SU1458951A1 - Способ управлени многофазным инвертором и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ управлени  многофазным инвертором, заключающийс  в том, что переключают силовые ключи в каждой фазе т-фазного инвертора в момент изменени  знака суммы общего дл  m фаз несущего сигнала треугольной формы и соответствующего каждой из m фаз сигнала рассогласовани  заданного и действительного мгновенного фазного тока, задают первый и второй входные , сигналы, первый входной сигнал преобразуют в сигнал развертки в виде реверсивной последовательности кодов, формируют заданное мгновенное значение фазного тока, измер ют действительные мгновенные значени  фазного тока, сравнивают заданные и действительные мгновенные значени  фазных токов, при этом получают сигнал рассогласовани , задают q граничных . уровней первого входного сигнала, ее ли первый входной сигнал Меньше ниж . него граничного уровн , то частоту несущего сигнала треугольной формы устанавливают посто нной и равной допустимой частоте коммутации силовых ключей, если первый входной сигнал выще первого граничного уровн , то частоту несущего сигнала треугольной формы устанавливают синхронной и кратной частоте реверсивной последо- вательности кодов, причем кратность устанавливают обратно пропорционально номеру q достигнутого граничного уровн , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможЯостей путем автономного управлени  фазой тока, повышени  быстродействи  и точности путем независимого изменени  мгновенных зна- чений фазы, частоты и амплитуды т-фазного тока, формируют третий входной сигнал, сдвигают фазу заданного мгновенного значени  фазного тока относительно сигнала развертки на угод, пропорциональный арктангенсу отношени  второго и третьего входных сигналов, заданное мгновенное значение фазного тока формируют путем умножени  сигнала развертки на средне- квадратический сигнал, полученный из второго и третьего.входных сигналов, скачкообразно измен ют величины и смену пол рности второго и третьго входных сигналов, после чего формис $ (Л О сх CD сд

Description

руют увеличение сигнала рассогласовани  на величину, пропорциональную инерционности изменени  тока нагрузки .

2. Устройство дл  управлени  многофазным инвертором, состо щее из т.каналов управлени , каждый из которых содержит блок задержки и фррми- ровани  управл ющих импульсов, выхо- ды которого .аредназначены дл  подключени  к входам управлени  соответствующей фазы многофазного инвертора, компаратор, один вход которого соединен с выходом общего дл  всех фаз генератора несущего сигнала, первый, вход узла сравнени  соединен с выходом датчика мгновенного тока, вход датчика мгновенного тока предназначен дл  включени  в цепь нагрузки соотг ветствующей фазы, общий дл  всего устройства формирователь управл ющих напр жений содержит преобразователь напр жение - частота, выход которого соединен с в кодами реверсивного счетчика , а вход предназначен дл  подключени  к источнику перрого . входного воздействи , аналоговый вход цифро-. аналогового преобразовател  предна™ значен ДЛЯ подключени  к источнику второго входного воздействи , входы генератора несущего сигнала соединены с входом и выходом преобразовател  напр жение - частота, о т. л и ч а ю - щ е е с   тем, что, с целью расщи- рени  функциональных возможностей путём автономного управлени  фазой тока , повьшени  быстродействи  и точ , н ы - 458951

ности фазотокового управлени , форми- ;рователь управл ющих напр жений снабжен синусным и косинусным преобразовател ми кодов, трем  цифроаналоговы- ми преобразовател ми, двум  сумматорами и блоком преобразовани  числа фаз с выходами, определ емыми числом фаз многофазного инвертора, каждый канал управлени  снабжен аналоговым регул тором, причем выход реверсив- ,ного счетчика соединен с входами синусного и косинусного преобразовате лей кодовi выход синусного преобразовател  кодов соединен с цифровыми входами первого и второго цифроана- логовых преобразователей, выходы ко- торьпс соединены с первыми входами сумматоров, выход косинусного преобразовател  кодов с оединен с цифровыми входами .третьего и четвертого цифро- аналоговых преобразователей,.выходы которых соединены с вторыми входами сумматоров, выходы сумматоров соединены с входамиблока преобразовател  числа фаз, выходы которого соединены с вхо/(ами узлов сравнени , соответствующих каналов управлени j аналоговые входы второго и четвертого циф- 1роаналоговых преобразователей предназначены дл  подключени  к высходу ис- точника третьего входного воздействи  в аналоговый вход третьего циф- роаналогового преобразовател  соеди- нен с входом первого Цифроаналогово- ;го ..преобразовател , в каждом канале управлени  выхрд узла сравнени  через аналоговый регул тор соединен с вторьм входом компаратора.

