RU1786621C - Устройство дл асинхронного управлени вентильным преобразователем - Google Patents

Abstract

Устройство представл ет собой однока- нальную асинхронную систему управлени , содержащую суммирующий интегратор 1.со сбросом, компаратор 3. формирователь импульсов 4. На вход интегратора 1 подаютс  напр жение обратной св зи и напр жение, смещени . Управл ющее напр жение подаетс  на вход компаратора 3, Новым в устройстве управлени   вл етс  то, что напр жение смещени  не  вл етс  фиксированной величиной , а автоматически адаптируетс  к напр жению обратной св зи. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразоваельной технике и может быть использовано дл  управлени  силовыми статическими вентильными преобразовател ми. -. -.

Известно устройство дл  управлени  вентильным преобразователем, содержащее интегратор с разр дным ключом, вход

которого подкл ючёН к выходу датчика тока, а выход через блок запаздывани  одностороннего действи  к первому входу компаратора , к второму входу которого подключен выход генератора опорного напр жени ,

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие, обусловленное наличием блока запаздывани  в цепи обратной св зи.. . . : ,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  однока- нальнре устройство дл  асинхронного управлени  вентильным преобразователем, содержащее суммирующий интег рвтбр, первый, второй и третий входы которого подключены, соответственно, к выходам .источника управл ющего напр жени , источника напр жени  смещени  и датчика регулируемого параметра, компаратор,, первый м второй входы которого подключены, соответственно, к выходам интегратора и источника напр жени  смещени  и формирователь импульсов, выход которого подключен ко входу разр дного ключа интегратора. Напр жение смещени  выбираетс  равным среднему значению напр жени  датчика регулируемого параметра при номинальном выходном напр жении преобразовател ./.

Недостаткам указанного устройства  вл етс  фиксированна  Еёличина напр жени  смещени . Это обсто тельство затрудн ет применение указанного устройства дл  регулировани  параметров, не св занных пропорциональной зависимостью с амплитудой сетевого напр жени .

Такими свойствами, например, обладает амплитуда напр жени  на выходе датчика тока в процессах регулировани  и стабилизации тока нагрузки преобразовател . - ; ., - ..;.у.. - : -.. .... . . При фиксированном напр жении смещени  в таких процессах возможны ситуации , когда .;.... , : ;:. . л

; T. /2. UD U0,(1) где Uo - напр жение смещени ;

UD -амплитуда напр жени  на выходе датчика регулируемого параметра,

В первом случае система при некоторых углах управлени  тер ет устойчивость, во втором - имеет низкое быстродействие при отработке возмущени .

Цель изобретени  -.повышение качества работы преобразовател  при регулировании .параметров, не св занных пропорциональной зависимостью с ампли5 тудой сетевого напр жени ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что напр жение смещени  устанавливаетс  равным напр женно на выходе датчика ре- , гулируемого параметра в момент после сра- (

0 батывани  .очередного вентил  преобразовател , причем в качестве источника напр жени  .смещени  использован аналоговый элемент пам ти, фиксирующий мгновенное значение напр жени  на выхо5 де датчика регулируемого параметра в момент после срабатывани  очередного вентил  и хран щий его в течение шага регулировани  до срабатывани  следующего вентил  преобразовател . .,

0 На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства управлени ; на - функциональна  схема аналогового элемента пам ти; на фиг ,3 иллюстрирует некото- рые математические обозначени ; на фиг.4

5 представлены временные диаграммы рабо-

ты устройства управлени . . Устройство содержит двухвходовый суммирующий интегратор 1, снабженный разр дным ключом, аналоговый элемент па0 м ти 2,  вл ющийс  источником напр жени  смещени  Uo, компаратор 3, формирователь импульсов 4 запуск-а венти- . лей преобразовател . Первый и второй входы интегратора 1 подключены,

5 соответственно, к выходам датчика регулируемого параметра Ud и источника напр жени  Смещени  Do, первый, второй и третий входы компаратора 3 подключены, соответственно , к выходам интегратора Ui, йсточ0 ника напр жени  смещени  ,U0 и источника управл ющего йапр жени  Uy, вход формировател  импульсов 4 подключен к. выходу Компаратора Уз, выход формировател  импульсов Ш соединен с управл ющим вхо5 дом разр дного ключа интегратора 1 и

входом выборки аналогового элемента па . . м ти 2, информационный вход аналогового

элемента пам ти 2 подключен к выходу дат; чика регулируемого параметра Ud.

