SU1473043A2

SU1473043A2 - Method of controlling stabilized rectifier

Info

Publication number: SU1473043A2
Application number: SU874267023A
Authority: SU
Inventors: Владимир Витальевич Иванцов; Сергей Геннадьевич Лажинцев; Алексей Николаевич Половников; Андрей Владимирович Филатов
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени выпр мителем в источнике электропитани посто нного тока. Целью изобретени вл етс улучшение качества стабилизации выходного напр жени выпр мител в переходных режимах при коммутации нагрузки и повышение нагрузочной способности выпр мител . С этой целью с помощью усилител -ограничител 7 формируют второй регулирующий сигнал, который может измен тьс в определенном диапазоне, определ ют амплитуду опорных сигналов в блоке 11 генераторов опорных напр жений, формируют сигнал управлени путем суммировани в сумматоре 6 эталонного сигнала источника 8, сигнала с выхода интегратора 3 и сигнала с выхода усилител -ограничител 7 с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим изменение сигнала управлени не менее амплитуды опорных сигналов в блоке 11 при минимальном первом и максимальном втором регулирующих сигналах. Сигнал управлени ограничивают на уровне, не превышающем амплитуду опорных сигналов. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to control a rectifier in a DC power source. The aim of the invention is to improve the quality of stabilization of the output voltage of the rectifier in transient conditions when switching the load and increasing the load capacity of the rectifier. For this purpose, the second regulating signal, which can vary in a certain range, is formed by the limit amplifier 7, the amplitude of the reference signals in block 11 of the reference voltage generators is determined, and a control signal is generated by summing the reference signal 8 from the adder 6 the output of the integrator 3 and the signal from the output of the limiting amplifier 7 with a proportionality ratio that provides a change in the control signal of at least the amplitude of the reference signals in block 11 at the minimum first and max tory second control signals. The control signal is limited to a level not exceeding the amplitude of the reference signals. 2 Il.

Description

fjlfUS.ffjlfUS.f

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени выпр мителем в источнике электропитани посто нного тока и вл етс усовершенствова.нием изобретени по авт.св. № 1376196,The invention relates to electrical engineering and can be used to control a rectifier in a DC power source and is an improvement of the invention according to the author. No. 1376196,

Целью изобретени вл етс улучшение качества стабилизации выходного напр жени выпр мител в переходных режимах при коммутации нагрузки и повышение нагрузочной способности выпр мител .The aim of the invention is to improve the quality of stabilization of the output voltage of the rectifier in transient conditions when switching the load and increasing the load capacity of the rectifier.

На фиг.1 приведена функциональна схема.устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 и 3 - диаграммы , по сн ющие его работу.Figure 1 shows the functional diagram of the device that implements the proposed method; 2 and 3 are diagrams explaining his work.

Устройство (фиг.1) содержит источник 1 эталонного напр жени , выход которого через первый вход румматора 2 подключен к первому входу интегратора 3. Второй и третий входы интегратора 3 соединены с выходами ограничителей 4 и 5, а его выход подключен к первому входу второго сумматора 6. Выход первого сумматора 2 чере усилитель-ограничитель 7 подключен к второму входу второго сумматора 6, а его третий вход подключен к выходу второго источника 8 эталонного напр жени . Выход второго сумматора 6 через первый вход третьего ограничител 9 подключен к управл ющему входу блока 10 компараторов. Второй вход блока 10 компараторов соединен с выходом блока 11 генераторов опорного напр жени , вход которого подключен к первичному источнику питани 12. Выход блока 10 компараторов через блок 13 выходных каскадов соединен с управл ющим входом выпр мител 14, силовой вход которого подключен к первичному источнику 12 питани . Выход выпр мител 14 через силовой фильтр 15 подключен к нагрузке 16 и соединен с вторым входом первого сумматора 2.The device (Fig. 1) contains the source 1 of the reference voltage, the output of which is connected to the first input of the integrator 3 through the first input of the rummator 2. The second and third inputs of the integrator 3 are connected to the outputs of the limiters 4 and 5, and its output is connected to the first input of the second adder 6. The output of the first adder 2 through the limiting amplifier 7 is connected to the second input of the second adder 6, and its third input is connected to the output of the second source 8 of the reference voltage. The output of the second adder 6 through the first input of the third limiter 9 is connected to the control input of the 10 comparator unit. The second input of the comparator unit 10 is connected to the output of the reference voltage generator unit 11, the input of which is connected to the primary power source 12. The output of the comparator unit 10 is connected via the output stage unit 13 to the control input of the rectifier 14, the power input of which is connected to the primary source 12 nutrition The output of the rectifier 14 through the power filter 15 is connected to the load 16 and is connected to the second input of the first adder 2.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

