SU1094130A1

SU1094130A1 - Thyratron motor inverter control device

Info

Publication number: SU1094130A1
Application number: SU823445851A
Authority: SU
Inventors: Виктор Игоревич Эпштейн
Original assignee: Ленинградское Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1984-05-23

Abstract

1 . УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ , содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сбросаj компаратор и распределитель управл ющих импульсов, подкгаоченный к входам управлени инвертора, датчик тока инвертора , выход которого соединен с входом компаратора, нуль-орган линейных напр жений инвертора, соединенный выходом через элемент временной задержки с управл ющим входом ключа сброса интегратора, вход которого подключен к выводу дл соединени с управл ющим входом регул тора скоросSMC .Sata ,:--i.4 ти вентильного двигател , отличающеес тем, что, с целью упрощени и повышени надежности в работе, оно снабжено источником опорного сигнала, цепочкой из последовательно соединенных элемента сравнени , входами подключенного к источнику опорного сигнала и выходу интегратора , ключа, дополнительного интегратора и усилител , выход которого подключен к входу интегратора, причем управл ющий вход ключа соединен с выходом нуль-органа линейных напр жений инвертора. 2. Устройство по п. 1, отлиg чающеес тем, что, с целью улучшени качества переходных процессов , оно дополнительно снабжено выводом дл подключени источника сигнала задани по скорости и корректирующим звеном с передаточной функциg ей, соответствующей передаточной функции вентильного двигател по скорости , причем усилитель выполнен в виде суммирующего усилител , вход коCD 4ik торого через корректирующее звено ,св зан с вьгоодом дл подключени источника сигнала задани по скорости.one . A DEVICE FOR CONTROLLING A FAN ENGINE INVERTER containing a integrator with a reset key, a comparator and a control pulse distributor connected to the inverter control inputs, an inverter current sensor whose output is connected to the input of the comparator, a zero-voltage device of the inverter, an output of which is connected to the input of the comparator, a zero-body voltage line of the inverter, an output of which is connected to the input of the comparator, a zero-body voltage line of the inverter, an output of which is connected to the input of the comparator, a zero-body voltage line of the inverter, an output terminal of which is connected to the input of the comparator; a time delay with the control input of the integrator reset key, the input of which is connected to the output for connection with the control input of the speed controller SMC .Sata,: - i. 4 valve engines, characterized in that, in order to simplify and increase reliability in operation, it is provided with a reference source, a chain of series-connected comparison elements, inputs connected to the reference source and the output of the integrator, key, additional integrator and amplifier, output which is connected to the input of the integrator, and the control input of the key is connected to the output of the zero-organ of the linear voltage of the inverter. 2. The device according to claim 1, which is different in that, in order to improve the quality of transients, it is additionally equipped with an output for connecting a signal source for the speed reference and a correction link with a transfer function corresponding to the transfer function of the valve motor for speed, and configured as a summing amplifier, the input to the CD 4ik of which is connected via a correction link, connected to the transducer to connect the source of the speed reference signal.