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано щл  быстродействующих импульсных транаисторных и тиристорных преобразователей частоты, примен емых в электроприводах переменного тока и источниках питани .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем автономного управлени  фазой тока, повьпиение б; стродействи  и точ

ности фазоТокового управлени  путем независимого изменени  фазы, частоты и амплитуды т-фазного тока.,.

На фиг.1 представлена функциональна  схема .многофазного инвертора} на фиг.2 - временна  диаграмма формировани  скачка фазы на фиг.З- - временна  диаграмма формировани  мгновенного фазного тока

Устройство дл  осуществлени  способа (фиг.1) содержит т-фазный формирователь 1 управл ющих напр жений,

состо щий из последовательно соединенных преобразовател  2 напр жение - частота, реверсивного счетчика 3 и блока А цифроаналоговогс преобразс-

ет направление счета иипульсов раэ- вертки, поступающих на счетньш вход реверсивного адресного счетчика 3,

образуетс 

вани , который включает преобразователи 5 и 6 кодов синусный и косинусный соответственно, четьфе цифро- аналоговых преобразовател  (ЦАП) 7-10

g На выходе последнего

п-разр дна  кодова  последовательность импульсов , котора  подаетс  на вход блока 4 цифроаналогового преоб- ра-зовани  (входы преобразователей и блок 11 аналоговых сумматоров, вхо-ю 5 и 6) .

ды которого соединены с выходами ЦАП 7 Перед включением в схему управле- 10. Блок 11 содержит два входных сумма- ни  импульсным инвертором в посто и- тора 12, 13 и блок 14 преобразовани  ную пам ть преобразовател  5 по каж- числа фаз. Два входа генератора 15 дому адресу и разр ду записывают про- тактирующих сигналов (несущего сигна- 15 грамму дискретной выборки синусной ла) соединены с входом и частотньм выходом преобразовател  2 напр жение - частота, три выхода т-ф зного формиро1вател  1 управл ющих напр жений соединены через узлы сравнени  20 с входами трех аналоговых регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазного

функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых . определ етс  кратностью частоты преобразовател  2 напр жение - частота по от- нощению к требуемой синхронной частоте тока и разр дностью (например, при п 8 дискретность фазы равна Д Wc, 15/256, где Т - период тока синхронной частоты). Преобразователь 6 перед включением в схему управлени  программируют по закону косинуса с дискретной выборкой косинусной функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых равно числу интервалов аппроксимацци синусной функции дл  преобразовател  3. В результате на выходе преобразовател  5 образуютс  п-разр дные коды синусной

тока, выходы которых соединены с первыми входами компараторов 19, 20 и 21, вторые входы которых соединены 25 с вьпсодом генератора 15 тактирующих сигналов,, выходы компараторов 19, 20 и 21 соединены с входами блоков 22, 23 и 24 задержки и формировани  управл ющих импульсов, выходы которых 30 подключены к управл ющим входам многофазного инвертора 25, состо щего из m фаз 26-28, 29-31, 32-34. Кажда  из m фаз содержит два силовых ключа

функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых . определ етс  кратностью частоты преобразовател  2 напр жение - частота по от- нощению к требуемой синхронной частоте тока и разр дностью (например, при п 8 дискретность фазы равна Д Wc, 15/256, где Т - период тока синхронной частоты). Преобразователь 6 перед включением в схему управлени  программируют по закону косинуса с дискретной выборкой косинусной функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых равно числу интервалов аппроксимацци синусной функции дл  преобразовател  3. В результате на выходе преобразовател  5 образуютс  п-разр дные коды синусной

СОЙ 97. 90 тпл 09 -314функции, а на выходе преобразовате (26, 27, 29, 30, 32, 33) и один дат- 35 л  6 - коды косинусной функции

(фиг.. 2), причем выборки синуса и косинуса последовательно переключаютс  с приходом очередного импульса развертки на частотном выходе преобра- 40 зовател  2 напр жение - частота в направлении , -определ емом релейным сигналом на релейном выходе преобразовател  2.

