Способ управления преобразователем переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02P13/30 

I

Изобретение относится к электротея. вике, в частности преобрааователыюй технике, и может бьиъ использовано, например, в тиристорных, транзисторнодиодных или других полностью управляемых устройствах ключевого типа, осуществл5пощих импульсное регулирова ние напряжения на первичной стороне трансформатора.

Известен способ управления преобра.зователем переменного напряжения, путем импульсной или амш1итудно.ца мпульсяой модуляции питающего напряжения с помощью ключевьк и вспомогательных элементов и системы управления Cl .

Недостатком этого способа является инерционность.

Наиболее близким предлагаемому является способ управления преобразователем переменного напряжения путем амплитудно-импульсной модуляции вкоп ного напряжения переключателями, связанными с первичной обмоткой трансформатора, по Ko-JopoMy кситролируют параметр, характеризующий степень намагнвчивания трансформатора и, в соответствия с его значением, корректируют время включенного состояния аереключате.. лей 2 .

К недостаткам известных способов оти носятся их инерци(Х1ность ti неработоспособность; т.е. низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надеж. ности и быстродействия регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе состоянвв переключателей меняют путем исскуственного вклююния соответствующих ключей переключателя в момент равенства параметра, характеризующего степень намагя чивания трансформатора наперед заданной величине, при этом, при переводе переключателей в состояние, соответствующее более низкому уровню выходного напряжения, в качестве наперед заданной величины используют разность между максимально допустимым значением пара. метра, характеризующего степень намап-. нйчивания трансформатора и значением вольтсекундюго интервала от модулвн рованного нагфяжения для промежутка времени с момента изменения состояния переключателя до конца этого попуперв ода, определенного заранее для всех возможных моментов перехода по HaBeci ному значению питающего напряжения в параметрам импульсной модуляций, а при переводе ключей в состояние, соот ветствующее нулевому значеншо выхоД ного напряжения, в качестве наперед заданной величины используют максимально допустимое значение параметра, хара теризующего степень насыщения трансформатора. На фиг. 1 приведены временные днаг раммы, поясняющие способ; на фиг. 2 блок-схема устройства. Позиции 1-5 (фиг. 1) соответствуют диаграммам импульсной модуляции, 611 - амплитудно-импульсной. На фиг. 1, показаны кривая 1 питающего напряжения, кривые 2, 6 и 7 сигнала, характеризующего параметры нагрузки; кривые 3 и 8 сигнала, характеризующего степень намагничивания трансформатора; кривые 4 и 1О контролируемого парамет ра; кривые 5 и 11 напряжения на тран- « форматоре; кривая 9 заданной величины Блок-схема содержит источник пита-, ния 12, переключатель 13, трансформатор 14, нагрузку 15, блок контроля параметров нагрузки 16, блок задания режима нагрузки 17, блок формирования управляющего сигнала 18, блок формиро ния вида модуляции 19, блок формирова- ния сигнала перехода на более высокий уровень напряжения 20, блок формирования сигнала перехода на более низкий уровень напряжения 21, блок контроля степени намагничивания трансформатора 22, блок задания ограничивающих вели чин 23, блок сравнения 24. Пример. Рассмотрим реализакш предлагаемого способа в однофазном регуляторе переменного напряжения 1ФИГ. 2) при импульсной и амплитудноимпульсной модуляции. Напряжение питания модулируется переключателем в соответствии с алго«ритмом управления 2, 6 и 7, вьфабаты ваемым контуром контроля параметров нагрузки. Если при этом степень намаг ничивания трансформатора или трансфог маторов, питаемых от модулкфованного напряжения 5 и 11 и, характеризуемая одним из параметров, например, индукцией, напряженностью, магнитным потоКОМ, намагничввающвм током и т.п. (4, 10} или пропортвональный этим параметрам вольт-секундный интеграл, не превыщает наперед заданных величин (штриховая линия на фиг, 1.4 в фиг. 1.9;, то вид модуляции целиком и полностью определяется кривыми 2, 6 и 7. В противном случае, в момент равенства кежтропируемых параметров (4, 10) и заданных величин, ксятуром контроля 1 блоки 12, 13 и 14, фиг. 2) вырабатывается сигнал 3 и 8, воздействующий на исполнительный орган, и значение модулируемого напряжения уменьшается. Если при этом напряжение становится равным нулю (фиг. 1.5), то увеличение степени намаг ничиванйя стали трансформатора прекращается, т.е. предотвращается режим глубокого насыщения и возрастания намагничивающего тока, вызывающего токовые перегрузки элем«1тов исполнительного органа. В этом случае ограничение может производиться на уровне максимально допустимого значения измеряемого параметра. Аналогично при смене полярности модулируемого напряжения, которая приводит к уменьшению степени намагничивания. Однако если реализуется амплитудно-импульсная модуляция, то переход к нулевому значению не целесообразен, так как он связан со значительными искажениями напряжений и токов и ухудшением энергетических показателей. В этом случае можно осуществить переход к меньшему значению напряжения, т.е. уменьшить скорость изменения степени намагничивания, учитывая при этом допоп нителысую величину перемагничивания д8 при более низком значении напряжения. Величина лБ определяется вольт-секундным интегралом от модулированного напряжения с момента перехода до конца полупериода. Очевидно, что чем больще интервал времени с момента перехода до конца полупериода, тем болыие вепичина л6. Величина этого интеграла для любого момента перехода может быть вычислена заранее по известному значению питающего напряжения ввиду модуляции и заложена в систему утфавления в аналоговой или цифровой форме, а может вычисляться в каждом полупериоде модуляции, например, путем интегрирования питающего напряжения. Естественным требованием к испо нительному органу, реализующему данный способ является его полная управляемость, т,е. в случае применения тиристорных

