Способ регулирования напряжения реверсивного преобразователя Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

1

Изобретние относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления электродвигателями.

Известен способ регулирования напря5 жения ревирсивного преобразователя путем изменения угла открывания вентилей 1. Этот способ не обеспечивает сопряжения внешних характеристик выпрямителя и инвертора , Ю ухудшает динамические характеристики электропривода.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ 15 регулирования напряжения реверсивного преобразователя с совместным управлением вентильными группами путем изменения фазового открывания вентилей 2. Однако применение указан- 20 ного способа предусматривает введение в якорную цепь двигателя дополнительных индуктивностей, которые существенно увеличивают электрическую постоянную электропривода, т.е. 25 ухудшают динамические показатели.

Целью изобретения является повышение динамических показателей, а именно повьлиение быстродействия устройства.30

Поставленная цель достигается тем, что сумму углов открывания соответствующих пар вентилей первой и второй групп поддерживают равной 360 эл.град. при изменении угла открывания каждого вентиля в диапазоне 90-270 эл. град, а при углах открывания вентилей одной из групп ниже 90 эл. град, угол открывания вентилей другой группы оставляют равным или меньшим 270 эл. град.

Пример устройства, реализующего предлагаемый способ, представлен графическими материгшами, где на . фиг. 1 приведена функциональная схема устройства управления вентильным электроприводом, реализующего предложенный способ;на фиг.2 приведены временные диаграммы напряжений в вентильном преобразователе;на фиг.З механические характеристики привода Б режиме прерывистого тока.

Устройство для управления вентилями преобразователя состоит из ограничителя 1г формирователя пилообразного напряжения 2, двух компараторов 3 и 4, ко входам каждого из которых подключен один из выходов ограничителя 1 и один из выходов формирователя пилообразного напряжения 2, выходы компараторов 3 и 4

подключены к управляющим электродам соответствующих групп вентилей 5,6 преобразователя.

Устройство работает сле;йЮ1Дим образом.

На вход формирователя пилооб,разного напряжения 2 поступает найряжение питания электропривода. На;выходах формирователя получают пилообразное напряжение с длительно тью линейного участка пыли равной периоду питающего напряжения, на одном из выходов формируеТря пилообразное напряжение со спадающим линейным участком, а то время как на другом выходе формируется пилообразное напряжение с нарартающим линейным участком. Пилообразные напряжения поступают соотвегственно на первые входы компараторО13 3 и 4, на вторые входы которих подаются напряжения с ограничителя 1.; Каждцлй компаратор формирует отпира|ощий импульс в момент равенства Достоянного управляющего напряжения с Поступающим на первый вход пилообразным напряжением, при 0 открывания вентилей 5 и и равны; 180 эл.град. При увеличении управлявэщего напряжения выходкой импульс кооператора 3 по фазе смещен влево, в езультате чего вентиль б переходит в выпрямительный режим (фиг.2) и двигатель начинает вращаться. Одновременно выходной импульс компаратора 4 Смещается в противоположную сторону, и угол открывания вентиля 5 устанавливается больше 180 эл. град, т.е он подготовлен к режиму инвертирования. Вентиль б открывается в момент времени, соответствукмций углу d.Q , когда напряжение питания превыфает ЭДС якоря двигателя БД. СоздаЬаемый разницей этих напряжений ток coBnajjaeT по направлению с J aПpяжeниeм питания и направлен против Е,, т.е.. двигатель потребляет энергию от источника. Вентиль 5 притаком соотношении сигналов не открывается, так как в момент времени соответствующий oLj анодное напряжени на нем отрицательное. При уменьшени управляющего сигнала угол t увеличивается, в результате чего вентиль 6 перестает открываться, а dLr уменьшается. Анодное напряжение вентиля 5 становится положительным, он открывается, а создаваемый разницей напржения питания и ЭДС якоря двигателя ток совпадает по направлению с Ejj и направлен против напряжения питани т.е. двигатель отдает энергию в сеть

Так как пилообразные напряжения на первых входах компараторов имеют одинаковую амплитуду, а на вторые входы поступает одно напряжение управления, в процессе регулирования вентилей будет выполняться условие постоянства суммы углов - при таком соотношении углов

открывания вентилей изменяется напряжение питания или управляющее напржение, инвертирующая вентильная группа вступает в работу сразу же после окончания работы выпрямительной . Таким образом, переход привода из двигательного режима в тормозТ1Ой и наоборот имеет место без разрыва механических характеристик. Это означает что внешние характеристики вентильных групп в прерывистом режиме сопряжены, как показано на фиг. 3. Здесь работе вентиля 5 соответствуют, например,Характеристики, расположенные в первом и четвертом квадрантах,а работе вентиля 6 - во втором и третьем квадрантах.

Указанное соотношение углов регулирования групп для сопряжения их внешних характеристик необходимо выполнять при изменении угла открывания каждого вентиля в пределах 90-270 эл. град.

Для увеличения диапазона регулирования скорости нагруженного двигателя угол открывания вентилей выпрямителя уменьшают ниже 90 эл. град При этом угол открывания вентилей , инвертора оставляют равным или меншим 270 эл.град. Внешние характеристики вентильных групп остаются сопряженными, а механические характеристики привода непрерывными, так как скорость холостого хода двигателя при изменении угла открывания вентилей выпрямителя от 90 эл.град. до О остается неизменной, В приведенном устройстве .ограничение углов в инверторном режиме осуществляется ограничением управляющего сигнала. Ограничитель 1 имеет вход, на который поступает управляющее напряжени и два выхода. В линейной зоне напряжения на обоих выходах одинаковы между собой и равны напряжению на выходе. На первом выходе, подключенном к компаратору 3, ограничивается отрицательное напряжение, при котором вентиль 6 переходшт в инверторный режим. На втором выходе, подключенном к компаратору 4, ограничивается положительное нспряжение, при котором вентиль 5 переходи также в инверторный режим. В обоих случаях управляющее напряжение ограничивается на уровне, равном половине амплитуды пилообразного напряжений. Это соответствует углу открывания вентиля 270 эл.град.

Указанное устройство может быть выполнено аналогично и для большого числа фаз питающего напряжения.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает сопряжение внешних характеристик выпрямителя и инвертора в режиме прерывистого тока, т.е. непрерывность механических характеристик электропривода, расположенны в четырех квадратах, что следует из описания устройства, реализующего данный способ. Благодаря этому динамические характеристики электроприво да улучшаются. Формула изобретения Способ регулирования напряжения реверсивного преобразователя с совместным управлением вентильными груп пами путем изменения фазового угла открывания вентилей, о т л и ч а Kirn и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, сумму углов открывания соответствующих пар вентилей первой и второй групп поддержи вают равной 360 эл.град. при изменеНИИ угла открывания каждого вентиля в диапазоне 90-270 эл.град, а при углах открывания вентилей одной из групп ниже 90 эл.град. угол открывания вентилей другой группы оставляют равным или меньшим 270 эл.град. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сб. Автоматизированный-электропривод в народном хозяйстве, т.1. М., Энергия , 1971, с.34. 2.Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. М., Энергия, 1969, с. 128.

V