Адаптивный регулятор для управляемых выпрямителей Советский патент 1982 года по МПК H02P5/12 

I

Изобретение отсносится к силовой преобразовательной технике и автоматизированного вентильного электропривода.

Наличие режима прерывистых токов вызывает уменьшение коэффициента усиления управляемого выпрямителя по сравнению с режимом непрерывного тока; изменение структуры контура регулирования за счет изменения электромагнитной постоянной времени цепи нагрузки; существенным образом ухудшает переходные процессы в замкнутой системе автоматического регулирования. В ряде случаев, например в двухконтурных системах регулирования скорости двигателя постоянного тока (система с ПИ-регуляторами тока), может наступить потеря устойчивости в этом режиме.

Известен адаптивный ПИ-регулятор для управляемых выпрямителей, содержащий операционный усилитель, RC-цепь обратной связи, датчик ЭДС нагрузки выпрямителя, резисторы и нелинейное сопротивление 1.

Однако этот регулятор не обеспечивает линеаризацию якорной цепи по току в режиме прерывистого тока, так как не проходит изменение времени интегрирования регулятора в функции длительности протекания тока. Кроме того, датчик ЭДС сложное, инерционное устройство. Последнее приводит к запаздыванию корректирующего сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является адаптивный регулятор для управляемых выпрямителей, содержащий триггер наличия тока, выход которого связан со входами двух блоков коммутации, выход одно10го из которых соединен со входом пропорционального регулирующего элемента, а выход другого - со входом интегрального регулирующего элемента, причем выходы обоих регулирующих элементов связаны со 15 входом сумматора 2.

Однако в этом регуляторе оптимальная настройка может соответствовать только при одной определенной длительности протекания тока, а при других длительностях обеспечивается приближенно.

Целью изобретения является повышение

20 точности линеаризации характеристики по току нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что в адаптивном регуляторе для управляемых

1М)1П|) фнггер наличия тока связан с указаа 1ымн блоками коммутаций через дополнительно введенный измеритель длительности протекания тока, выполненный в виде генератора, соединенного через ключевой элемент со счетным входом счетчика, выходы которого через другие соответствующие ключевые элементы соединены с дешифратором, причем управляющие входы ключей и установочный вход счетчика образуют вход измерителя длительности протекания тока, выходными выводами которого являются выходы дешифратора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит триггер 1 наличия тока, измеритель длительности протекания тока 2, интегральный регулирующий элемент 3, пропорциональный регулирующий элемент 4, сумматор 5, блок коммутации с ключевыми э.1ементами 6 (ключи интегрального регулирующего элемента 3) и блок коммутации с ключевыми элементами 7 (ключи пропорционального регулирующего элемента 4).

Измерилель длительности протекания тока 2 состоит из ключа 8, генератора 9, счетчика 10, ключей 11, дешифратора 12, инвертора 13 и формирователя импульсов 14.

Выходы измерителя длительности протекания тока 2 подключены к унравляющим входам ключей 6 и 7 пропорционального 4 и

интегрального 3 регулируюн 1их элементов, а вход соединен с выходом триггера 1 наличия тока, приче.м триггер 1 на тичия тока через ключ 8 соединяет генератор 9 стабильной частоты со счетным входом счетчика И), установочный вход которого через формирователь импульса 14 соединен с выходом триггера 1 наличия тока. Выходы счетчика К) через ключи 11, управляющие входы которых через логический инвертор 13 соединены с выходом триггера 1 наличия тока, соединены со входами дещифратора 12. Выходы ден1ифрат()ра 12 соединены с ключами 6 и 7.

Работа устройства в режиме прерывистого тока происходит следующим образом.

При появлении тока в якорной цепи на выходе триггера 1 наличия тока появляется единичный , который включает измеритель длительности тока 2. Измеритель длительности тока 2 производит измерение и в момент досгпжения током нулевого значения выдаст измеряемый сигнал, пропорциональный длительности протекания тока, на управляющие входы соответствующих клю- :й 6 и 7. Величины сопротивлений, коммутируемых ключами 6 и 7 выбираются таким об1)азом, чтобы иередаточная функция регулятора при данной длительности протекания тока соответствовала оптимальной настройке контура регулирования тока.

Измеритель длительности протекания тока 2 работает следующим образом. Единичный

сигнал триггера 1 наличия тока, соответствующий наличию тока в цепи нагрузки, открывает ключ 8 и импульсы генератора 9 поступают в счетчик 10, происходит счет импульсов, при этом ключи 11 закрыты и на

входе и выходе дешифратора 12 появляются нулевые сигналы. При появлении нулевого сигнала на выходе триггера 1 наличия тока, что соответствует отсутствию тока в цепи нагрузки, закрывается ключ 8 и счет импульсов

прекращается, одновременно логическим инвертором 13 открываются ключи 11 и число, записанное в счетчик 10, поступает на вход дешифратора 12. На одном из выходов дешифратора 12 появляется единичный сигнал, который открывает соответствующий ключ 6,

7 блоков коммутации. В момент появления следующего пульса тока счетчик 10 срабатывается в ноль сигналом выхода формирователя импульса 14, затем процессы повторяются.

Таким образом, в режиме прерывистого тока коррекция коэффициентов усиления интегрального и пропорционального регулирующих эле.меитов производится во время от сутствия тока нагрузки, т. е. в пределах длительности , где m - число фаз, что обеспечивает минимальное запаздывание корректирующего сигнала.

В режиме непрерывного тока на выходе из.мерителя длительности протекания тока 2 нулевые сигналы (разо.мкнуты ключи 11) и настройка регулятора соответствует оптимальной для данного режима.

Таким образом, адаптивный регулятор обеспечивает оптимальную настройку контура регулирования тока как и в режиме непрерывного тока, т. е. с высокой точностью обеспечивается линеаризация характеристики вентильного преобразователя по току.

Формула изобретения

Адаптивный регулятор для управляемых выпрямителей, содержащий триггер наличия тока, выход которого связан со входами двух блоков коммутации, выход одного из которых соединен со входом пропорционального регулирующего элемента, а выход другого - со входом интегрального регулирующего элемента, причем выходы обоих регулирующих эле.ментов связаны со входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности линеаризации характеристики по току нагрузки, триггер наличия тока связан с указанными блоками коммутаций через дополнительно введенный измеритель длительности протекания тока, выполненный в виде генератора, соединенного через ключевой элемент со счетным входом счетчика, выходы которого через другие соответствующие ключевые элементы соединены с дещифратором, причем управляющие входы ключей

и установочный вход счетчика образуют вход измерителя длительности протекания тока, выходными выводами которого являются выходы дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР j4o 483753, кл. Н 02 Р 5/12, 1976,

2.Гарнов В. К. и др. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. М., «Металлургия, 1977, с. 143.