Кодовые выборки синусно-косинусной 45 функции подают на цифровые входы ЦАП 7-10, при этом на цифровые входы первого и второго ЦАП 7 и 8 подают кодовые выборки синусной функции, а на . цифровые. входы третьего и четвертого нальна величине первого входного ана- so ЦАП 9 и 10 - кодовые выборки косинус- логового напр жени  , а на релей- ной функции, ном выходе преобразовател  2 напр жение - частота образуетс  напр жение

чик (28, .31, 34) мгновенного фазного тока. Датчики соединены с нагрузк:-. кой 35.

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом .

При задании первого и второго аналоговых входных напр жений UUP, и m-фазного формировател  1 управл ющих напр жений и при равенстве нулю третьего входного аналогового напр жени  U-ie,y О (фиг.2) на частотном выходе преобразовател  2 напр жение - частота образуютс  импульсы развертки, частота которых пропорциоТак как третье входное аналоговое напр жение (воздействие) равно нулю О то на выходе ЦАП 7-10 обра зуетс  только два из четырёх периодических напр жений, на выходе первого ЦАП 7 образуетс  дискретное периодическое напр жение где Wj , если . Uj : О, и напр жение О, если U(j3 О.

Напр жение релейного выхода преобразовател  2 напр жение - частота поступает на реверсивный вход реверсивного адресного, счетчика 3 и зада-

ет направление счета иипульсов раэ- вертки, поступающих на счетньш вход реверсивного адресного счетчика 3,

образуетс 

На выходе последнего

Перед включением в схему управле- ни  импульсным инвертором в посто и- ную пам ть преобразовател  5 по каж- дому адресу и разр ду записывают про- грамму дискретной выборки синусной

функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых . определ етс  кратностью частоты преобразовател  2 напр жение - частота по от- нощению к требуемой синхронной частоте тока и разр дностью (например, при п 8 дискретность фазы равна Д Wc, 15/256, где Т - период тока синхронной частоты). Преобразователь 6 перед включением в схему управлени  программируют по закону косинуса с дискретной выборкой косинусной функции на серединах интервалов аппроксимации , число которых равно числу интервалов аппроксимацци синусной функции дл  преобразовател  3. В результате на выходе преобразовател  5 образуютс  п-разр дные коды синусной

Кодовые выборки синусно-косинусной 45 функции подают на цифровые входы ЦАП 7-10, при этом на цифровые входы первого и второго ЦАП 7 и 8 подают кодовые выборки синусной функции, а на цифровые. входы третьего и четвертого so ЦАП 9 и 10 - кодовые выборки косинус- ной функции,

Так как третье входное аналоговое напр жение (воздействие) равно нулю О то на выходе ЦАП 7-10 образуетс  только два из четырёх периодических напр жений, на выходе первого ЦАП 7 образуетс  дискретное периодическое напр жение где Wj 5U

дискретно переключаема  фаза периодического напр жени , на выходе третьего ЦАП 9 образуетс  дискретное периодическое напр жение иц созЧ ;,, причем фаза периодических напр жений измен етс  на одну дискрету ДЧ $ с приходом очередного :k-ro импульса развертки в направлении, определ емо релейными сигналами 1, О на выхо дё преобразовател  2 напр жение - частота. Например, при релейном сигнале 1 и фаза периодических напр жений дискретно переключаетс 

по закону

Ч

.

