Способ фазового управления вентильным преобразователем и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

(54) СПОСОБ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕПТШ1ЬНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах управления вентильными преобразователями, а также в электроприводе . Известен одноканальный способ фазового управления вентильным преобразователем, основанный на том, что момент зажигания каждого вентиля задается двумя дискретными величинами, одна из которых определяется номером соответствующей фазы, отсчитанным от номера фазы, принятой за.первую, а вторая определяется законом регулирования и выраж на количеством импульсов следующих с частотой, кратной частоте ан ного напряжения, отсчитанным от мо мента перехода через нуль анодного напряжения этого вентиля Ll 1 Однако ввиду того, что реально генератор хронирую1дих импульсов и питающая сеть поддерживают свои частоты с определенной погрешно-стью, кратность их частот на самом деле не выдерживается, что приводит к снижению точности фазосдвига. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ фазового управления вентильным преобразователем, заключанщийся в том, что сигнал управления сравнивают с развертываемым во времени сигналом, синхронизированным с фазой напряжения питающей сети при угле естественного зажигания вентиля эл. град, каядые эл. град, и изменяклдимся во времени по линейному закону на интервалах между соседними импульсами управления, формируют в момент равенства этих сигналов импульс управления преобразователем и одновременно уменьшАют развертываюпщй сигнал на величину, соответствуюг1уьэ углу управления is эл. град. l2l.

Недостатком этого способа является накопление ошибки в определении момента формирования управляю, щего импульса за счет ухода частоты генератора хронирум«цих импульсов так, что по истечении нескольких периодов напряхсения питающей сети ошибка в фазе импульса управления превышает допустимую и далее непредвиденно изменяется.

Способ осуществляют устройством, содержащим генератор хронирующих импульсов, счетчик, совмещающий фунции делителя частоты на m, цифровой компаратор, схему выделения разности фаз импульсов сетевой синхронизации .и импульсов вертильного преобразователя, содержащую дифферециальный делитель, фильтр и усилитель постоянного напряжения.

Симметрия импульсов вентильного преобразователя достигается введением в контур регулирования большой постоянной времени указанного фильтра, что не отражает действительных временных соотношений между импульсами сетевой синхронизации и выходными импульсами фазосмещающего устройства. Поэтому работа такого устройства не отражает заданный регулирования Вентильного преобразователя.

Цель изобретения - повьш1ение точности момента формирования импульса управления и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе фазового управления вентильным преобразователем корректируют величину развертывающего сигнала в моменты его синхронизации с фазой питающей сети путем замены текущей величины развертьшающего сигнала эталонными значениями в функции сигнала управления КрэСО ,

где 1 1,2,3,..., - номер участка

диапазона управления. .

Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим счетчик хронирующих импульсов, выход которого подключен к накапливающему входу сумматора, к вычитающему входу которого подключена через блок селекции ячейка блока памяти, к корректирующему входу сумматора подключены через блок селекции другие ячейки

блока памяти, выход сумматора подключен к выходу блока селекции сигнала управления, выход компаратора соединен со входами сдвигающего регистра и блока селекции, выходы блока синхронизации подключены к блоку селекции и счетчику, а генератор хрониру1-)щих импульсов соединен со входами счетчика, сумматора, компаратора, блока селекции и блока памяти.

На фиг. I приведена функциональная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления, для случая, когда , на фиг.2графики в функции времени, где ,линейное напряжение сети-; Cji - импульсы синхронизации в угле естественного зажигания одного из вентилей Кц - процесс накопления (счета) хронирующих импульсов (для наглядности часть процесса показана в дискретном изображении, часть в непрерывном); Кр, К - процесс формирования развертывающего

сигнала Кр и сравнения его с разре. шенным сигналом управления Kot (тонкими линиями показаны идеальные пилообразные развертывающие сигналы,0 необходимые для управления вентильным преобразователем) ; U , . . . ,11 импульсы управления вентильным преобразователем .