ключей необходимо наличие узла принудительной коммутации.

Реализация предлагаемого способа позволяет получить регулирующее и преобразующее устройства, работающее без токовых перегрузок, связаши ос с насыщением стали трансформаторов, питаемых от них. При этом .-быстродействие регулирования останется максимально BoaMoifuным. Способ позволяет предотвратить на- сьпцение независимо от вида причин, пр водящих к нему, а именно в режимах пуска, динамики, Действия факторов несимч т метрии, сбоев системы управления, провалов сети, что позволяет шире вяеарять подобные устройства в производство.

Формула изобретения

Способ управления преобразователем переменного напряжения путем амплитулио-импул11сной модуляции входного напр жения переключателями, связанными с первичной обмотхой трансформатора, по которому контролируют параметр, характеризующий степень намагничивания трансформатора, в соответствии с его значением корректируют время включенного состояния переключателей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия состоя-; ние переключателей меняют путем искуоственного включения соответствующих

ключей переключателя в момент равенств ва параметра,- .характеризующего степень намагничивания трансформатора наперед заданной величине, при этом, при переводе переключателей в состояние, соответствующее более низкому уровню выхоА ного напряжения, в качестве наперед з данной величины используют разность между максимально Допустимым знач нием параметра, характеризующего степень намагничивания трансформатора, и значением вольт-секушюого интеграла от модулированного напряжений для промежутка времени с момента изменения состояния переключателя до ксвша этого оолупериош, определенного заранее дпя всех возможных моментов перехода по известному значению питающего напряжения и параметрам импульсной модуляции, а при переводе ключей в состояние, соответствующее нулевому значению выход ного напряжения, в качестве наперед заданной величины используют максимально допустимое значение параметра, характе ризующего степень насыщ01ия трансфо1 матора.

Источники информации, пр1шятые во внимание при экспертизе

1. Гельман М. В. Лохов С. В.; Ти ристорные регуляторы переменного напряжения. М., Энергия, 1975, с. 4-10.

2. Авторское свидетельство СССР № 692054, кл.Н О2 Р 13/16, 1976.

4

V

/

Hf

v.

N.

A

«

ff

у

vV к

7

fu

:

7