50 .Устройство работает следующим образом . Напр жение с выхода датчика регулируемого параметра Ud поступает на первый вход суммирующего интегратора 1 и на информационный вход аналогового элемента

55 пам ти 2. ;:; ; . :

В моментсрабатывани  формировател  импульсов4 запуска вентилей преобразовател  на аналоговый элемент пам ти 2 подаетс  импульс выборки, врем  по влени  которого совпадает с моментом срабатывани 

очередного вентил  преобразовател . Зна- . чение выходного напр жени  датчика регулируемого параметра в момент после срабатывани  вентил  Ud.i-1 запоминаетс  в аналоговом -элементе пам ти 2 с обратным знаком и используетс  в качестве напр жени  смещени  U0, которое подаетс  на второй вход компаратора З.На первый и третий входы компаратора 3 подаютс , соответственно , выходное напр жение интегратора U-i и управл ющее напр жение Uy. В момент равенства суммы токов трех входов компа .. ратЬр а 3 нулю происходит его срабатыва- . ние. . .. /г;,: .; .-; -/:- - .-.:-/--

,. . .-.. По сигналу выхода компаратора Уз запускаетс  формирователь импульсов 4, который .формирует импульс опрёдё лё.нной длительности. Этим импульсом-коммутируетс  очередной вентиль преобразовател , . разр жаетс  конденсатор интегратора 1 и .заноситс  нова  информаци  в аналоговый элемент пам ти 2. Цикл работы устройства повтор етс . Величины резисторов, указанных на фиг. 1, определ ютс  из усло ви , чтобы вклад напр  кейи  смещени  Uo в

/ в ы ходное напр жение интегратора Ursa период работы устройства 2л /т ш компенсировалс  вкладом напр жени  смещени  в сумму входных токов компаратора 3:

2. jr/mft : р ,

ij;.;;; ..-u0dt uo|

1

где т - посто нна  интегратора;

m - ипульсность схемы вентильного преобразовател ; . - .V;r : ,: -,. ;; л;-углова  частота напр жени  сети. Одна из возможных функциональных схем аналогового элемента пам ти представлена на фиг,2. Элемент пам ти состоит из операционного усилител  А, электронного ключа К1, управл емого импульсами выборки, двух резисторов R и запоминающего конденсатора С.

; -. Посто нна  времени элемента пам ти RC выбрана так, чтобы она была в несколько раз больше длительности импульса выборки . В этом случае установление напр жени  смещени  осуществл етс  за несколько шагов работы устройства управлени . Это стабилизирует работу устройства при переходных процессах.

Оценку устойчивости работы системы управлени  можно получить, рассматрива  отклик на малые отклонени  от стационарного режима.- .

- Напр жение на выходе интегратора 1 описываетс  выражением;

0

5

Mvy - ttfft- W- U ip yUi.(,-0. .... .... (2)

где f угол управлени  вентилем на i-том шаге работы устройства; г-посто нна  интегратора; Ud(p) - напр жение на выходе датчика регулируемого параметра;

-. Uo напр жение смещени ;

Ui(j - 1) - напр жение на выходе ий- тегратора после срабатывани  разр дного ключа, т.е. Ui( - 1 )0;.... , v,- ;. - ;. Ui (1)- напр жение на выходе интегратора в конце i -того тага регулировани ,

Если в результате воздействи  каких-либо: случайных факторов на шаге i-1 угол управлени  вентил  изменйлс   на Api-{ относи-. тельно угла управле ни  р в . стационарном режиме; то йа ёШд ующём;ша- .0 ге ретулирЪ ванй  бт кл ЪШнйё будетДу, , которое , св зано с Луэ-j,- ) соотношением:

А U° U d 1 -1 . Uo.-Udtj

5 где Ud,i-i напр жение на выходе датчика регулируемого параметра в момент после включени  вентил  на i-1 шаге;

Ud.i - то же, перед включением вентил  на Г-трм шаге.......,..:.