Устройство, реализующее способ

управления вентильным преобразователем, для случая, когда , содержит (фиг. 1) генератор 1 хронирующих импульсов, счетчик 2 хронирующих импульсов, блок 3 постоянной

Q памяти с четырьмя ячейками памяти (otminicltretw fti.ifi) блок 4 селек11 1и сигнала управления, цифровой компаратор 5, сумматор 6, сдвигающий регистр 7 и блок 8 синхронизации,

5

Фазовое управление вентильным

преобразователем производят в моменты равенства разрешенного сигнала управления и развертывающего во времени сигнала Кр (как показано на фиг. 2 в момент to). Одновременно сбрасывают развертывающий сигнал на величину, соответствующую углу управления . град, после чего продолжают изменение развертывающего сигнала до нового сравнения и, соответственно, до формирования нового импульса управления. Через каждые JT эл. град, производят синхронизацию развертывающего сигнала с фазой напряжения питающей сети в угле естественного зажигания вентилей эл, град, и производят коррекцию величины развертывающего сигнала, для чего сбрасывают текущее значение развертывающего сигнала до нуля, если сигнал управления соответствует углу , град, (моменты времени после t на фиг. 2/0 заменяют развертывающий сигнал сигналом , если сигнал управления соответствует углу (момент времени tg на ФИГ. 2); заменяют его сигналом %i если сигнал управления соответству ет углу (мо;:ент времени t на фиг. 2). После коррекции развертыва1сяцего сигнала продолжают линейное изменение развертывающего сигнала. Уменьшение ощибки в определении момента формирования импульса управления достигается путем сброса в моменты синхронизации текуцего значения развертывающего сигнала вместе с накопленной в ней ошиб кой, обусловленной уходом частоты хронирующих импульсов, и заменой его эталонной величиной, соответствующей 0,. град, в зав симости от величины сигнала управления. При этом одновременно с пов шением статистической точности управления преобразователем система становится устойчивой, что существенно повышает надежность работы вентильного преобразователя. Иришщп коррекции величины развертывающего во времени сигнала мо жет быть применен для вентильных преобразователей любой фазности. Значения эталонных величин для кор рекции развёртываю 1,его сигнала Крд в функции фазности т преобразовате для различных сигналов управления К приведены в таблице.

П одолжение таблицы. Необходимо отметить, что при сбросе развертывающего сигнала на величину /т в момент выработки очередного им1тульса управления в районе малых углов управления ) при малой фазности преобразователя () величина развертывающего сигнала меняет знак(момент времени Ц на. фиг. 2) а при коррекции развертывающего сигнала согласно таблице эталонные величины Крэвсегда положительны. Это предопределяет при реализации предлагаемого способа уппавления вентильным пре(образователем использование средстввычислительной тех1шки, в частности в качестве сумматора - применение арифметического логического устройства, производящего алгебраическое сложение и т.п. Сигнал управления в 1Ц1фровой форме Ки подается на вход блока 4 селекции, подключаемого поочередно к ячейкам блока 3 памяти с содержимым минимального угла управления ,. максимального угла управления CX-tnax . углов . Один из выходов блока 4 селекции, содержащий сигнал управления в разрешенном диапазоне

mlH Л maV подключен к первому входу у1фрового компаратора 5, второй вход Кр которого соединен с выходом сумматора 6.

Второй и третий выходы блока 4 селекции, содержащие сигналы в цифровой форме, соответствующие углам TJTi (или ) подключены соответ ственно к вычитающему и суммирующему входам сумматора 6, причем второй выход ()) блока 4 селекции записывается в регистр сумматора по сигналу формирования импульсов управления Ui,, а третий выход pfr, по сигналу синхронизации Cf, для чего соответствующие сигналы управления Uj, и Сл поданы на вход блока 4 селекции. На накапливающий вход К сумматора 6 подан выход счетчика 2 хронирующих импульсов генератора 1, причем сброс содержимого счетчика 2 (а также сумматора б) и последующий запуск счетчика производятся по сигналу синхронизации Ос. Выход компаратора 5 соединен со входом сдвигающего регистра 7, выходы которого (и, , Ug , . .., Mj ) включают формирователи импульсов управления в каналах вентильного преобразователя (не показаны). Выход генератора 1 соединен со Эвходами счетчика 2, сумматора 6, компаратора 5, блока 4 селекции и блока 3 памяти.