Источник 1 формирует сигнал задани выходного напр жени выпр мител 14. Выходное напр жение, сглаженное силовым фильтром 15, вычитаетс из сигнала задани сумматора 2, и на его выходе формируетс сигнал разности , который поступает на вход интегратора 3 и усилител -ограничител 7. Интегратор 3 интегрирует сигнал разности сумматора 2, вл ющийс The source 1 generates the output reference signal of rectifier 14. The output voltage, smoothed by the power filter 15, is subtracted from the reference signal of adder 2, and a difference signal is generated at its output, which is fed to the input of the integrator 3 and the amplifier-limiter 7. Integrator 3 integrates the signal of the difference of the adder 2, which is

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

сигналом ошибки U (фиг.2), и измен ет свое выходное напр жение в зависимости от знака сигнала разности в диапазоне, определ емом ограничител ми 4 и 5. На выходе интегратора 3 формируетс первый регулирующий сигнал (Up,), который суммируетс с эталонным сигналом источника 8. Напр жение источника 8 (и,,фиг.З) формируетс равным среднему арифметическому наибольшего и наименьшего значений сигнала управлени выпр мителем 14, поступающим на первый вход блока 10 в установившихс режимах работы выпр мител 14 с минимальной и максимальной нагрузкой 16. Суммирование напр жени источника 8 с первым регулирующим сигналом интегратора 3 (Up ) осуществл етс с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим изменение сигнала управлени выпр мителем от наименьшего до наибольшего измеренных значений при полном диапазоне изменени первого регулирующего сигнала. Диапазон изменени сигнала управлени за счет, первого регулирующего сигнала (Up, WMH Jp MQKc фиг.2) оказьшаетс достаточным дл стабилизации выходного напр жени вьшр мител ( фиг.2) в установившихс режимах работы , но он менее возможного диапазона изменени сигнала управлени выпр мителем , который определ етс амплитудой опорных сигналов (Пд, фиг.2), формируемых в блоке 11. Ограничение диапазона изменени сигнала упраЕ1лени вьтр1р1мителем путем ограничени диапазона изменени напр - женш;г интегратора 3 и соответствую- цего выбора коэффициента пропорциональности между первым регулирующим сигналом (иу, ) и сигналом управлени выпр мителем (I u) позвол ет исключить перерегулирование сигнала управлени , при изменении напр жени интегратора , осуществл ющего относительно медленное регулирование сигнала управлени , и улучшить качество стабилизации выходного напр жени по сравнению с отсутствием ограничени диапазона изменени первого регулирующего сигнала,error signal U (Fig. 2), and changes its output voltage depending on the sign of the difference signal in the range defined by limiters 4 and 5. At the output of integrator 3, a first regulating signal (Up,) is generated, which is added to the reference The source signal 8. The source voltage 8 (and, FIG. 3) is formed equal to the arithmetic average of the largest and smallest values of the control signal of the rectifier 14 arriving at the first input of the block 10 in the established operating modes of the rectifier 14 with the minimum and maximum load 16. WITH The voltage source 8 is summed up with the first regulating signal of the integrator 3 (Up) with a proportionality coefficient that provides a change in the control signal of the rectifier from the smallest to the largest measured values at the full range of the first regulating signal. The range of change of the control signal due to the first regulating signal (Up, WMH Jp MQKc of Fig. 2) is sufficient to stabilize the output voltage of the voltage of the sensors (Fig. 2) in the established operating modes, but it is less than the possible range of variation of the rectifier control signal which is determined by the amplitude of the reference signals (A, Fig.2) generated in block 11. Limiting the range of variation of the control signal by the transponder by limiting the range of variation of the voltage; g of the integrator 3 and the corresponding selection This proportionality between the first regulating signal (iy,) and the rectifier control signal (I u) eliminates the overshoot of the control signal when the voltage of the integrator changing the control signal is relatively slow and improves the quality of the output voltage stabilization compared to by not limiting the range of variation of the first regulating signal,

Однако регулирование сигнала управлени выпр мителем только за счет интегрировани сигнала разности (сигнал ошибки Ujg , фиг.2) неHowever, the regulation of the control signal by the rectifier only by integrating the difference signal (the error signal Ujg, Fig. 2) is not

позвол ет осуществить быстродействующее регулирование сигнала управлени что приводит к отклонени м выходного напр жени в переходных режимах при коммутации нагрузки (1ц, фиг.2). Также ограничение диапазона изменени сигнала управлени выпр мителем менее амплитуды опорных сигналов на уровн х, обеспечивающих стабилизацию выходного напр жени в статических режимах, приводит к ограничению диапазона изменени фазы углов управлени вентил ми вьтр мител и, как следствие, к уменьщению тока КЗ в нагрузке выпр мител , что увеличивает длительность режимой КЗ, определ емых временем сгорани предохранителей в местах КЗ нагрузки.allows for high-speed control of the control signal, which leads to output voltage deviations in transient conditions during switching of the load (1c, Fig.2). Also, limiting the range of variation of the control signal of the rectifier to less than the amplitude of the reference signals at levels that ensure the stabilization of the output voltage in static modes, limits the range of phase variation of the control angles of the ground valves and, as a result, decreases the short circuit current in the load of the rectifier , which increases the duration of the short circuit mode, determined by the time of combustion of the fuses in the areas of short circuit load.

