Способ управления тиристорнымпРЕОбРАзОВАТЕлЕМ и уСТРОйСТВОдля ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления быстродействующими реверсивными тиристорными электроприводами постоянного тока с раздельным управлением противовключенными группами вентилей.

Известен способ управления тиристорным преобразователем, работающим на двигатель постоянного тока, состоящий в том, что для ограничения первого импульса тока, возникающего в переходных режимах, воздействуют непосредственно на управляющее напряжение, ограничивая его заданным уровнем с учетом величины ЭДС двигателя отдельно для выпрямительного и инверторного режимов 1.

Устройство для реализации способа содержит регулируемый вентильный преобразователь, двигатель постоянного тока, фазосмещающее устройство, звено насыщения, усилитель и функциональный преобразователь, предназначенный для управления звеном насыщения 1.

Недостатками способа управления преобразователем и устройства для его осуществления, использующих упреждающее

ограничение тока, являются низкая точность ограничения первого импульса тока при включении двигателя и неприменимость способа для непрерывного ограничения тока в любых рабочих режимах преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления реверсивным тиристорным преобразователем с раздельным управлением группами, работающим на двигатель постоянного тока, состоящий в том, что изменяют величину управляющего напряжения и его знак, преобразуют его в однополярное в соответствии с сигналами-командами включения групп преобразователя, ограничивают это напряжение по наибольщему и наименьщему уровням, преобразуют efo в импульсы напряжения, времена возникновения которых соответствуют углам регулирования, и подают на тиристоры преобразователя 2.

