Способ управления автономным инвертором Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 

(5) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления преобразователем, питающи ся от источника постоянного напряжения, к которому предъявляются п.овышенные требования по качеству выходных параметров. Известен способ управления преобразователем, состоящий в формировании выходного напряжения (ток) из последовательности прямоугольных импульсов, следующих с определенной частотой, длительность которых промодулирована по закону задающего напряжения 3Известен также способ управления широтно-импульсным преобразователем, .состоящий в том, что из пульсирующего постоянного напряжения источника питания выделяют сигналы основной га моники, получают из них тактовые импульсы и (юрмируют с их помощью управляющие импульсы . Недостатком известных способов является зависимость выходных параметров напряжения (тока) от параметров источника питания, проявляющаяся в нестабильности выходного напряжения (тока) по амплитуде. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления автономным инвертором с поочередным включением силовых элементов, включающий измерение отклонения выходного параметра от заданного значения -и формирование с его помощью сигналов переключения З. В известном способе устраняется влияние изменения параметров источника питания на величину выходного тока, однако в большинстве случаев, например в инверторах переменного напряжения, необходимо регулировать выходное напряжение, в то время как ток является функцией нагрузки. 3 Кроме того, в этом способе при величине задания на ток менее основных уровней сравнения и отсутствии противо-ЭДС в нагрузке возможно нарушение принятого закона работы (инвертор выйдет из режима переключений). Это приведет к возникновению в выходном токе искажений (типа ступенька) при переходе задания на ток через нуль, что в большинстве случаев, например в инверторах переменного напряжения, нежелательно. Цель изобретения - улучшение качества регулирования и повышение КПД Поставленная цель достигается тем что в известном способе управления автономным инвертором выделяют си|- нал, пропорциональный мгновенному зна чению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего выделяют сигнал ошибки, непрерывно инteгpиpyют полученный си|- нал ошибки, затем сравнивают инте. грая сигнала ошибки с одним из двух раэнополярных равных по величине уров неи сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения силовых элементов и сигнал переключения уровня сравнения на противополо ный по знаку, причем величины уровней сравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают из условия минимума электрических потерь. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ, на фиг. 2-5 диаграммы напряже ний, иллюстрирующие работу устройств (i - на где Uj - напряжение задания) пряжение на выходе интегратора 3 DC- и - напряжения сравнения; Uf. и и - напряжение источников питания, U0b(X выходное напряжение ин вертора. .Устройство, реализующее предлагае мый способ, состоит из узла 1 выделе ния ошибки, узла 2 выделения сигнала выходного параметра, интегратора 3., компаратора с узлом 5 задания уров ней сравнения, силовых элементов 6 и 7 и выполнено следующим образом: один из входов узла 1 выделения ошиб ки подключен к источнику входного си нала, другой вход - к выходу узла 2 выделения сигнала выходного параметра, а выход - ко входу интегратора 3 выход интегратора 3 подключен к одному из входов компаратора j, другой 1 вход которого подключен к выходу узла 5 задания уровней сравнения со входом, соединенным с выходом компаратора и входами силовых элементов .6 и 7, выходы силовых элементов 6 и 7 подключены к выходному заЛиму и входу узла 2 выделения сигнала выходного параметра. Сущность способа заключается в следующем. Задающий сигнал Uj подают на один из входов узла 1 выделения ошибки, где сравнивают с сигналом, пропорциональным мгновенному значению выходного параметра, поступившим из узла 2 выделения сигнала вь|ходного параметра. Полученный при этом сигнал ошибки подают на вход интегратора 3Интеграл сигнала ошибки с выхода интегратора 3 подают на один из входов компаратора 4, на другой вход которого подают напряжение сравнения с выхода узла 5 задания уровней сравнения. При превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения, которым воздействуют на силовые элементы 6 и 7. Кроме того, полученный сигнал направляют в узел 5 задания уровней сравнения, где при этом происходит изменение напряжения сравнения на противоположное по знаку значение. Мгновенное значение выходного напряжения Ugjj, может принимать лишь знамения U и U, соответствующие напряжениям источников питания, как показано на фиг. 2, так как силовые элементы 6 и 7 работают в режиме ключа. Под воздействием сигнала переключения с выхода компаратора k силовые элементы 6 и 7 изменяют свое состояние и знак выходного напряжения меняется на противоположный. Выходное напряжение подают на вход узла 2 выделения сигнала выходного параметра. При изменении знака выходного напряжения изменяется знак и величина сигнала ошибки на выходе узла 1 выделания ошибки. Интегратор 3 воспринимает сигнал ошибки, в результате чего напряжение на выходе интегратора начинает изменяться с противоположной по знаку производной. Дальнейшие процессы аналогичны.процессам в промежутках времени t. и t2« Среднее значение выходного напряжения устройства линейно от величины задающего сигнала, статическая ошибка при этом равна нулю, т.е. система обладает астатизмом пер вого порядка по управляющему воздействию, причем задающий сигнал может быть как постоянным, так и переменным. Максимальная частота переменного задающего сигнала определяется значе ниями t и t2 т.е. частотой переключения, которая должна быть не менее чем на порядок выше частоты зада щего сигнала. Величины напряжений U. и U не влияют на значение выходного напряже ния устройства, т.е. система инвариантна к возмущающему воздействию со стороны источников питания. На фиг. приведена диаграмма напряжений, иллюстрирующая работу устройства при U,v, имеющем отрицательну полярность, а на фиг. 5 диаграмма при знакопеременном Уг. Включение интегрирующего звена в прямой канал формирования управляющи импульсов позволяет устранить влияние изменения параметров источников питания и нагрузки на параметры выходного напряжения, т.е. выполнить систему инвариантной к возмущающим воздействиям со стороны источник-;)в п тания и нагрузки, что дает возможнос применять инверторы, реализующие пр лагаемый способ в самых различных у ройствах. Применение способа управления позволит повысить качественные показатели преобразователей. Формула изобретения 1. Способ управления автономным инвертором, состоящий в том, что выделяют сигнал ошибки выходного параметра от заданного значения и формируют с его помощью сигналы переключения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения КПД, выделяют сигнал, пропорциональный мгновенному значению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего получают сигнал ошибки, непрерывно интегрируют полученный си(- нал ошибки, затем сравнивают интеграл сигнала ошибки с одним из двух разнополярных равных по величине уровней сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения силовых элементов и сигнал переключения уровня сравнения на противоположный по знаку, примем величины уровней сравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают из условия минимума электрических потерь.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N kjkQSS, кл. Н 02 Р 13/16, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Р 13/16, 197А. 3. Авторское свидетельство СССР, № i 336l6, кл. Н 02 Р 13/18.

///:l -f

1

(J&. -

Т

I /

/

/1

f