SU972996A1

SU972996A1 - Method of controlling dc-to-ac inverter with intermediate high frequency section

Info

Publication number: SU972996A1
Application number: SU802937598A
Authority: SU
Inventors: П.И. Бальчюнас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт
Priority date: 1980-06-10
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1984-11-15

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЗВЕНОМ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ, состо щим из двзгх однофазных инверторов и непосредственного преобразовател частоты, питающей цепью которого вл ютс последовательно соединенные выходы упом нутых однофазных инверторов, заключающийс в том, что формируют две высокочастотные импульсные последовательности дл управлени однофазными инверторами и низкочастотную импульсную последовательность дл управлени непосредственным преобразователем частоты, отличающийс тем , что, с целью упрощени и стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменени нагрузки, измер ют действующее значение тока нагрузки, задают значение уставки тока, сравнивают эти значени , в зависимости от отклонени действующего тока нагрузки от значени тока уставки измен ют амплитуду колебаний фазового сдвига ( между двум высокочастотными импульсными последовательност ми, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними измен ют по периодическому закону в пределах от (|) (if f- О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности. ,The method of controlling the DC-TO-AC TRANSFORMER TO THE VARIABLE WITH THE HIGH-FREQUENCY INTERMEDIATE CIRCUIT, consisting of two-phase single-phase inverters and a direct frequency converter, the supply circuit of which are consecutively connected outputs of the single-phase inverters, which are used, and they are enclosed, and they are enclosed, and they are enclosed, and they are enclosed, and they are enclosed, and they are enclosed. inverters and a low frequency pulse sequence to control the direct frequency converter, characterized in that, in order to simplify and stabilize the output current in a wide range of load variation, the effective value of the load current is measured, the current setting value is set, these values are compared, and shift (between two high-frequency pulse sequences, and their frequencies are chosen equal, and the phase shift between them is changed according to a periodic law ranging from (|) (if f - O with frequency, equal to the frequency of the low frequency pulse sequence. ,