Устройство для осуществления способа содержит тиристорный преобразователь с раздельным управлением группами, выход которого подключен к двигателю постоянного тока, а входы управления - к выходам блока импульсно-фазового управления. датчик проводимости преобразователя, подключенный к его выходу, и входу, датчик тока, состоящий из трансформатора тока и выпрямителя, блок задания величины тока ограничения, датчик ЭДС, выход которого соединен с одним входом блока автоматического регулирования, на другой вход которого подано задание, а его выход соединен с первым входом блока преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления, два других входа - J Г которого и инвертирующий выход подключены, соответственно, к выходам «вперед и «назад и одному из входов логического переключающего блока, упомянутые выходы последнего также соединены с двумя входами блока импульсно-фазового управления, а другой вход - с выходом датчика проводимости преобразователя 2. Недостатки способа управления преобразователем и устройства для его осуществления - низкая точность и быстродействие управления и отсутствие ограничения пер-, вого импульса тока, возникающего при вклю чении двигателя. Эти недостатки обусловлены отсутствием одновременного учета всех основных факторов, влияющих на величину граничного угла регулирования и максимум импульса тока преобразователя, к которым относятся текущие значения ЭДС и тока двигателя, параметры цепи преобразователя, величина питающего напряжения. Цель изобретения - повыщение точноети и быстродействия управления преобразователя. Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления тиристорным преобразователем с раздельным управлением группами, работающим на двигатель постоянного тока, производят непрерывное сравнение текущего значения управляющего напряжения с текущим значением напряжения ограничения, при котором ажидаемый максимум импульса тока преобразователя равен заданному току ограничения, причем одновременно и непрерывно измеряют текущие значения ЭДС, тока двигателя и задаваемого тока ограничения, а текущее значение напряжения ограничения вычисляют как алгебраическую функцию этих переменных, причем учитывают величину ЭДС, питающей преобразователь, и параметры его цепи, величины напряжения ограничения, превышающие уровень, допустимый для преобразователя, исключают, и выбирают больщее по абсолютному значению из сравниваемых напряжений. Устройство для реализации способа управления тиристорным преобразователем с раздельным управлением дополнительно снабжено рещающим блоком, блоком ограничения абсолютного значения напряжения, блоком продления запрещающего сигнала, блоком сравнения напряжений, блоком определения знака ЭДС, причем первый вход блока определения знака ЭДС соединен с выходом «вперед логического переключающего блока, второй вход - с выходом «назад, третий вход - с датчиком ЭДС, первый и второй выходы этого блока соединены с первым и вторым входами рещающего блока, третий вход последнего соединен с датчиком тока преобразователя, четвертый вход - с выходом блока задания величины тока ограничения, а выход решаю ; f - 1 щего блока связан через блок ограничения абсолютного значения напряжения с первым входом блока сравнения напряжений, второй вход которого соединен с выходом блока преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления, а выход блока сравнения напряжений подключен к управляющему входу блока импульсно-фазового управления, при этом запирающий вход последнего связан через блок продления запрещающего сигнала с запирающим выходом логического переключающего блока. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для осуществления способа управления тиристорным преобразователем Устройство содержит тиристорный преобразователь I, 2 с раздельным управлением группами, выход которого подключен к двигателю 3 постоянного тока, а входы управления - к выходам блока 4 импульснофазового управления, датчик 5 проводимости преобразователя, подключенный к его выходу и входу, датчик тока, состоящий из трансформаторов тока 6 и выпрямителя 7, блок 8 задания величины тока ограничения, датчик 9 ЭДС, выход которого соединен с одним входом блока 10 автоматического регулирования, на другой вход которого подано задание, а его выход соединен с первым входом блока 11 преобразования полярности и ограничения по уровням напря ения управления, два других входа которого и инвертирующий выход подключены соответственно к выходам «вперед и «назад и одному из входов логического переключающего блока 12, упомянутые выходы последнего также соединены с двумя входами блока 4 импульсно-фазового управления, а другой вход - с выходом датчика 5 проводимости преобразователя, Устройство также содержит рещающий блок 13, блок 14 ограничения абсолютного значения напряжения, блок 15 продления запрещающего сигнала; блок 16 сравнения напряжений, блок 17 определения знака ЭДС, причем первый вход блока 17 определения знака ЭДС соединен с выходом «вперед логического переключающего блока 12, второй вход - с выходом «назад, третий вход с датчиком 9 ЭДС, первый и второй выходы этого блока соединены с первым и вторым входами рещающего блока 13, третий вход последнего соединен с датчиком 7 тока преобразователя, четвертый вход - с выходом блока 8 задания величины тока ограничения, а выход решающего блока 13 связан через блок 14 ограничения абсолютного значения напряжения с первым входом блока 16 сравнения напряжений, второй вход которого соединен с выходом блока И преобразования полярности и ограничения по уровням напряжейия управления, а выход .блока 16 сравнения напряжений подключен к управляющему входу блока 4 имнульсно-фазового управления, при этом запирающий вход последнего связан через блок 15 продления запрещающего сигнала с запирающим выходом логичесдого переключающего блока 12. Устройство работает следующим образом.

Тиристорный преобразователь 1, 2 с раздельным управлением группами питается трёхфазным напряжением переменного тока, к выходу преобразователя подключен двигатель 3 постоянного тока. На входы управления преобразователя поступают импульсы напряжения с выходов блока 4 импульсно-фазового управления, времена возникновения которых соответствуют углам регулирования. Напряжение с выхода датчика 9 ЭДС подается на вход блока 10 автоматического регулирования, на другой его вход поступает напряжение задания. Напряжение управления с выхода блока 10 автоматического регулирования поступает на первый вход блока 11 преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления, на два других входа которого поступают сигналы с выходов «вперед и «назад логического переключающего блока 12. С инвертирующего выхода блока 11 напряжение управления поступает на один из входов логического переключающего блока 12, на другой вход которого поступают сигналы с выхода датчика 5 проводимости преобразователя.

Сигналы с выходов «вперед и «назад блока 12 поступают на два входа блока 4 импульсно-фазового управления, а также на два входа блока 17 определения знака ЭДС. на третий вход последнего. поступает напряжение с выхода датчика 9 ЭДС. С первого и второго выходов 17 напряжения поступают на первый и второй входы рещающего блока 13. На третий вход рещающего блока 13 поступает напряжение с выхода датчика 7 тока преобразователя, на четвертый - напряжение с выхода блока 8 задания величины тока ограничения. Напряжение ограничения с выхода решающего блока 13 поступает на вход блока 14 ограничения абсолютного значения напряжения, напряжение ограничения с выхода которого подается на первый вход блока 16 сравнения напряжений, на второй вход которого поступает напряжение управления с первого выхода блока II преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления. Напряжение с выхода блока 16 поступает на управляющий 5 вход блока 4 импульсно-фазового управления, на запирающий вход которого поступает сигнал с выхода блока 15 продления запрещающего сигнала, на вход которого подается запрещающий сигнал с запирающего выхода логического переключающего

О блока 12.