Description

11 Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени зависимым инвертором вентильного двигател посто нного тока. Известно устройство дл управлени инвертором вентильного двигател содержащее датчик величий скорости и угла запаса на восстановление вентильной прочности, выходы которых соединены с входами последовательно включенных интегратора, формирующего опорное пилообразное напр жение, и нуль-органа. Выход нуль-органа под ключен к входу распределител управл ющих , импульсов по фазам зависимого инвертора, а интегратор снабжен ключом сброса, управл ющий вход которого соединен с выходом формировател импульсов перехода через ноль линейных напр жений синхронного двигател l. Недостатком устройства вл етс сложность, обусловленна наличием датчиков скорости и угла запаса на восстановление вентильной прочности и мала надежность. Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче вл етс устройство дл управлени инвертором вентильного двигател , содержащее последовательно включенные интеграто с ключом сброса, компаратор и распре делитель управл ющих импульсов, подключенный к входам управлени инвертора , датчик тока инвертора, выход которого соединен с входом компарато ра, нуль-орган линейных напр жений инвертора, соединенный выходом через элемент временной задержки с управл ющим входом ключа сброса интегратора, 40 вход которого подключен к выводу дл соединени с управл ющим входом регу л тора скорости вентильного двигател , причем к входам последовательно включенных интегратора и компаратора подключены клеммы дл соединени с датчиком скорости f2. Недостатком устройства вл етс необходимость использовани датчика частоты вращени вентильного двига тел . Действительно, если в системе вентильного двигател примен ют серийный синхронный двигатель, то возникают серьезные трудности при сопр жении вала двигател с валом датчика частоты. Если проектируетс специальный двигатель, то датчик частоты вращени обычно устанавливаетс 0 в корпусе машины, что увеличивает ее габариты. Причем снижаетс надежность системы в целом. Целью изобретени вл етс упрощение и повьш1ение надежности в работе. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл управлени инвертором вентильного двигател , содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, компаратор и распределитель управл ющих.импульсов , подключенный к входам управлени инвертора,датчик тока инвертора,выход которого соединен с входом компаратора, нуль-орган линейных напр жений инвертора , соединенный выходом через элемент временной задержки с управл ющим входом ключа сброса интегратора , вход которого подключен к выводу дл соединени с управл ющим входом регул тора скорости вентильного двигател , снабжено источником опорного сигнала, цепочкой из последовательно соединенных элемента сравнени , входами подключенного к источнику опорного сигнала и выходу интегратора , ключа, дополнительного интегратора и усилител , выход которого подключен к входу интегратора, причем управл ющий вход ключа соединен с выходом нуль-органа линейных напр жений инвертора. Дл улучшени качества переходных процессов, устройство дополнительно снабжено выводом дл подключени источника сигнала задани по скорости и корректирующим звеном с передаточной функцией,соответствующей передаточной функции вентильного двигател по скорости, причем усилитель выполнен в виде суммирующего уси- , лител , вход которого через корректирующее звено св зан с выводом дл подключени источника сигнала задаил по скорости. Корректирующее звено может иметь передаточную функцию,, определенную в виде Wpt(S) rMr/,& + T; S+OWpc(S) rAeW| c(S) - передаточна функци регул тора скорости двигател i 31 электромеханическа по сто нна времени вентильного двигатал ; электромагнитна посто нна времени вентильного двигател . На рисунке показана функциональна схема предлагаемого устройства. Устройство дл управлени инвертором 1 вентильного двигател 2, содержит последовательно включенные интегратор 3 с ключом сброса 4, компаратор 5 и распределитель 6 управл ющих импульсов подключенньй к входам управлени 7 инвертора 1, датчик 8 тока инвертора, выход которого соединен с входом компаратора 5, нуль-орган 9 линейных напр жений инвертора 1, соединенный выходом через элемент 10 временной задержки с управл ющим входом ключа 4 сброса , интегратора 3, вход которого подключен к выходу 11 дл соединени с управл ющим входом регул тора 12 скорости вентильного двигател . Устройство снабжено источником 13 опорного сигнала, цепочкой из последовательно соединенных элемента 14 сравнени , входами подключенного к источнику 13 опорного сигнала и выходу интегратора 3, ключа 15, допол нительного интегратора 15 и усилител 17, выход которого подключен к входу интегратора 3, причем управл ющий вход ключа 15 соединен с выходом нуль-органа 9 линейных напр жений инвертора. Устройство может быть дополнител но снабжено вьтодом 18 дл подключени источника 19 сигнала задани по скорости и корректирующим звеном 20 с передаточной функцией, соответ ствующей передаточной функции вентильного двигател по скорости, при чем усилитель 17 выполнен в виде суммирующего усилител , вход которо го через корректирующее звено 20 св зан с выводом 18 дл подк почени ис точника 19 сигнала задани по скорости . При этом выход регул тора 12 скорости Вентильного двигател соединен с управл ющим входом управл емого вы пр мител 21 св занного через дроссель 22 с инвертором 1. Устройство дл управлени инвертором вентильного двигател работает следующим образом. 0 В установившемс режиме амплитуда опорного пилообразного напр жени Uo(, на входе компаратора 5 посто нна и равна амплитуде Ал на выходе источника опорного сигнала. Величина тока инвертора Т и скорость двигател также посто нны. Посто нной . вл етс и частота импульсов на выходе нуль-органа 9 линейных напр жений инвертора. Компаратор 5 формирует управл ющие импульсы с посто нной частотой и посто нным углом опережени const . fl - Напр жение на выходе дополнительного интегратора 16 равно статической ошибке в KOHifype регулировани скорости (если т &жа даеетс ). При изменении задани по скорости WtoaC выхода источника 19 задани по скорости по вившеес рассогласование отрабатываетс по цепи, включающей регул тор 12 скорости, выпр митель 21, дроссель 22, инвертор 1, вентильный двигатель 2, нуль-орган 9 линейных напр жений инвертора, элемент 10 временной задержки, ключ сброса 4 интегратора. Элемент 14 сравнени , ключ 15, дополнительный интегратор 16. В результате на выходе суммирующего усилител 17 образуетс напр жение равное сумме напр жени с выхода дополнительного интегратора 16 и напр жени с выхода корректирующего звена 20, имитирующего переходный процесс изменени частоты вращени двигател . Таким образом, изменение напр жени на входе интегратора 3 обеспечивает необходимое изменение наклона пилообразного напр жени Don соответствует изменению частоты вращени вентильного Двигател 2 и определ ет величину сигнала обратной св зи WQ дл регул тора 12 скорости, Дл улучшени качества переходных процессов по скорости корректирующее звено 20 имеет передаточную функциюW(S) с передаточной функцией вентильного двигател по скорое- . ти, а именно . WpciSl W(5)., TMT S TwSMtWpclb) где WpcCS) - передаточна функци регул тора 5 скорости; электромеханическа посто нна времени вентильного двигател 11 The invention relates to electrical engineering and can be used to control a dependent inverter of a DC