Description

Изобретение относитс к элекчро- технике и может быть использовано {. дл безбалластного питани газоразр дных ламп высокого и низкого давле ни стабилизированным током повышенной частоты. Известен способ управлени преобразователем с промежуточным звеном высокой частоты на двух инверторах, питающих непосредственный преобразсватель частоты, который обеспечивает заданную форму выходного напр жени преобразовател путем изменени фазового сдвига близких, регулируемых по частоте импульсных последо вательностёй дл урравлени инверторами и разностной импульсной последо вательности дл управлени непосредственным преобразователем частоты Щ Недостатком данножо способа вл етс ТО, что он не может обеспечить стабилизацию выходного тока в широком диапазоне изменени нагрузки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ управлени преобразователем посто нного тока в переменный с промежуточным звеном высокой частоты согласно которому формируют две близкие по частоте импульсные высоко частотные последовательности дл управлени двум однофазными инверторами и разностную импульсную последовательность дл управлени непосредственным преобразователем . частоты, питающей цепью которого вл ютс последовательно соединенные выходы упом нутых однофазных инверторов, измен ют разность частот импульсных высокочастотных последовательностей , сдвиг фаз между ними измен ют на противоположный в точках максимума заданной кривой выходного напр жени преобразовател , а при регулировании выходной частоты независимо от величины выходного напр жени упом нутый сдвиг фаз между двум импульсными последовател ност ми поддерживают посто нным 2 Недостатком данного способа вл етс то, что регулирование вь1ходе1ог напр жени сопр жено с искажением формы кривой, дл улучшени которой осуществл ют частотную модул цию высокочастотных импульсных последова тельностей удвоенно выходной часто той преобразовател . Это усложн ет алгоритм управлени преобразователем и реализацию способа. Кроме того, из-за отсутстви регулировани выходного напр жени в зависимости от отклонени действующего значени тока нагрузки от заданной величины способ не может обеспечить стабили- , зацию выходного тока в широком диапазоне изменени нагрузки и колебаний напр жени ,сети, питающей преобразователь . / Целью изобретени вл етс упрощение и стабилизаци выходного тока в широком диапазоне изменени нагрузки. Поставленна цель достигаетс тем, что измер ют действующее значение тока нагрузки, задают значение установки тока, сравнивают эти значени . В зависимости от отклонени действующего тока нагрузки от значени тока уставки измен ют амплитуду колебаний фазового сдвига (f между двум высокочастотными импульсными последовательност ми, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними измен ют по периодическому закону в пределах от Ц) (Г о (f О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности. При таком способе управлени высокочастотные синусоидальные напр жени с равными амплитудами суммируютс UUl ,ntu, ,Принима , что частоты о, 0)2 } а разность фаз (((ЮоЬ)),-Ct jtlOot) при Ct, 0, tf(,(Uplt) периодически измен ют по заданному закону с частотой 6)о , равной частоте низкочастотной импульсной последовательности , получим выражение суммарного напр жени инверторов г . UlUotn Ц l. «iYllCOt 2j UW-JU COb5 Анализ полученного уравнени показывает , что высокочастотное выходное напр жение инверторов модулировано по определенному закону в зависимости от закона модул ции фазы VCUot) Дл стабилизации выходного тока в широких пределах изменени нагрузки (от режима короткого замыкани The invention relates to electrical engineering and can be used. for ballast free feeding of high and low pressure gas discharge lamps with a stabilized current of increased frequency. A known method of controlling a converter with a high-frequency intermediate link on two inverters supplies a direct frequency converter that provides a predetermined shape of the output voltage of the converter by changing the phase shift of nearby frequency controlled pulse sequences for equalizing an inverter and a differential pulse sequence to control the direct converter Frequencies Sch The disadvantage of this method is that it cannot provide a stable output current over a wide range of load variations. The closest to the invention in its technical nature is a method of controlling a DC / AC converter with an intermediate high-frequency link, according to which two close-in-frequency pulse high frequency sequences are formed for controlling two single-phase inverters and a differential pulse sequence for controlling a direct converter. Frequencies whose power supply is series-connected outputs of the above-mentioned single-phase inverters change the frequency difference between the pulsed high-frequency sequences, change the phase shift between them to the opposite in the maximum points of the specified output voltage curve of the converter, and when adjusting the output frequency the voltage mentioned phase shift between two pulse sequences is kept constant 2 The disadvantage of this method is that vanie v1hode1og voltage coextensive with the distortion of the curve for which is performed to improve the frequency modulation of the high-frequency pulse sequences frequently doubling the output of the transducer. This complicates the converter control algorithm and method implementation. In addition, due to the lack of regulation of the output voltage depending on the deviation of the effective load current from a given value, the method cannot ensure the stabilization of the output current in a wide range of load variation and voltage fluctuations in the network supplying the converter. The aim of the invention is to simplify and stabilize the output current in a wide range of load variation. This goal is achieved by measuring the effective value of the load current, setting the current setting value, comparing these values. Depending on the deviation of the effective load current from the value of the setpoint current, the amplitude of the phase shift oscillations (f between two high-frequency pulse sequences, their frequencies are chosen equal, and the phase shift between them is changed according to a periodic law in the range of C) (G o (f O with a frequency equal to the frequency of the low-frequency pulse sequence. With this control method, high-frequency sinusoidal voltages with equal amplitudes are summed by UUl, ntu,, and the frequencies are taken as 0) 2} a the difference phases (((YoB)), - Ct jtlOot) with Ct, 0, tf (, (Uplt) periodically change according to a given law with a frequency of 6) o, equal to the frequency of the low-frequency pulse sequence, we obtain the expression for the total voltage of the inverters in UlUotn Q l. IYllCOt 2j UW-JU COb5 Analysis of the obtained equation shows that the high-frequency output voltage of the inverters is modulated according to a certain law depending on the phase modulation law of the VCUot) To stabilize the output current over a wide range of load variation (from the short circuit mode

до. номинального или колебани напр жени питающей сети необходимо регулировать в пределах от нулевого до максимального значени выходное напр жение преобразовател . before. nominal or mains voltage fluctuations need to be adjusted from zero to maximum value of the output voltage of the converter.