(1)

+ , . , 1 2, ... где синхронна  фаза на i-м интервале дискретной выборки дискрета синхронной фазы; k - число импульсов развертки

одного направлени . Напр жени  на выходах второ1 о и четвертого ЦАП .8 и 10 при UVj, 0 равно нулю. Выходные напр жени  ЦАП 7 и 9 -подают на входы блока 11. На выходе первого входного сумматора 12 получают напр жение, обратное по знаку и равное по величине выходному напр жению первого ЦАП 7,

Ui

Set

-Ustx sinM s,

(2)

a на выходе второго входного сумматора 13 получают ..напр жение, равное по величине и одинаковое по знаку выходному . напр жению третьего ЦАП 9: Un,p Ui5x cosM s.. (3) Полученное двухфазное напр жение

и

Sti 4ft

подают на вход блока 14,

той f-i , дл  чего первое входное напр жение поступает на первый вход генератора 15, сравниваетс:  с напр жени ми порогового уровн  Uojjg g 1, 2, 3... - пор дковый номер поро гового уровн . При выполнении услогг- ВИЯ (7) генератор 15 тактирующих сиг налов вырабатывает несущее напр жн- ние посто нной частоты ft. Если 25 первого порогового уровн  выше Vt/yt,i генератор 15 тактирующих сигналов пе реключаетс  на управление по второму входному каналу импульсами развертки поступающими ..с выхода преобразовате л  2 напр жение - частота. С помощью компараторов, вход щих в генератор 15 тактирующих сигналов, переключаетс  коэффициент делени  частоты импульсов развертки, которые после де лени  с помощью счетчика и развертывающего преобразовани  с помощью интегратора , вход щих в генератор 15 тактирующего сигнала, преобразуютс  в двупол рное несущее напр жение тре

35

схему подключени  которого определ - угольной формы U-t , имеющее посто н- ют требуемым числом фаз импульсного инвертора.

При двухфазном инверторе (т 2) блок 14 содержит один инвертирующий усилитель, инвертирующий напр жение Uri , и двухфазное управл ющее напр жение нД выходе т-фазного формировател  1 управл ющих напр жений образуетс  непосредственно напр жени ми U-ijp, согласно выражени м (2) ; и (3).

45

60

ную частоту при выполнении услови  (7) и переменную частоту, кратную синхронной частоте выходного тока им пульсного инвертора при нарушении услови  (7).

Управл ющее напр жение каждого из выходов блока 14 поступает через узе сравнени  на задающий вход каждого из аналоговых регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазного тока, которые настраиваютс  по известным принципам компенсации большой посто нной времени в цепи инвертор-нагрузка (на-- пример инвертор - асинхронный двигатель ) , по критерию максимума быстродействи  при заданной величине перерегулировани  (например 4,3), Напр жение с выходов аналоговых регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазноПри трехфазном инверторе (т 3) блок 14 содержит два сумматора и двухфазное напр жение U-f, , Щ преобразуетс  в трехфазное управл ющее напр жениЕ Щ- , U на выходе блока 14 согласно выражени м

и

SCI

Uistrf

(4)

U-;

se

(5)

Ui

Ъс

(6)

В зависимости от настраиваемого уровн  первого входного аналогового напр жени  Ut нижнем диапазоне изменени  величины первого входного аналогового напр жени 

i Uwsl UOs, (7) генератор 15 вырабатывает двупол рное симметричное неСущее.напр жение треугольной формы UT с посто нной часто

той f-i , дл  чего первое входное напр жение поступает на первый вход генератора 15, сравниваетс:  с напр жени ми порогового уровн  Uojjg g 1, 2, 3... - пор дковый номер порогового уровн . При выполнении услогг- ВИЯ (7) генератор 15 тактирующих сигналов вырабатывает несущее напр жн- ние посто нной частоты ft. Если первого порогового уровн  выше Vt/yt,i генератор 15 тактирующих сигналов переключаетс  на управление по второму входному каналу импульсами развертки, поступающими ..с выхода преобразовате - л  2 напр жение - частота. С помощью компараторов, вход щих в генератор 15 тактирующих сигналов, переключаетс  коэффициент делени  частоты импульсов развертки, которые после де лени  с помощью счетчика и развертывающего преобразовани  с помощью интегратора , вход щих в генератор 15 тактирующего сигнала, преобразуютс  в двупол рное несущее напр жение тре

угольной формы U-t , имеющее посто н-

5

0

5

ную частоту при выполнении услови  (7) и переменную частоту, кратную синхронной частоте выходного тока импульсного инвертора при нарушении услови  (7).