valve motor. A device for controlling an inverter valve engine is known, which contains a sensor of great speed and angle of reserve for restoring valve strength, the outputs of which are connected to the inputs of a series-connected integrator that forms a reference sawtooth voltage and a zero-organ. The zero-body output is connected to the input of the control distributor, the pulses are in phase with the dependent inverter, and the integrator is provided with a reset key, the control input of which is connected to the output of the zero-voltage transducer of the linear voltage of the synchronous motor l. The disadvantage of the device is the complexity, due to the presence of speed sensors and the angle of the stock for the restoration of valve strength and low reliability. The closest in technical essence and the problem to be solved is a device for controlling an inverter of a valve engine, comprising in series an integrato with a reset key, a comparator and a distributor of control pulses connected to the control inputs of the inverter, an inverter current sensor whose output is connected to the input of the comparator , the zero-body of the inverter line voltages connected by the output through a time delay element to the control input of the reset key of the integrator, whose 40 input is connected to the output for connection to the control input of the speed controller of the valve motor, with terminals for connection to the speed sensor f2 connected to the inputs of the series-connected integrator and comparator. The disadvantage of the device is the necessity of using the sensor of rotational speed of the valve motor tel. Indeed, if a serial synchronous motor is used in a valve engine system, there are serious difficulties in mating the motor shaft with the frequency sensor shaft. If a special engine is designed, the rotational speed sensor is usually installed 0 in the body of the machine, which increases its dimensions. Moreover, the reliability of the system as a whole is reduced. The aim of the invention is to simplify and increase reliability in operation. The goal is achieved in that the device for controlling the inverter of a valve motor, comprising a sequentially connected integrator with a reset key, a comparator and a distributor of control pulses connected to the control inputs of the inverter, a current sensor of the inverter whose output is connected to the input of the comparator is a zero-body linear inverter voltages connected by an output via a time delay element to the control input of the integrator reset key, the input of which is connected to an output for connection to the control the speed of the valve motor speed regulator is supplied with a reference source, a chain of series-connected comparison elements, inputs connected to the reference source and the integrator output, a key, an additional integrator and an amplifier whose output is connected to the integrator input, and the control input of the key is connected to the output of the zero-organ linear voltage inverter. In order to improve the quality of transients, the device is additionally equipped with an output for connecting a speed reference signal source and a correction link with a transfer function corresponding to the transfer function of the valve motor for speed, the amplifier being designed as a summing amplifier, whose input is connected via a correction link with a pin for connecting a signal source set by speed. The corrective element may have a transfer function, defined as Wpt (S) rMr /, & + T; S + OWpc (S) rAeW | c (S) is the transfer function of the engine speed regulator i 31 electromechanical time valve engine; electromagnetic time constant valve engine. The figure shows the functional diagram of the proposed device. The device for controlling the inverter 1 of the valve engine 2, contains in series an integrator 3 with a reset key 4, a comparator 5 and a distributor 6 of control pulses connected to the control inputs 7 of the inverter 1, an inverter current sensor 8 whose output is connected to the comparator input 5, Inverter 1 line voltage control unit 9 connected via an output through a time delay element 10 to a control input of reset key 4, integrator 3, whose input is connected to output 11 for connection to the control input of a 12c regulator speed valve engine. The device is provided with a source 13 of the reference signal, a chain of series-connected comparison element 14, inputs connected to the source 13 of the reference signal and the output of the integrator 3, the key 15, the additional integrator 15 and the amplifier 17, the output of which is connected to the input of the integrator 3, and the control input the key 15 is connected to the output of the zero-body 9 of the linear voltage of the inverter. The device can be additionally equipped with an output 18 for connecting the source 19 of the speed reference signal and a correction link 20 with a transfer function corresponding to the transfer function of the valve motor for speed, and the amplifier 17 is designed as a summing amplifier, which is input through an adjustment link 20 connected to terminal 18 for connecting the source of the speed reference signal 19. At the same time, the output of the regulator 12 of the speed of the fan motor is connected to the control input of the controlled level 21 connected via the choke 22 with the inverter 1. The device for controlling the inverter of the valve motor works as follows. 0 In the steady state, the amplitude of the reference sawtooth voltage Uo (, at the input of the comparator 5 is constant and equal to the amplitude Al at the output of the reference signal source. The magnitude of the inverter current T and the motor speed are also constant. The frequency of the pulses at the output zero is also constant. - organ of the 9 linear voltage of the inverter. The comparator 5 generates control pulses with a constant frequency and a constant angle of advance const. fl - The voltage at the output of the additional integrator 16 is equal to the static error in the KOHifype speed control (if t & d.) When changing the speed setting WtoaC of the output of the speed setting source 19, the inconsistent error is processed along the circuit including the speed regulator 12, rectifier 21, throttle 22, inverter 1, valve motor 2, zero inverter linear voltage organ 9, time delay element 10, integrator reset key 4. Comparison element 14, key 15, additional integrator 16. As a result, the output of summing amplifier 17 produces a voltage equal to the sum of the voltage from the additional integrator 16 and n april from the output of the corrective element 20, imitating a transient process of changing the frequency of rotation of the engine. Thus, the change in voltage at the input of the integrator 3 provides the necessary change in the slope of the sawtooth voltage Don corresponds to the change in the rotational speed of the valve Engine 2 and determines the magnitude of the feedback signal WQ for the speed controller 12, to improve the quality of transients, corrective link 20 has transfer function W (S) with transfer function of the valve engine on speed. ti, viz. WpciSl W (5)., TMT S TwSMtWpclb) where WpcCS) is the transfer function of the speed controller 5; electromechanical constant valve engine time