Это достигаетс при любом гармоническом ГЗ законе модул ции СИоЧ l)() регулированием амплитуды { путем изменени величины сдвига фаз высокочастотных импульсных последовательностей в пределах от if eii до (j 0.This is achieved with any harmonic GZ SIOCH modulation law l) () by adjusting the amplitude {by changing the phase shift of the high-frequency pulse sequences in the range from if eii to (j 0.

На фиг. 1 а,S , Ь показаны временные диаграммы высокочастотных импульсных последовательностей и векторные диаграммы напр жений инверторов; на фиг. 1 2 - временна диаграмма низкочастотной импульсной последовательности; на фиг. 1, диаграммы мгновенных значений модулированного напр жени инверторов и выходного напр жени непосредственного преобразовател частоты; на фиг. 2 - схема силовой части и устройства дл управлени npeodlpaзователем , реализующим способ.FIG. 1 a, S, b shows time diagrams of high-frequency pulse sequences and vector diagrams of inverter voltages; in fig. 1 2 - timing diagram of the low-frequency pulse sequence; in fig. 1, the instantaneous values of the modulated voltage of the inverters and the output voltage of the direct frequency converter; in fig. 2 is a diagram of a power section and device for controlling an actuator implementing the method.

Диаграммы на фиг. I, а соответствуют моменту времени, когда((tJot) .На фиг. 1, д.е, это соответствует мгновенному значению напр жени в точке ж. .The diagrams in FIG. I, and correspond to the point in time when ((tJot). In Fig. 1, e, this corresponds to the instantaneous value of the voltage at the point g.

Диаграммы на фиг. I, б соответствуют моменту времени, когдаThe diagrams in FIG. I, b correspond to the point in time when

- -

(j;( . В диаграммах на фиг. J(j; (. In the diagrams in Fig. J

tf е это соответствует мгновенному tf e it corresponds to instant

значению напр жени в точке J voltage value at j

Диаграммы на фиг. 1, Б соответствуют моменту времени, когда /X , - . The diagrams in FIG. 1, B correspond to the point in time when / X, -.

((Wo) В диаграммах на фиг. , л е это соответствует мгновенному значению напр жени в точке и .((Wo) In the diagrams in fig., F e this corresponds to the instantaneous value of the voltage at the point and.

На фиг. I 5, е пунктиром показаны диаграммы мгновенных значений, когда VCWo) О, в этом случае мгновенное значение выходного напр жени непосредственного преобразовател максимально.FIG. I 5, e dashed line shows diagrams of instantaneous values, when VCWo) O, in this case the instantaneous value of the output voltage of the direct converter is maximum.

Силова часть содержит общий источник 1 посто нного тока дл питани высокочастотных однофазных инверторов 2 и 3, выходы которых подключены к непосредственному преобразователю 4 частоты. I Устройство дл упраьлени преобразователем содержит высокочастотныйThe power part contains a common source of direct current 1 for supplying high-frequency single-phase inverters 2 and 3, the outputs of which are connected to the direct frequency converter 4. The device for controlling the converter contains high-frequency

генератор 5, подключенный через триггеры 6 и 7 к формировател м 8,9, низкочастотный генератор 10, подключенный через триггер I1 к формирователю 12, датчик 13 тока, подключенный к блоку сравнени 14, балансный усилитель 15, усилитель 16, подключенный к выходу генератор 10. Выходные импульсы генератора 5 с помощью триггеров 6 и 7 и формирователей импульсов 8 и 9 управл ют тиристорами высокочастотных инверторов 2 и 3.generator 5, connected via triggers 6 and 7 to driver 8.9, low-frequency generator 10 connected through trigger I1 to driver 12, current sensor 13 connected to comparison unit 14, balanced amplifier 15, amplifier 16 connected to output 10 of generator The output pulses of the generator 5 using the triggers 6 and 7 and the pulse shapers 8 and 9 control the thyristors of the high-frequency inverters 2 and 3.