Управл ющее напр жение каждого из выходов блока 14 поступает через узел сравнени  на задающий вход каждого из аналоговых регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазного тока, которые настраиваютс  по известным принципам компенсации большой посто нной времени в цепи инвертор-нагрузка (на-- пример инвертор - асинхронный двигатель ) , по критерию максимума быстродействи  при заданной величине перерегулировани  (например 4,3), Напр жение с выходов аналоговых регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазного тока поступает на первые входы компараторов 19, 20 и 21, на вторые входы которых с выхода генератора 15 тактирующих сигналов подаетс  общее дл  всех га фаз двупол рное симметричное несущее напр жение треугольной формы. Компараторы 19, 20 и 21 .срабатывают при изменении пол рности суммы входных напр жений, импульсы с выходов компараторов 19, 20 и 21 поступают на входы блоков 22, 23 и 24 задержки и формировани  управл ющих импульсов, в которых происходит разделение управл ющих импульсов на два канала, причем каждый из пары управл юпщх импульсов на двух выходах блоков 22, 23, 24 формируетс  с задержкой tg по отношению к моменту исчезновени  другого управл ющаг.о импульса. Блоки 22, 23-и 24 содержат элементы гальванической разв зки в элементы формировани  управл ющих им20 каждой фазе на выходе т-фазного формировател  управл ющих напр жений, в там числе при скачкообразном изменении управл ющих напр жений, с временем регулировани  и величиной перепульсов , в св зи с чем на 2ш управл ющих входов инвертора 25 поступают уп-25 регулировани , определ емыми настрой- равл ющие импульсы, имеющие гальвани- кой аналоговых регул торов 16, 17 и

18, например, ио модульному оптимуму (с перерегулированием 4,3), Аналоговые регул торы 16, 17 и 18 могут быть 30 вьшолнены с пропорционально-интегп .. ральным или пропорциональным законой

ческую разв зку со схемой управл ющего устройства инвертора 25, ..задержку t, между импульсами, поступающими

на два входа т-фазного импульсного инвертора, и требуемую форму импульса .

Управл ющие импульсы с двух выходов каждого из m блоков 22, 23 и 24 задержки и формировани  управл ющих импульсов подаютс  на первый и вто- рой управл ющие входы каждой из М фаз 26-28, 29-31, 32-34 инвертора 25, силовые ключи 26, 27, 29, 30, 32, 33 переключаютс  управл ющими импульса- . ми и через фазные датчики 28, 31 и 34 мгновенных фазных токов прперемен- но подключают m входов нагрузки 35 к положительной и отрицательной пол рности силового напр жени  инвертора 25 U . . .

В кайсдой фазе на выходе инвертора 25 образуетс  ток iq, i, ic с . нарастающим и спадающим участками на каждом периоде коммутации силовых транзисторных ключей, который задан общим дл  всех фаз и равен периоду несущего напр жени  с выхода генератора 15 (фиг.З). Длительность открырегулировани .

Так как третье входное напр жение Ufey равно нулю, то согласно описан- 35 ным преобразовани м первого и второго входных аналоговых напр жений и уравнени м (1)-(6) выходные токи инвертора 25 Имеют измен емую мгновенную фазу, . определ емую начальным состо нием 40 преобразователей 5 и 6 , числом импульсов развертки k в положительном направлении (при Uc/)o,0) и числом импульсов разнертки 1 в отрицательном направлении (рри 0) : S (i) + kAVs - . (8)

45

где k 1

того состо ни  силового ключа в каж- 55 крету фазы s .