Величины Ud,i-1 и Ud.i проиллюстрированы фиг.З. Соотношение (3) получено из (2) при рассмотрении малых отклонений от стационарного режима Условием инвариантности контура регулирований  вл етс  равенство:

0

5

(ЗУ

...

. ,

(4)

0

0

5

крторо е достигаетс  при ,i-i.

(5)

Равенство (5) обеспечиваетс  источником напр жени  смещени , что следует из описани  его.кьнструкцйи. ; .-- -.- . Равенство (4) означает, что малое отклонение отрабатываетс  системой за один шаг регулировани . На практике отклонение отрабатываетс  дольше, поскольку не всегда  вл етс  малым.

На фиг.4 изображен переходный процесс при внезапном двукратн омувели чении амплитуды регулируемого параметра на примере однофазной системы. ч Из уравнени  (3) следует, что если Ud,, то /Ay, - 1 -1. Это означает , что система колебательным образом уходит от стационарного режима и тер ет устойчивость.

Если же Ud.i-1 Uo, то 0.. .

Это говорит о том, что система отрабатывает возмущение за тем большее количество шагов, чем ближе величина Аде /Д (р - 1 к единице. Этот анализ обоснов ывает утверждение, сделанное относительно выражений (1). ,: ;.:1:;: :,:;V.,;-;:.; :. - . . ,. сгюльзорание гтрёдлагаёмого йзоЬрё-; тени  позволит повысить устойчйво сть преобразовател , сделать её равномерной во всем диапазоне угловуправлени  вентил ми и независимой от величины ceteEiurq на- и|Ьтнапр жени  обратной вУ По зд: i нее о6 т р тельсҐв6 позвол ет примен ть предлагаемоёизобретение:в стабилйзатррах тока aKtHBHOH нагрузки, например в источниках тока сварки, гальванотёхвйке, элё1стрЬлйзё, зар дных устройствах W р, ;;; ; -;;..:;;;;.- .;.; /

Ф о р м .у л а изо б рi е т ё н;й  ;: iv :: .V / :. .Устройство дл  асин ронйЬго управлени  вентильным преобразователем, содёр- ж ащёё : сумматор, двух входов ый суммирующий интегратор, снабженный разр дным ключом, первый и втооой входы

кЬтЬ{5бйг1бДклк чены соответственно к выходам датчика регулируемого параметра и источника .напр жени  смещени , компаратор , первый и второй входы которого подХлю .ё н .й ,. Срр Т ёетств ённо к выходам интегратора Ч тЪ Я ника напр жени  смещени , и фбрмйрбватель й ипуль срв запуска вентилей преобразовател , выходом соеди- нённый с управл ющим входом разр дного

ключа, от л и ч а ю шее с   тём.что, с целью

повыш ни ; качества: регулировани  параметров , не сщ заниых пропорциональной

;.3&висйм.с.. амплитудой сетевого на- пр жени г кбтиШратдр снабжен третьим

входом, а в качестве источникаi напр жени  смещений использобан аналоговый элемент пам ти, информационный вход которого подключён к вьгхрду Датчика регулируемого параметра, а вход выборки соединен ;с выходом формировател  импульсов; запуска

вентилей преобразой атёлй, при этом третий

;вх6д компар атора соединён с выводом дл  пбдклюЦёнй  источника управл ющего на:п:р жё;н й  ;; : ; :; ..,... .

/

ff

%

а ; И

. .и

4Г-.

5Г 7

Г

uv

:и„

rf

w./

f