Предлагаемый способ управления тиристорным преобразователем и устройство для. его осуществления, по сравнению с известными, обладают повышенной точностью и

5 быстродействием в связи с отсутствием дополнительных функциональных и усилительных устройств в канале регулировання, а такжеповышенной точностью и быстродействием при ограничении тока в любых рабочих режимах преобразователя.

0

Формула изобретения

1. Способ управления тир;исторным преобразователем с раздельным .управлением группами, работающим на двигатель постоянного тока, состоящий в том, что изменяют величину управляющего напряжения и его знак, преобразуют его в однополярное в соответствии с сигналами-командами 0 включения групп преобразовате:ля, ограничивают это напряжение по наибольшему и наименьшему уровням, преобразуют его в импульсы напряжения, времена возникновения которых соответствуют углам регулирования, и подают на тиристоры преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности н быстродействия управления, производят непрерывное сравнение текущего значения управляющего напряжения с текущим значением напряжения ограничения, при котором ожидаемый максимум импульса тока преобразователя равен заданному току ограничения, причем одновременно и непрерывно измеряют текущие значения ЭДС, тока двигателя и задаваемого тока ограничения, а текущее значение напряжения ограничения вычисляют как алгебраическую функцию этих переменных, причем учитывают величину ЭДС, питающей преобразователь, и параметры его цепи, величины напряжения ограничения, превыщающие уровень, допустимый для

0 преобразователя, исключают, и выбирают больщее по абсолютному значению из сравниваемых напряжений.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее тиристорный преобразователь с раздельным управлением группами, выход которого подключен к двигателю постоянного тока, а входы управления - к выходам блока импульсно-фазового управления, датчик проводимости преобразователя, подключенный к его выходу и входу, датчик тока, состоящий из трансформаторов тока и выпрямителя, блок задания величины тока ограничения, датчик ЭДС выход которого соединен с одним входом блока автоматического регулирования Ja другой вход которого подано задание, а его выход соединен с первым входом узла преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления, два других входа которого и инвертирую два других BxuAd 1VUI у .„„.:..„ щий выход подключены, соответственно, к выходам «вперед и «назад и одному из входов логического переключающего блока упомянутые выходы иич;лсмп.- . ка, упомянутые выходы последнего также соединены с даумя входами блока импульсно фазового управления, а другой вход с выходом датчика проводимости преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия управления, оно дополнительно снабжено решТющим б7око м блоком ограничения аб)лю™ого значения напряжения, блоком продления запрещающего сигнала, блоком сравнения напряжений, блоком определения знака ЭДС, причем первый вход блока определения знака ЭДС соединен с выходом «вперед логического переключающего блока, второй вход - с выходом «назад третий вход - с датчиком ЭДС, первый и второй выходы этого блока соединены с первым и вторым входами решающего блока, третий вход последнего соединен с датчиком тока преобразователя, четвертый вход - с выходом блока задания величины тока ограничения а выход решающего блока связан через блок ограничения абсолютного значения напряжения с первым вхоДОМ блока сравнения напряжении, второй вход которого соединен с выходом блока преобразования полярности и ограничения по уровням напряжения управления, а выход блока сравнения напряжений подключен к управляющему входу блока импульснофазового управления, при этом запирающий вход последнего связан через блок продления запрещающего сигнала с запирающим выходом логического переключающего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Коган В Г., Кочубиевскии Ф. Д. и Шугрин В. М. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Нелинейные системы с тиристорами. М., «Энергия, 1968, - „,п7о ,„ у rfiQ 2. «Электропривод, 1978, вып. 7 (69) с. 8.