О, 1, 2, 3, ...; О, 1, 2, 3 ... Фаза тока ) как следует из выражени  (8), измен етс  только с 50 приходом очередного i-ro импульса развертки по каналу первого входного воздействи  задани  частоты тока и не может изменитьс  за один шаг дискретизации больше, чем на одну дисТаким образом, при отсутствии третьего входного аналогового напр дой фазе импульсного инверсора определ ет среднее значение выходного напр жени  за период коммутации, в св зи с чем возникает пульсирующий

ток. Напр жение с выходов датчиков 28, 31 и 34 мгновенных фазных токов, пропорциональное мгновенным фазным

токам, поступает на вторые входы узлов сравнени , а напр жение на входах регул торов 16, 17 и 18 мгновенного фазного тока находитс  в противофазе к управл ющему напр жению соответствующей фазы.

В результате действи  отрицательных обратных св зей по мгновенному фазному току и аналоговый регул тот ров 16, 17 и 18 мгновенного фазного

тока происходит регулирование среднего за период коммутации напр жени , в результате чего обеспечиваетс  отслеживание мгновенного фазного тока, заданного управл ющим напр жением в

каждой фазе на выходе т-фазного формировател  управл ющих напр жений, в там числе при скачкообразном изменении управл ющих напр жений, с временем регулировани  и величиной перерегулировани , определ емыми настрой- кой аналоговых регул торов 16, 17 и

регулировани .

Так как третье входное напр жение Ufey равно нулю, то согласно описан- 5 ным преобразовани м первого и второго входных аналоговых напр жений и уравнени м (1)-(6) выходные токи инвертора 25 Имеют измен емую мгновенную фазу, . определ емую начальным состо нием 0 преобразователей 5 и 6 , числом импульсов развертки k в положительном направлении (при Uc/)o,0) и числом импульсов разнертки 1 в отрицательном направлении (рри 0) : S (i) + kAVs - . (8)

5

где k 1

О, 1, 2, 3, ...; О, 1, 2, 3 ... Фаза тока ) как следует из выражени  (8), измен етс  только с 0 приходом очередного i-ro импульса развертки по каналу первого входного воздействи  задани  частоты тока и не может изменитьс  за один шаг дискретизации больше, чем на одну дискрету фазы s .

Таким образом, при отсутствии третьего входного аналогового напр жени  фазовый сдвиг на требуемый осуществл ют только

после подачи N импульсов с выхода преобразовател  2 напр жение - частота на вход реверсивного счетчика 3 Требуемое число импульсов развертки равно.

. (9)

а интервал времени, необходимый дл  отработки .фазового сдвига, определ етс  числом импульсов развертки N и интервалами времени 4 t,- между двум  соседними импульсами развертки: ы

г

Т

« С-

At

(10) (11)

где К

пнч

- коэффициент передачи преобразовател  2 напр жение

Ua

частота;

ui

- входное напр жение преобразовател  2 напр жение - частота на i-м инте рвале времени.

Частота тока при V. 0 измен етс  пропорционально первому входному аналоговому напр жению Uojg как синхронна  частота путем изменени  интервалов времени между импульсами развертки

.. Н

, - 2fr s 256

(12)

(13)

(14)

а амплитуда тока измен етс  пропорционально второму вxoднo ry анапого-, вому напр жению

Is

Ул1г. Uis: Ц . к

(15)

при &ТОМ импульсным инвертором управл ют ПО известному принципу час- ТОТНО-ТОКОВ01Ю управлени  заданием величины и частоты тока.

При частотно-токовом управлении в предлагаемом устройстве работают лишь два из четырех ЦАП.

При подключении третьего входного аналогового напр жени  Un у на аналоговые входы второго и четвертого ЦАП 8 и 10 поступает третье входное аналоговое напр жение U-Jsy в результате чего на выходе второго ЦАП 8 образуетс  дискретное периодическое напр жение

58951 ;

UewK.g

- UM-s),

где M soj

iO

и

Ну

sin(4 so3 + kdVs (16)

синхронна  фаза в момент gподачи третьего входного

Аналогового напр жени , а на выходе четвертого ЦАП 10 образуетс  периодическое напр жение

Uewjf--(О Ui sy cos(4 so3 10 - ), (17)

Фаза выходных периодических напр жений ЦАП 8 и 10 согласно уравнени м (8), (16) и (17) соответствует фазе выходных периодических напр жений 15 ЦАП 7 и 9 и  вл етс  синхронной фаг

ЗОЙ.