Дл устранени указанных недостат ков формируетс второй регулирующий сигнал с помощью усилител -ограничител 7, который пропорционален сигналу разности сигнала задани и сигнала отрицательной обратной : св зи (выходного напр жени ). Этот сигнал может измен тьс безынерционно и обратно пропорционально изменению выходного напр жени . Ограничени диапазона изменени второго регули- рующего сигнала сверху н снизу осуществл етс дл задани однозначного диапазона изменени сигнала управлени при изменении второго реГули-- рующего сигнала. Второй регулирующий сигнал суммируетс с вторым эталонны и первым регулирующим сигналами с помощью сумматора 6, Коэффициент пропорциональности при суммировании выбираетс таким, чтобы при минималь ном первом регулирующем сигнале (наиболее отрицательном напр жении интегратора 3 Up, ,,„„ , фиг.2) и максимальном втором регулирзгащем сигнале (наиболее положительном напр же- НИИ усилител -ограничител 7 Up2, фиг.2) выходной сигнал сумматора 6 был не менее амплитуды опорных сигналов , формируемых в блоке I1 (Ид, фиг.2). Далее выходной сигнал сумма- тора 6 проходит через ограничитель 9, который ограничивает сверху диапазон изменени сигнала управлени (11„, фиг.2) на уровне, не превьшаю щем амплитуду опорных сигналов (Uor. ft, Фиг.З).In order to eliminate these drawbacks, a second regulating signal is formed using an amplifier-limiter 7, which is proportional to the signal of the difference between the reference signal and the negative feedback signal: the coupling (output voltage). This signal can change instantly and inversely proportional to the change in output voltage. The limits of the range of variation of the second control signal from above and below are made to set a unique range of variation of the control signal when the second control signal is changed. The second regulating signal is summed with the second reference and the first regulating signal with the help of adder 6. The proportionality factor in the summation is chosen so that with the minimum first regulating signal (the most negative voltage of the integrator is 3 Up, ,, „„, Fig.2) and the maximum the second control signal (the most positive voltage of the amplifier amplifier 7 Up2, figure 2), the output signal of the adder 6 was not less than the amplitude of the reference signals generated in block I1 (Id, figure 2). Next, the output signal of the 6 is passed through the limiter 9, which limits from above the range of variation of the control signal (11 ", Fig.2) at a level that does not exceed the amplitude of the reference signals (Uor. Ft, Fig. 3).

