SU886186A1 - Способ управлени преобразователем с широтно-импульсной модул цией - Google Patents

Description

(5.4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

С широтно-им ПУЛЬС НОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано цл  yn-i равлени  преобразователем с заданной формой кривой выходного параметра (напр жени  или тока).

Известен способ управ/кни  преобра- , зователем с широтно-ймпульсной модул цией с запрограммированной заранее последовательностью переключений, где моменты переключений устанавливают так, чтобы обеспечить отсутствие в выходном напр жении коммутатора максимально возможного числа высших гармоний tl} .

Однако такой способ неприменим при нелинейной загрузке, например, когда при синус СИ ца льном напр жении потребл етс  несинусридальный ток.

Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату  вл етс  способ управлени  преобразователем с широтно-ймпульсной моцул цией, содержащий коммутатор и фильтр, состо щий в том, что подают две Последовательности импульсов управлени 

Коммутатора, первую - в фиксированные моменты времени, включающую коммутатор, а вторую - в моменты равенства измерен- выходного параметра и сигнала задани , включающую коммутатор. Пол рности ШИМ-импульсов определ ютс  пол рностью сигнала задани  2 .

Этот способ обеспечивает недостато но широкие функциональные возможности , так как при использовании фильтра

10 высокого пор дка (больше em ницJJ) ухудшаютс  устойчивость преобразовател  и форма кривой выходной координаты (параметры ), что особенно резко про вл етс  при работе на нелинейную нагрузку,

15

. Цель изобретени  - расширение ф5гнкциональных возможностей работы преобразот .вател  за счет повышени  его-устой 1ивости и улучшение формы выходного параметра (тока, напр жени ).

20

Claims (2)