На выходах сумматоров 12 и 13 образуетс  двухфазное напр жение V,

20

и,р, определ емое попарным суммиро

25

ванием выходных напр жений ЦАП согласно выражени м

Ub« U-fjx sin«/s. (18) Uise 159 sink s + U-ij cosVj. (19) Двухфазное напр жение , j преобразуетс  в трехфазное в соответствий с уравнени ми (4)-(6).

В первый момент после подключени  третьего входного аналогового напр жени  (фиг.2) возникает ска- 30 чок фазы тока благодар  скачку двухфазного напр жени  U- 5ftc U-,- -согласно (18), (19).

Приращение фазы тока определ етс  , отношением второго и третьего -g входных аналоговых напр жений как арктангенсна  функци  этого отношени ;

ч, arctg arctgi. (20)

и

UK

Lsy

Фаза тока ё скачкообразно измен етс  в момент подачи третьего вход- ного аналогового напр жени  по за- кону

fs Ч зо, , (21) причем -знак vp определ етс  знаком

отношени 

У1&х..

Ungy

При изменении , второго или третьего входного аналогового напр жени , а также при изменении одновременно второго и третьего входных аналоговых напр жений образуетс  асинхронна  частота тока: Д (-,$ , равна  Ui

Л(,,

(arctg IJ)

™г

(22)

а частота тока измен етс  как сумма синхронной частоты (Jg и асинхронной частоты Лс;з :

.,......L-.-t-l.U,.

+ &(л}

IS

(23)

Выходное напр жение блока 14 задает скачок и изменение фазы тока и ее составл ющей, соответствующей фазе , благодар  внутреннему контуру регулировани  вектора тока, который состоит из аналоговых регул торов 16-18, компараторов 19-21, блоков 22- 24 задержки и формировани  управл ющих ..импульсов и инвертора 25, состо щего из силовых ключей 26, 27, 29, 30, 32, 33 и датчиков 28, 31 и 34 мгновенного фазного тока, и нагрузки 35..

Скачок фазы тока физически означает скачок мгновенного фазного тока, в св зи с чем дл  обеспечени  точной офработки фазы тока аналоговые ре-- гул торы 16, 17 и 18 мгновенного фазного тока настраивают на стаддартную- оптимальную по быстродействию переходную характеристику в зависимости от посто нной времени инерционности нагрузки при скачке тока, например, по модульному оптимуму, в св зи с чем аналоговый регул тор мгновенного фазного тока вьтолн ет функцию; оптимизатора переходных процессов при. отработке требуемого изменени  фазы (фиг.З).

Скачок фазы тока означает скачкообразное изменение проекций вектора тока или скачкообразное изменение их g пол рности в дерартовой системе координат , вращающейс  с синхронной угловой скоростью.

Как видно из фиг.2, по первому каналу управлени  инвертором 25 задают 0 синхронное вращение системы декартовых координат, а по второму и третьему каналам управлени  задают проекции вектора тока в.этой декартовой, системе координат.

5 Переключением знака (пол рности) и изменением величины задаваемых проекций вектора тока измен ют фазовый сдвиг относительно единичного вектора у от О до 360, что следует из 0 уравнений (18), (19), (20), реализуе- мых блоками 5-13.

Изменение направлени  вращени  i единичного вектора у определ ют изменением пол рности первого входного напр жени  VdOcРазомкнув обратные св зи внутреннего контура регулировани  вектора тока, получают возможность управлени  фазой напр жени , причем устройство 0 работает на оЬнове изложенного принципа , исключа  сравнение заданных и действительных величин на входах аналоговых регул торов f6, 17 и 18.

Применение предлагаемого способа 5 управлени  многофазным инвертором и устройства дл  его осуществлени  позвол ет расширить функциональные возможности преобразовател , повысить точность и быстродействие. )1

5

J

. //«gg lt f V «/.{

%e.