Обработка цифровой информации про изводится внутри дискретных промежутков времени, задаваемых генератором 1 хронирующих импульсов, и определяющих разрешающую способность фазосмещающего устройства. Так, при восьмиразрядном представлении двоичных чисел достигается разрешающая способность пл.град Сигнал управления Кц, поочередно сравниваясь в блоке 4 селекции с сиг нала№1 oCm,j и о(.г„0 блока 3 памяти, ограничивается так, что %,., «ncvr компараторе 5 сравнивается с развертывающим сигналом Кр квазилинейного с учетом дискретности вида (фиг. 2). В момент равенства

сигналов КЬс и Ко Лоомируется ИМПУЛЬС управления У, в очередном канале вентильного преобразователя, а развертывающий сигнал Кр Збрасьшается в сумматоре 6 на путем подачи на его вычитающий вход числа -,f из блока 4 селекции (по сути, это сигнал VT) из блока 3 памяти в дополнительном коде).После этого продолжается накопление содержимого сумматора 6 по входу К вследствие накопления счетчиком 2 хронируютщих импульсов от генератора 1.

Так продолжается работа устройства с частотой fxp генератора 1 хронирующих импульсов вплоть до поступления импульса синхронизации С. В момент синхронизации вентильного преобразователе с питанядей сетью содержимое счетчика 2 и сумматора 6 сбрасывается до нуля импульсом синхронизации , в конце этого же дискретного г.ромежутка вре ме,ни в сумматор вводится из блока 3 памяти посродством олока селекции число - или , в функции величины уиранляющего сигнала у и включается счетчик 2 хрониру1Э1дих импульсов, после чего цикл вычислений повторяется с частотой fxp до формирования очередного импульса управления .

Периодический процесс коррекции амплитуды развертывающего сигнала позволяет устойчиво функционировать системе управления вентильным преобразователем с заданной точностью фазосдвига.

Формула изобретения

Способ фазового управления вентильным преобразователем, заключакйцийся в том, что сигнал управления сравнивают с развертываемым во времени сигналом, синхронизированны с фазой напряжения питающей сети при угле естественного зажигания вентиля Л 0, эл. град, каждые эп, град, и изменяющимся во времени по линейному закону на интервалах между соседними импульсами управления, формируют в момент равенства этих сигналов 1дапульс управления преобразователем и одновременно уменьшают развертывающий сигнал на величину, соответствующую углу управления , град., отличающийся тем, что, с целью повышения точности момента формирования импульса управления и повышения надежности, корректируют величину развертывающего сигнала в моменты его синхронизации с фазой питакнцей сети путем замены текущей величины развертьшаюцего сигнала эталонными значениями в функцнн сигнала упоавлення Крзсц(i.-)

где 1 1,2,3,..., - -чомер участка

диапазона управления .

2. Устройство для фазового управления вен-гальным прео6разовате- л, содержащее генератор хронирующих импульсов, соединенный со входами счетчика хронируклщх импульсов и компаратора, блок синхронизации, выход которого подключен к счетчику, отличающееся тем, что, с целью повышения точности момента формирования импульса управления и повышения надежности, оно снабжено блоком селекции, блоком памяти, сумматором и сдвигаюецш регистром, причем выход счетчика хронирукяцих импульсов подключен к накапливающему входу сумма0418910

тора, к вычитающему входу которого подключена через блок селекции ячей- ка блока памяти, к корректиру1аще 4у входу сумматора подключены через J блок селекции другие ячейки блока памяти, выход сумматора подключен к входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока селекции, выход компаратора соеди10. ней со входом сдвигающего регистра и блока селекции, выходы блока синхронизации подключены к блоку селекции и сбрасывающему входу сумматора, а генератор хронирующих имIS пульсов соединен со входами сумматора, блока селекции и блока памяти.

Источиики информации, принятые во вниман те при экспертизе

20 1. Авторское С йидетельство СССР 19168, кл. 21 d 12/03, 1967.

2. Патент ФРГ № 2364452, кл. Н 02 М 1/08, 1974.

/J

т

е

ФО9. / f( f /fte/r