Выходные иьшульсы генератора 10 с помощью триггера 11 и формировател 12 импульсов управл ют тиристорами непосредственного преобразовател 4 частоты.The output pulses of the generator 10 with the help of a trigger 11 and a driver 12 pulses control the thyristors of the direct frequency converter 4.

Сигнал датчика I3 тока сравниваетс с заданным сигналом уставки тока в блоке 14 сравнени , разностный сигнал которого подаетс на балансный усилитель 15, управл ющий коэффициентом усилени усилител 16, на вход которого поступает сигнал низкочастотного генератора 10. На выходе усилител 16 формируетс сигнал, определ ющий Jзакон изменеии и амплитуду фазы(до-1) , который управл ет триггером 7. Величина амплитуды ( колебани фазы(|} (UQi) зависит от изменени сопротивлени нагрузки или напр жени питающей сети: при увеличении сопротивлени нагрузки(или снижении напр жени сети) ( увеличиваетс , при уменьшении сопротивлени нагрузки(или повьшении напр жени сети) Q уменьщаетс . Это приводит к соответствующему изменению уровн выходного напр жени и стабилизации тока нагрузки .-The current sensor I3 is compared with a predetermined current setpoint in comparison unit 14, the difference signal of which is fed to a balanced amplifier 15 that controls the gain of amplifier 16, to the input of which low-frequency generator signal 10. At the output of amplifier 16, a signal is generated that determines J law the change and amplitude of the phase (up to-1), which controls trigger 7. The magnitude of the amplitude (phase fluctuations (|} (UQi) depends on the change in load resistance or the supply voltage: when the load resistance increases) (Or decrease of the mains voltage) (increases with decreasing load resistance (or voltage network povshenii) Q umenschaets. This leads to a corresponding change in level of the output voltage and load current stabilization .-

Использование данного способа по сравнению с существуюпрт обеспечивает следующие преимущества:The use of this method in comparison with the existing one provides the following advantages:

а)возможность стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменени нагрузки;a) the ability to stabilize the output current in a wide range of load variation;

б)возможность формировани выходного тока по любому заданному закону;b) the possibility of forming the output current according to any given law;

в)регулирование выходного напр жени в широких пределах с минимальньми искажени ми формы без дополии-гс тельного компенсировани искажени , что упрощает реализацию способа.c) regulating the output voltage over a wide range with minimal shape distortion without additionally compensating for the distortion, which simplifies the implementation of the method.

L t . I t t I I I I I I I I I I . I I I I i , I 1-1 I г n I I 1 I I I J I I I И I I , I I 1 , I V. L t. I t I I I I I I I I I I. I I I I I, I 1-1 I g n I I I I I I I I I I I I I, I I 1 I V.

(Ot I I I t I it I I rl I 1 I } I 5 1 I I I I I M t i I i t I I I I LJ I I L i j 1 r I I I I II I t I t I I I t I t I И I 1 I I I I I I I II I t 1 I { I г U I I I till(I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I TI M T M O I I I I I I I I I I I T TI!

tiB.2tiB.2

Claims

METHOD FOR CONTROLLING A DC CONVERTER TO A VARIABLE WITH INTERMEDIATE HIGH FREQUENCY CONTROL, consisting of two single-phase inverters and a direct frequency converter, the supply circuit of which are the series-connected outputs of the aforementioned single-phase inverters, consisting in that the high-frequency controllers form low-frequency pulse sequence for controlling a direct frequency converter, I distinguish • in order to simplify and stabilize the output current over a wide range of load changes, measure the actual value of the load current, set the current setpoint value, compare these values, depending on the deviation of the load current from the set current value, change the amplitude of the phase shift oscillations ψ between two high-frequency pulse sequences, and their frequencies are chosen equal, and the phase shift between them is changed according to the periodic law in the range from (j) to ψ £ 0 with a frequency equal to the frequencies e low frequency pulse sequence.

1 972996 2