Устройство для управления инвертором Советский патент 1982 года по МПК H02P13/18 

(S) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

1

Изобретение относится к управлению статическими преобразователями и может быть использовано для автоматического регулирования инвертором на постоянство угла запаса.

Известен регулятор углов запаса вентилей многофазного преобразователя, который содержит для каждой фазы измеритель рассогласования по углу запаса, соединенный с датчиком величины фазового тока и линейного напряжения, блок логики, преобразователи длительности, импульсов в амплитуду, формирователь закона регулирования и фазоимпульсный преобразователь l .

Угол запаса в регуляторе.зависит от величины рассогласования между заданным и текущим углами запаса, вели.чины постоянного тока и линейного напряжения, при этом учет величины постоянного тока вносит в контур регулирования углов запаса статическую ошибку за счет увеличения .

уставки угла запаса инвертора. Регулирующее воздействие по току нагрузки целесообразно вводить в регулятор напряжения преобразователя.

Кроме того, измерение напряжения встречает значительные трудности при параллельной работе нескольких преобразователей с близкими фазами углов инаерторной коммутации (наличие двух или более,рекуперирующих электровозов на фидерной зоне) изза сильного искажения формы питающе го напряжения, которое имеет место в условиях эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство, регулирования угла запаса, содержащее элемент сравнения, один вход которого соединен с выходом задатчика угла запаса, а другой - с выходом датчика угла запаса, регулятор, подключенный одним входом к выходу элемента сравнения, а выходом к входу фазоимпульсного преобразоаателя/Регулятор формирует импульсы зажигания игнитронов инвертора с фазой, зависящей от коммутирующего напряжения и величины постоян1 го тока 2 . Недостатком известного устройств является Т9, что введение в регулятор сигнала, пропорционального величине тока нагрузки не только не эффективно, но;и снижает быстродействие контура регулятора. Кроме того, измеренное значение коммутирующего напряжения не является достоверной информацией из-.за сильного искажения питающего напряжения, вызванного рекуперацией элек тровозов, работающих на этой же фидерной зоне. Измерение коммутирующе го напряжения в предыдущем полупери де питающего напряжения неизбежно приведет к появлению динамической( ошибки в контуре регулирования и ка следстб е, развитие колебательного процесса и возможное опрокидывание инвертора. Цель изобретения - повышение точ ности поддержания заданного значени угла запаса инвертора. Цель достигается тем, что в устройстве управления .инвертором, содержащем элемент сравнения, один вход которого соединен с выходом за датчика угла запаса, а другой - с выходом датчика угла запаса, регуля тор угла запаса, один вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход - с фазоимпульсным пре образователем, выход фазоймпульсного преобразователя соединен с вторы входом регулятора угла запаса. Такая структура устройства управ ления инвертором позволяет осуществить регулирование на постоянство угла запаса в зависимости от величи ны рассогласования между заданным и текущим углами запаса с учетом фа зы угла открытия тиристоров преобразователя. При этом искажения формы питающе го напряжения, возникающие при параллельной работе зависимых инверторов, не оказывают заметного влияния на характер протекания переходных проце;ссов в системе авторегулирования. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства на фиг. 2 диаграмма, поясняющая его работуj на фиг, 3 - один из вариантов выполнения регулятора устройства. Структурная схема управления инвертором содержит задатчик 1 угла запаса, блок 2 сравнения, датчик 3 угла запаса, регулятор А, фазоимпульсный преобразователь 5 инвертор 6, В каждом полупериоде питающего напряжения в блоке 2 осуществляется сравнение заданного знамения угла запаса поступающего от задатчика 1 и текуй его значения угла запаса d., поступающего от датчика 3, и выявление рассогласования по углу запаса ,-с/ . Регулятор k формирует сигнал, пропорциональный фазе угла отпирания тиристоровfS и зависящий от величины рассогласования , и текущего значения фазы управлЛощего импульса /Ъ предыдущего полупериода, Фазоимпульсный преобразователь 5 осуществляет преобразование выходной величины регулятора t (аналоговый сигнал или код ) в фазоимпуль|сную информацию, предназначенную для отпирания тиристоров инвертора 6, причем выход преобразователя 5 соединен с входом регулятора k, Для точной отработки рассогласования дсЛ, коррекцию фазы управляющего импульса Ъ необходимо осуществлять с учетом косинусоидального характера анодного напряжения на тиристорах преобразователя (фиг. 2). При этом желательно сохранять равенство площадей S и So -4 ) ,-амплитудные значе i(k) т(к-и) ния- напряжения, питающего инвертор, в К и К+1 зонах регулирования. равенстве указанных площадей и ft)sinujtx m() j Ц -t3 xdujt,

-откуда: m(i)(

ч (-OOS Wt +COSUJtj).

Причем в соответствии с фиг, 2, введем обозначения.

- LOt - jT-c/ 3

JT-fb,;, . 4x)t I .

тогда;

11

-С0513)-С/)+С08()

, vntK) - COS (JF ) + COS (JT-/ъ)

i. (сОЗсУ,-СОвсЛ)С05|Ъ -С05/Ь,

m(fe)

С/ , (b,.,

HO

откуда

и.

COS (р,/-Л|Ъ)соз(Ь,.(.нШS±licos(cЛ.t4(/) т(к)

Преобразовав, получим выражение для корректирукхчего сигнала.

tД(Ь qr-ccos cos(b.-f-jy i cos0/,(K)

-fe - Таким образом, при регулировании ,ла постоянство угла запаса cf const корректирующий сигнал является функцией двух параметров: лр (Л сЛ,fb).

На фиг. 3 представлена структурная схема примера конкретного исполнения регулятора 4, который в дэнном случае основан на цифровом способе обработки информации. Регулятор Ц содержит реверсивный двоичный счетчик 7 логические элементы И 8

61098«

и 9, генераторы 10 переменной частоты, у которого период следования импульсов зависит от значения фазы угла отпирания {Ь тиристоров. Пере- 5 именная частота на выходе генератора |10 выбирается исходя из условий ра|1венства площадей 5 и S-j (фиг. 2) и используется для частотной модуляции временного интервала блов ка 2 с логических элементов 8 и 9.

Широтно-модулированный сигнал рассогласования учетом величи ны фазы управлякмцего импульса /, (т.е.

модулированный определенной частотой) поступает на суммирующий или вычитающий вход счетчика 7 в соответствии со знаком. Для данного исполнения регулятора k необходимо использовать

20 преобразователь 5 код - фазоимпульсная информация.

Предлагаемый закон управления позволяет снизить колебательность при переходных процессах сохранив

25 быстродействие регулятора. Это, в с свою очередь, дает возможность повысить количество (дЬ 20%) и качество рекуперируемой энергии за C4et снижения уставки угла запаса Л ин30 вертора.

Формула изобретения

Устройство для управления инвертором , содержащееэлемент сравнения, один вход.которого соединен с выходом задатчика угла запаса, а другой - с В1 ходом .датчика угла запаса,

регулятор, подключенный одним входом к выходу элемента сравнения, а выходом - к входу фазоимпульсного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения

точности поддержания заданного значения угла запаса инвертора, выход фазоимпульсного преобразователя соединен с вторым входом регулятора. Источники информации,

: принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 337070, кп. Н 02 Р 13/16, 10G9. .L 2. Патент Великобритании W 1.071.679 кл. Н 2 F, 05.12.62.

Фиг.1