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

t

Изобретение от«осится к электротехнике и, в частности/ к преобразовательной технике и может быть использовано в peгyлиpye sш выпрямителях, инверторах, ведомых сетью, 5 реверсивных преобразователях, преобразователях частоты с -непосредственной связью, в автономных инверторах с широтно-импульсной модуляцией и в широтно-импульсных преобразователях. 1О

Известны устройства для управления вентильными преобразователями,. содержащие источник управляющего напряжения и датчик выходного напряжения, подключенные к двум входам схе- 5 мы сравнения, выход которой через релейный усилитель н управляклций элемент соединен с управляемыми вентилями преобразователя 1 .в этих устройствах в цепь ббратной связи входят{20 фильтры низких частот, которые вследствие своей инерционности ухудшают быстродействие и Обусловливают низкую устойчивость этих устройств.

Наиболее близким по технической 25 сущности к изобретению является устройсТво для управления вентильным Лреобразователем 2} .

Устройство содержит источник опорного напряжения и источник управляю- ЗО

щего напряжения, выходы которых через сумматор связаны со входом компаратора. Кроме того, устройство снабжено датчиком выходного напряжения преобразователя, интегратором, ключом и вторым сумматором, два входа которого соответственно связаны с источником управлякадего напряжения и датчиком выходного напряжения преобразователя, а выход - с интегратором, состоящим из усилителя и накопительного элемента, зашунтированного ключом. Управляющий вход ключа присоединен к выходу компаратора, а выход интегратора связан со вторым входом компаратора.

В этом устройстве имеется цепь быстродействующей обратной связи, которая осуществляется включением в цепь сигнала рассогласования интегратЪра, накопительный элемент которого периодически разряжается. Этим обеспечивается максимальное быстродействие обратной связи и исключается возможность неустойчивой работы.

К недостатку такого устройства следует отнести его сложность и, как следствие, пониженную надежность.Для управления преобразователем с синусоидальным выходным напряжением необходим источник высокостабильного регулируемого синусоидального напряжения, синхронизированный с питающим напряжением, что также усложняет реализацию устройства.

Целью настоящего изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее источник управляющего напряжения, датчик выходного напряжения преобразователя, интегратор, состоящий из усилителя и накопительного элемента, зашунтированного ключом,и компаратор, вход которого связан с выходом инте гратора, снабжено задающим генератором, соединенным с управляквдим входом ключа, шунтирующего накопительный элемент интегратора, и с источником управляюгдего напряжения. Вход интегратора соединен с датчиком выходного напряжения преобразователя, а источник управляющего напряжения подключен ко второму входу компаратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления . вентильным преобразователем; на фиг. 2а, б,в,г - диаграммы работы устройства, управляющего однофазным регулятором переменного напряжения.

Устройство для управления вентильным преобразователем содержит источник 1 управляемого напряжения, датчик 2 выходного напряжения преобразов теля, усилитель 3, накопительный элемент 4 (конденсатор), образующие интегратор, ключ 5, задающий генератор б и компаратор 7.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 6 вырабатывает короткие импульсы, которые поступают на управлякщий вход ключа 5. Ключ 5, закорачивая на короткое время накопительный элемент 4, разряжает его. В этот момент напряжение на выходе интегратора, поступагоцее на вход компаратора, равно нулю. За сче управляющего напряжения IJ , поступающего от источника управляющего напряжения на второй вход компаратора, последний приходит в пoлoжeнJ e . соответству1ощее включенному состоянию вентилей преобразователя. Это состояние будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора УМ t пропорциональное среднему значению выходного напряжения преобразователя, не сравняется с управляющим напряжением. Тогда компаратор переходит в состояние, соответсвующее выключенному состоянию вентилей преобразователя. Таким образом, среднее значение выходного напряжения за каждый тактовый интерва определяется уровнем управляющего

напряжения в этом тактовом интервале, а закон изменения выходного напряжения за более длительный промежуток времени определяется законом изменения управляющего напряжения. Например, если выходное напряжение преобразователя постоянное, то в качестве управляющего напряжения используется постоянное напряжение.

Рассмотрим пример использования устройства для управления однофазным регулятором переменного напряжения. В этом случае задающий гейератор 6 вырабатывает импульсы (см. фиг. 2а), синхронизированные со входным напряжением, а управляющее напряжение tj. представляет собой ступенчатое напряжение; высота каждой ступеньки которого пропорциональна среднему значению на данном интервале выходного напряжения, которое необходимо получить (см. фиг. 2в) . В момент формирования импульса от задающего генератора компаратор переходи в состояние, соответствующее включенному состоянию вентилей регулятора (на фиг. 2т показано выходное напряжение компаратора, на фиг. 26 - выходное напряжение преобразователя). Переход компаратора в противоположное состояние и соответственно выключение вентилей регулятора происходит в каждом тактовом интервале в тот момент, когда напряжение на выходе интегратора ((Достигает уровня управляющего напряжения . Таким образом, выбирая оптимальные уровни ступеней управляющего напряжения, получаем на выходе регулятора напряжение промодулированное по синусоидальному закону (среднее значение напряжения в каждом тактовом интервале от интервала к интервалу в течение периода выходного напряжения изменяется по закону синуса). При этом искажения входного напряжения и коммутационные искажения не влияют на закон модуляции выходного напряжения, что обеспечивает независимость величины и формы выходного напряжения .(после выходного фильтра) от внешних возмущений.

Отсутствие в устройстве по сравнению с прототипом двух сумматоров и источника опорного напряжения с сохранением всех функциональных возможностей прототипа, а также возможность использования более простого источника управляквдего напряжения выгодно отличает настоящее устройство от прототипа.

Упрощение устройства позволяет повысить его надежность.

Изобретение относится к системам управления мощных тиристорных преобразователей постоянного тока, имеющим широкое применение в области тягового электропривода, а также в качестве систем управления регуляторами переменных напряжений для питания радиоаппаратуры, регуляторами постоянного напряжения на входе инвертирующих устройств и т.д.

Основным технико-экономическим показателем эффективности заявляемого устройства является возможность построения мощных стабилизиров 31нных тиристорных преобразовательных систем, практически безынерционных,наряду с упрощением и повышением надежности работы устройств управления.

Формула изобретения

Устройство для управления вентильным преобразователем, содержгицее источник управляющего напряжения,датчик выходного напряжения преобразователя, интегратор, состоящий из усилителя и накопительного элемента, зашунтированного ключом, и компаратор, вход которого связан с выходом интегратора, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оно снабжено задающим генератором, соединенным с управляющим входом ключа и с источником управляющего напряжения, при этом вход интегратора соединен с датчиком выходного напряжения преобразователя, а источник управляющего напряжения подключен ко второму входу компаратора.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 404172, кл. Н 02 Р 13/16, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 537431, кл. Н 02 Р 13/16, 1975.

« t i I t I I г

а

игг