Ф/г.З

Claims (2)

1. Способ управления многофазным инвертрром, заключающийся в том, что переключают силовые ключи в каждой фазе m-фазного инвертора в момент изменения знака суммы общего для m фаз несущего сигнала треугольной формы и соответствующего каждой из га фаз сигнала рассогласования заданного и действительного мгновенного фазного тока, задают первый и второй входные , сигналы, первый входной сигнал преобразуют в сигнал развертки в виде реверсивной последовательности кодов, формируют заданное мгновенное значение фазного тока, измеряют действительные мгновенные значения фазного тока, сравнивают заданные и действительные мгновенные значения фазных токов, при этом получают сигнал рассогласования, задают q граничных . уровней первого входного сигнала, ес ли первый входной сигнал Меньше ниж. него граничного уровня, то частоту несущего сигнала треугольной формы устанавливают постоянной и равной допустимой частоте коммутации силовых ключей, если первый входной сигнал выше первого граничного уровня, то частоту несущего сигнала треугольной формы устанавливают синхронной и g кратной частоте реверсивной последовательности кодов, причем кратность устанавливают обратно пропорционально номеру q достигнутого граничного уровня, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автономного -управления фазой тока, повышения ’быстродействия и точности путем независимого изменения мгновенных значений фазы, частоты и амплитуды m-фазного' тока, формируют третий входной сигнал, сдвигают фазу заданного мгновенного значения фазного тока относительно сигнала развертки на угод, пропорциональный арктангенсу отношения второго и третьего входных сигналов, заданное мгновенное значение фазного тока формируют путем умножения сигнала развертки на среднеквадратический сигнал, полученный из второго и третьего.входных сигналов, скачкообразно изменяют величины и смену полярности второго и третьго входных сигналов, после чего формиSU „„ 1458951 А1 руют увеличение сигнала рассогласования на величину, пропорциональную инерционности изменения тока нагрузки.

2. Устройство для управления многофазным инвертором, состоящей из т.каналов управления, каждый из которых содержит блок задержки и формирования управляющих импульсов, выходы которого предназначены для подключения к входам управления соответствующей фазы многофазного инвертора, компаратор, один вход которого соединен с выходом общего для всех фаз генератора несущего сигнала, первый, вход узла сравнения соединен с выходом датчика мгновенного тока, вход датчика мгновенного тока предназначен для включения в цепь нагрузки соотг ' „ ветствующей фазы, общий для всего устройства формирователь управляющих напряжений содержит преобразователь напряжение - частота, выход которого соединен с входами реверсивного счетчика, а вход предназначен для подключения к источнику первого входного воздействия, аналоговый вход цифре-, аналогового преобразователя предназначен для· подключения к источнику второго входного воздействия, входы генератора несущего сигнала соединены с входом и выходом преобразователя напряжение - частота, о т. л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путём автономного управления фазой тока⁷, повышения быстродействия и точ1458951 ности фазотокового управления, формирователь управляющих напряжений снабжен синусным и косинусным преобразователями кодов, тремя цифроаналоговыми преобразователями, двумя, сумматорами и блоком преобразования числа фаз с выходами, определяемыми числом фаз многофазного инвертора, каждый канал управления снабжен аналоговым

I регулятором, причем выход реверсии— ,^н°го счетчика соединен с входами синусного и косинусного преобразователей кодов; выход синусного преобразователя кодов соединен с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с первыми входами сумматоров, выход косинусного преобразователя кодов соединен с цифровыми входами третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей,.выходы которых соединены с вторыми входами сумматоров,' выходы сумматоров соединены с входами·блока преобразователя числа' фаз, выходы которого соединены с входами узлов сравнения, соответствующих каналов управления_? аналоговые входы второго и четвертого цифроаналоговых преобразователей предназначены для подключения к выходу источника третьего входного воздействия;, аналоговый вход третьего цифроаналогового преобразователя соеди- ней с входом первого Цифроаналогового ..преобразователя, в каждом канале •управления выхрд узла сравнения через аналоговый регулятор соединен с ‘вторым входом компаратора.