1. Поставленна  цель дс)стигаетс  тем, что дополнительно измер ют переменные состо ни  фильтра,- в результате всех измерений вычисл ют прогнозируемое значение выходного параметра на некоторый интервал времени вперед, меньший периода несущей частоты, одновременно вычисл ют значение сигнала задани  на такое же врем  вперед и в момент равенства вычисленных величин .вырабатывают импульс второй последовательности, при этом непосредственно перед каждым импульсом первой последовательности по измеренным величинам, указанным выше, вычисл ют на посто нный интервал времени вперед два прогнозируемых значени  выходного параметра, соответствуююших положительной и отрицательной пол рности импульса выходного напр жени  коммутатора, сравнивают их с соответствующей заданной величиной и выбирают пол рность, соответствующую меньшему по модулю рассогласованию. На 4иг. I представлены диафрагмы, по5ЮН5ПС1Щие сущность способа управдани  на фиг. .2 - структурна  схема системы управлени , реализующей способ. На фиг. I изображены аве последовательности импульсов управлени  - диаграмма 1; кривые 2 и 3 условного проггоза рассогласовани  (УПР); кривые 4 и 5 выходного напр жени  при правильном и преждевременном занулвнии коммутатора соответственно, и крива  6 напр жени  задани . Г Структурна  схема системы управлени {фиг. 2) содержит релаксациодаый генератор 7, выходь. 8 ц 9 которого подключены ко входам функционального преобразовател  1О, распределительное устройство 11, блок 12 умножени , блок 13 задани , блок 14 датчиков, нуль-орган 15, блок 16 выбора знака. Рассмотрим реализацию способа управлени  преобразоватедам, состо5эвдим из входного источника ЭДС, коммутатора, Ъднрзвённого Г-образного LC-фильтра и нагрузки, и обеспечивающим за счет широтно-импульсной модул ции (осуществл емой коммутатором) и последующей филь рации (осуществл емой фильтром) под чение синусоидалгэной формы найр жени  на- грузки. Дл  регулировани  используют дв последовательности импульсов управлени  переключающие коммутатор. В первой из них моменты переключений неуправл емы (равносто щие моменты О, Н, 2Н..., где Н - период несущей частоты), и определ$потс  независимым, задающим генератором . В эти моменты времени коммутатор устанавливают в активное состо5Шие, ког да к нагрузке приложено напр жение вхоо ного источника со знаком плюс или ми- нус. Вторую последовательность образуют моменты tj занулени ,. при которых коммутатор устанавливают в состо ние, когда.его выходное напр жение тождественно равно нулю. Моменты занулени   вл ютс  управл емыми. В предлагаемом способе эти момен ты определ ют следующим образом. По измеренным значени м переменных состо ний фильтра, нагрузки, производной тока нагрузки, по известным значени м Н а гф жени  задани  его производной непрерьюно вычисл ют прогнозируемое значение рассогласовани  выходного напр жени  на некоторое врем  вперед . Прогноз вычисл ют в предположении , что напр женке коммутатора занул етс  в текущий момент времени -t (отсчет ведут от моментов первой последовательности переключений), и в этом смысле она  вл етс  условием (условный прогноз рассогласовани  - УПР). Крива  УПР имеет почти пилообразный вид (крива  .2, на фиг. 1), располагающийс  на обеих сторонах временной осн. Такой вид кривой УПР обусловлен тем, что, во-первых, все переменные по которым вычисл ют УПР в течение цикла, измен ютс  в небольших пределах (обуславливают линейность) и, во-вторых, параметры схемы выбирают так, чтобы иметь по крайней мере одно совпадение отслеживаемого напр жени  к задани  в /каждом цикле (обуславливает переход нуль). Из ф г. 1 видно, что если занулить коммутатор в начале периода, то УПР будет велик, В дал|.нейшем он снижаетс , а затем (если занулить слишком поздно) помен ет знак. В следзтощем периоде характер изменени  фактического рассогласовани  тот же (крива  3). Коммутатор занул ют в моменты перехода этой функции через нуль. В струК1урной схеме ретксационный генерато{э вырабатывает на выходе 8 импульсы в моменты О, И, 2Н,..., и на выходе 9 - пилообразное напр жение, пропорциональное текущему времени . Функ циональнь1й преобразователь 10 формирует УПР функциисоз WP& и р9,. где 9 интервал прогнозировани , -yp-jjg - резонансна  частота )а. Блок 12 умножени , состо щий из умножителей и сумматоров , формирует из значений переменных состо ни  (ТОКИ инцуктивностей, напр жени  емкостей, поду чаемые из силовой схемы блоком 14 датчиков), переходных фут1Кций фильтра напр жени  зацани  и его 5 производной (выдаваемой блоком 13 зада ни ) УПР. Нуль-орган 15 вырабатывает импульсы в момент перехода кривой УПР через нуль. Распределительное устройство 11 формирует сигналы управлени  вентил ми комму Тагора.Кроме опрецежни  момента занудани  система управлени  вычисл ет требуемый знак очередного импульса коммутатора . Дл  этого в блоке 16 выбора знака перед очередным тактовым моментом сравнивают два УПР на период несущего сигнала вперед,вычисл емые в предположении, что очередной импульс имеет знак полюс или минус соответстве но. Применение предлагаемого способа управлени  позвол ет расширить функциональные возможности преобразовател , а именно улучшить форму кривой выхоаной координаты и повысить устойчивость при работе преобразовател  как на линей нук, так и на нелинейную нагрузку. Улуч шением формы кривой вькодной координа ты можно получи1ъ заданный коэффициент нелинейных искажений при относительно меньших параметрах фильтра, что снижает массогабаритные показатели и стоимость фильтра. Повышение устойчивости работы преобразовател  независимо от вида и характера нагрузки делает его универсальным, позвол ет снизить затраты на управление и примен ть такие преобразователи дл  питани  болэе ответственных потребителей. Формула изобретени  Способ у1фавлени  преобразоватешм с широтно-импульсной мo lyл циeй, содерн 86- 6 жащим коммутатор и фильтр, состо щий в том, что подают две последовательности импульсов управдани  на коммутатор, первую из которых осуществл ют в фиксированные моменты времени, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, дополнительно измер ют переменные состо ни  фи/ьтра, в результате всех измерений вычисл ют прогнозируемое значение выходгного параметра на некоторый интервал времени вперед, меньший периода несущей частоты, одновременно вычисл ют значение сигнала задани  на такое же врем  вперед и в момент равенства вычисленных величин вырабатьюают импульс второй п« следовательности , при этом непосредственно перед каждым импульсом первой последовательности по измеренным величинам, указанным выше, вычисл ют на посто нный интервал времени вперед два прогнозирую емых значени  выходного параметра, роответствуюших положительной и отрицательной пол рности импульса выхо/шого напр жен ни  коммутатора, сравнивают их с соответствующей заданной величиной и выб рают пол рность, соответствук дую меш шему по модулю рассогласованию. Источники информации, 11рин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии Mi 31О2Э5, КЛ. Н 02 М 7/52, 1973.
2. 2. Зиновьев Г. С. и Попов В. И. Анализ одного из способов управлени  инвертором напр жени . - Устройства преобразователей техники. Вып. 4, Киев, 197О, с.- 113-125.