Тд - электромагнитна посто нна двигател .. Регулирование скорости вентильного двигател 2 осуществл етс за счет воздействи на вход управл е- s мого выпр мител 21 сигнала с выхода регул тора 12 скорости, на входе которого осуществл етс сравнение сигналов регул тора 12 задани по скорости и сигнала обратной О св зи Woe.Формирование импульсов, управлени тиристорами инвертора 1 осуществл етс цепочкой состо щей из последовательно включенных интегратора З.с KJBd40M сброса 4, компаратораtS 5 и распределител 6 управл ющих импульсов . С целыо обеспечени высоких энергетических показателей угол опережени f включени тиристоров инвертора 1 должен быть минимально 20 возможным и равен сумме углов комутации Y и угла запаса еГ на восстановление вентильной прочности. Дп этого вход компаратора 5 подключаетс также к выходу датчика 8 тока ин- 25 вертора, а управл юпщй вход ключа 4 сброса-через элемент 10 задержки подключаетс к выходу нуль-органа инейных напр жений инвертора. В е зультате на входе компаратора 5 30 роисходит сравнение сигнала 1 от датчика тока 8 инвертора и опорного пилообразного напр жени Uon с выхода интегратора 7.TD is the electromagnetic motor constant. The speed of the valve motor 2 is controlled by influencing the input of the controlled rectifier 21 signal from the output of the speed regulator 12, at the input of which the speed controller 12 signals are compared. feedback signal Woe. The pulse shaping, the control of the thyristors of the inverter 1 is carried out by a chain consisting of a series-connected integrator Z. with a KJBd40M reset 4, a comparator S 5 and a distributor 6 of control pulses. In order to ensure high energy performance, the advance angle f of the switching on of the thyristors of the inverter 1 should be as low as 20 possible and equal to the sum of the switching angles Y and the angle of reserve eG to restore the valve strength. Dp of this input of the comparator 5 is also connected to the output of the sensor of the inverter's current 8, and the control input of the reset key 4 through the delay element 10 is connected to the output of the zero-voltage device of the inverter. As a result, signal 1 from the current sensor 8 of the inverter and the reference sawtooth voltage Uon from the integrator 7 output is compared at the input of the comparator 5 30.

