, два логических блока, преобразователь длительности в амплитуду и датчик постоянного тока с подключенной к нему дифференцирующей цепью и источник управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирс вания в широком диапазоне скоростей приводного двигателя, он снабжен реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем, операционным усилителем, датчиком скорости приводного двигателя с подключенной к нему дифференцирующей цепью и резисторами, причем выход операционного усилителя подключен к одному входу блока управления, инвертирующий вход через резистор - к источнику управляющего напряжения, а прямой вход через резисторы - к выходам цифроаналогового преобразователя и преобразователя длительности в амплитуду, вход которого соединен с выходом младшего разряда реверсивного счетчика, выходы остальных разрядов которого подключены ко входам цифроаналокового преобразователя вход сложения реверсивного счетчика подключен к выходу первого логического блока, соединенного с датчиками фазных токов, а вход вычитания к выходу второго логического блока, ;соединенного с датчиками линейных напряжений, выходы датчика скорости приводного двигателя подключены ко входу преобразователя длительности в амплитуду, к дифференцирующей цепи и второму входу блока управления, а выход дифференцирующей цепи через резистор подключен к инвертирующему входу оперещионного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 508892, кл. Н 02Р 13/16, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 337070, кл. Н 02 Р 13/16, 1969.