В установившемс режиме работы за счет регулировани сигнала управлени выпр мителем в диапазоне от наименьшего до наибольшего измеренн значений поддерживаетс равгнство между сигналом задани и выходны; 1 напр жением (U, , фиг, 2). Это регулирование осуществл етс за счет изменени первого регулирующего сигнала с помощью интегратора 3. За счет астатического характера регулировани , задаваемого интегратором 3, выходной сигнал сумматора 2 в установившемс режиме равен нулю, и равен нулю, соответственно, второй регули- р тощий сигнал на выходе усилител - ограничител 7, Поэтому при медленных изменени х нагрузки 16 регулирование сигнала управлени выпр мителем осуи ествл етс согласно основно- , му изобретению. При быстрых изменени х нагрузки 16, например ее сбросах и набросах, измен етс выходное напр жение на выходе силового фильтра 15 в виде изменени падени напр жени в силовом фильтре 5 и первичном -источнике 12. При по влении отклонений в переходном режиме выходной сигнал сумматора 2 становитс отличным-от нул и по вл етс сигнал ошибки, который воздействует на вход интегратора 3 и усиливаетс усилителем 7. Выходное напр жение интегратора 3 мгновенно измеьштьс не может, а выходное напр жение усилител 7 мгновенно измен етс пропорционально сигналу сумматора 2 и приводит к быстродействующему регулированию сигнала управлени выпр мителем и к изменению выходного напр жени вьтр мител 14, компенсирующему первоначальное изменение выходного напр жени фильтра 15. За счет этого уменьша:етс отклонение выходного напр жени фильтра 15 при коммутации нагрузки по сравнению с основным изобретением. Ограничение второго регулирующего сигнала (Up , фиг.2) и выбор коэффициента пропорциональности между ним и сигналом управлени , позвол ющего полз чить сигнал управлени не менее амплитуды опорных сигналов при минимальном первом регулирующем сигнале и максимальном втором, дает возможность мгновен- ио изменить фазу импульсов управлени от максимальной до минимальной при набросе любой нагрузки из режима ее холостого хода. Это позвол ет уменьшить .провалы выходного напр жени при набросах нагрузки, превышающей номинальную, и повысить нагрузочную способность вьтр мител . При возникновении КЗ нагрузки 16 даже из режима ее холостого хода также обеспечиваетс быстродействующее регулирование сигнала управлени выпр мителем до уровн , близкого к амплитуде опорных сигналов. За счет этого обеспечиваетс включение вентилей выпр мител с минимальными углами управлени , что увеличивает ток КЗ выпр мител и сокращает врем отключени места КЗ. При этом повышаетс нагрузочна способность выпр мител . Ограничение сигнала управлени ограничителем 9 позвол ет исключить превышение сигналом управлени опорных сигналов при любом соотношении перво го и второго регулирующих сигналов, что исключает исчезновение импульсов управлени вентил ми выпр мител 14, а также способствует повьш1ению качества стабилизации выходного напр жени в переходных процессах .In steady state operation, by adjusting the control signal of the rectifier in the range from the smallest to the largest measured values, the equality between the reference signal and the output days is maintained; 1 by voltage (U,, fig 2). This regulation is carried out by changing the first regulating signal with the help of integrator 3. Due to the static character of regulation, specified by integrator 3, the output signal of the adder 2 in the steady state is equal to zero and equal to zero, respectively, the second regulating signal at the output of the amplifier - limiter 7. Therefore, at slow load changes 16, the regulation of the control signal of the rectifier is controlled according to the basic invention. With rapid changes in load 16, for example, its drops and sweeps, the output voltage at the output of power filter 15 changes as a change in voltage drop in power filter 5 and primary source 12. When deviations occur in the transient mode, the output signal of the adder 2 becomes non-zero and an error signal appears that acts on the input of the integrator 3 and is amplified by the amplifier 7. The output voltage of the integrator 3 cannot instantaneously change, and the output voltage of the amplifier 7 instantaneously changes proportion On the signal of the adder 2, it leads to a fast-acting regulation of the rectifier control signal and to a change in the output voltage of the capacitor 14, which compensates for the initial change in the output voltage of the filter 15. Due to this, the deviation of the output voltage of the filter 15 during switching of the load is reduced compared to the main invention. The limitation of the second regulating signal (Up, FIG. 2) and the choice of the proportionality coefficient between it and the control signal, which allows the control signal to creep at least the amplitude of the reference signals with the minimum first control signal and the maximum second, makes it possible to instantly change the phase of the control pulses from maximum to minimum when adding any load from its idle mode. This makes it possible to reduce the output voltage faults when the load exceeds a nominal load and to increase the load capacity of the meters. When a short-circuit load 16 occurs, even from its idle mode, the fast response of the rectifier control signal to a level close to the amplitude of the reference signals is also provided. This ensures that the rectifier valves are turned on with minimal control angles, which increases the rectifier short circuit current and shortens the shutdown time of the short circuit location. This increases the load capacity of the rectifier. Limiting the control signal of the limiter 9 eliminates the control signal from exceeding the reference signal at any ratio of the first and second control signals, which eliminates the disappearance of the control pulses of the rectifier 14, and also contributes to the stabilization of the output voltage in transients.

Таким образом, предлагаемый способ управлени позвол ет улучшить качество стабилизации выходного напр жени выпр мител в переходных режимах и повысить нагрузочную способность выпр мител .Thus, the proposed control method allows to improve the quality of the stabilization of the output voltage of the rectifier in transient conditions and increase the load capacity of the rectifier.

Claims

Invention Formula

The control method of the stabilized rectifier according to auth. No. 1376196, characterized in that, in order to improve the quality of stabilization of the output voltage of the rectifier under transient conditions when switching the load and increasing the load capacity of the secondary, a second control signal is formed that is proportional to the difference of the output voltage setting signal of the negative feedback signal , limit the range of variation of the second regulating signal from above and below at equal levels relative to a zero value close to the value of the supply voltage, determine amplitudes of the reference signals formed vtr DC converter control signal by adding the second reference signal, a first control signal and the second signal regu- lirztoschego taken of a proportionality factor ensuring zndchenie. the control signal is not less than the amplitude of the reference signals with the minimum first and maximum BTOjiOM regulating signals, and from above limits the range of variation of the control signal at a level not exceeding the amplitude of the reference signals.

Fi.Z