Причем дл обеспечени инвариант- 35 нрсти угла р к изменению частоты вращени вентильного двигател 2 следует измен ть наклон пилообразного напр жени так, чтобы он был пропорционален текущему значению скорости. Это осуществл етс за счет стабилизации амплитуды 1/в« в замкнутом контуре регулировани , состо щем из последовательно включенных элемента 14 сравнени , ключа 15, дополнительного интегратора 16 и суммирующего усилител 17, выход которого подключен :к входу интегратора 3 и.к выводу 11 дл соединени с управл ющим входом регул тора 12 скорости вентильного двигател . Поскольку текущие значени амплитуды представл ют собой решетчатую функцию времени , процесс {Регулировани имеет импульсный характер и определ етс работой ключа 15.Moreover, in order to provide an invariant of 35 degrees of angle p to change the frequency of rotation of the valve engine 2, the inclination of the sawtooth voltage should be changed so that it is proportional to the current speed value. This is accomplished by stabilizing the amplitude 1 / in "in a closed control loop consisting of a series-connected comparison element 14, a key 15, an additional integrator 16 and a summing amplifier 17, the output of which is connected: to the input of the integrator 3 and to terminal 11 for connection with the control input of the regulator 12 of the speed of the valve engine. Since the current amplitude values are a lattice function of time, the {Regulation process has a pulsed character and is determined by the operation of the key 15.

I. I.

Таким образом, введение новых элементов , обеспечивающих стабилизацию амплитуды опорного пилообразного напр жени позвол ет упростить систему вентильного двигател посто нного тока и существенно повысить ее надежность за счет исключени датчика скорости.Thus, the introduction of new elements that ensure the stabilization of the amplitude of the reference sawtooth voltage allows us to simplify the DC valve motor system and significantly improve its reliability by eliminating the speed sensor.

Кроме того, в некоторых случа х возможным становитс уменьшение габаритов и металлоемкости двигател , а также обеспечение его работоспособности в т желых эксплуатационных услови х.In addition, in some cases it becomes possible to reduce the size and intensity of the engine, as well as to ensure its efficiency in severe operating conditions.

Claims

1 . DEVICE FOR MANAGING THE INVERTER OF THE VENTILY MOTOR, containing a series-connected integrator with a reset key, a comparator and a control pulse distributor, connected to the control inputs of the inverter, a current sensor · inverter, the output of which is connected to the input of the comparator, a zero-organ of the linear voltage of the inverter connected to the output through an element through the element time delay with the control input of the integrator reset key, the input of which is connected to the output for connection with the control input of the valve speed controller drive, characterized in that, in order to simplify and improve reliability in operation, it is equipped with a reference signal source, a chain of series-connected comparison element, inputs connected to the reference signal source and the output of the integrator, key, additional integrator and amplifier, the output of which It is connected to the input of the integrator, and the control input of the key is connected to the output of the zero-organ of the linear voltage of the inverter.

2. The device pop. ^ characterized in that, in order to improve the quality of transients, it is additionally equipped with an output for connecting the source of the speed reference signal and a corrective link with a transfer function corresponding to the transfer function of the valve motor in speed, the amplifier being made in the form of a summing amplifier, the input of which is through the corrective link is connected to the output for connecting the speed reference signal source.