Устройство для управления выпрямительно-инверторным преобразователем

Устройство для управления выпрямительно-инверторным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для управления инверторным преобразователем на электроподвижном составе однофазно-постоянного тока. Цель изобретения - повышение устойчивости работы инвертора. Устройство содерж}1т трансформатор напряжения 17, соединенный с блоком 18 фиксации напряжения и через нуль-орган 19 с блоком задержки 20 и запоминающим устройством 21, а также блок коррекции 22. Устройство осуществляет слежение за текущим значением напряжения. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l) 4 Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4188580/24-07 (22) 29.01.87 (46) 07,07.88. Бюл. 9 25 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А,Н.Савоськин, В.Е.Коваль и В.Г.Зверев (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 546083, кл. H 02 P 13/16, 1977.

Авторское свидетельство. СССР

Ф 266036, кл. Н 02 M 7/515, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

„„SU„„1408511 А 1 (57) Изобретение относится к электро4

1 технике и может быть использовано для управления инверторным преобразователем на электроподвижном составе однофазно-постоянного тока. Цель изобретения — повышение устойчивости работы инвертора. Устройство содержит трансформатор напряжения 17, соединенный с блоком 18 фиксации напряжения и через нуль-орган 19 с блоком задержки 20 и запоминающим устройством 21, а также блок коррекции

22. Устройство осуществляет слежение за текущим значением напряжения. 5 ил.!

408511!

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано для управления

1 выпрямительно-инверторным преобра5 зователем в инверторном режиме, преимущественно на электроподвижном составе однофазно-постоянного тока с рекуперативным торможением.

Цель изобретения — повышение энер-10

,гетических показателей и устойчивос-! ти инвертора при значительных искажениях формы питающей сети.

На фиг.! представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — схемы блоков !5 воздействия по напряжению (а) и воз|цействия по току (б), на фиг.3

,блок задержки; на фиг.4 — блок фик сации напряжения, запоминающее устойство и блок коррекции, а также 20 иаграммы напряжений на этих элементах, на фиг.5 — блоки регулятора угла погасания.

Устройство для управления выпрямительно-инверторным преобразователем

Содержит выпрямительно-инверторный преобразователь 1, который связан через силовой трансформатор 2 с пита ощей сетью 3, измерительный трансформатор 4, подключенный к питающей ЗО сети 3 и блоку 5 воздействия по на-! ряжени|о, блок 6 воздействия по току, Соединенный через трансформатор 7

Постоянного тока с выпрямительно-ин ерторным преобразователем 1, трансформатор 8 схемных блоков, соединен-! ь и с измерительным органом 9 регулятора 10 угла погасания, сумматор

11, входы которого соединены с блоками 5 и 6 и блоком 12 ручного зада- 40 йия уставки, элемент 13 сравнения, сравнивающий текущее и заданное значения угла запаса, соединенный выхо ом через блоки 14 и 15, вырабатывающие управляющее воздействие, про- 45

Порциональное отклонению угла запаса от уставки и интегралу от отклонения, с. формирователем 16 импульсов.

Кроме того, устройство содержит транс форматор 17 напряжения, соединенный

50 с блоком 18 фиксации напряжения и через нуль-орган 19 с блоком 20 задержки и запоминающим устройством 21, а также блок 22 коррекции, выход которого соединен с входом сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

На сумматор 11 подаются сигналы от блока 12 ручного задания уставки, от блоков 5 и 6 воздействия по среднему напряжению и среднему току и от блока 22 коррекции. Блок 12 ручного задания уставки реализуется.на базе потенциометра и формирует сигнал усаl тавки угла запаса о, обеспечивающий устойчивую работу инвертора в квазиустановившихся режимах. Блок 5 вырабатывает сигнал, пропорциональный производной напряжения сети U< в случае уменьшения питающего напряжения. Блок 6 при увеличении тока нагрузки IN формирует на выходе сигнал, пропорциональный производной этого тока. Блок 22 коррекции вырабатывает корректирующий сигнал, пропорциональный уменьшению коммутационного напряжения U к. Такая работа блоков 5, 6 и 22 объясняется тем, что как при уменьшении напряжения сети и коммутирующего напряжения, так и при увеличении тока нагрузки, увеличивается время коммутации тока и тем самым уменьшается угол запаса инвертора.

При резком изменении указанных параметров это может привести к опрокидйванию инвертора. Для предотвращения срывов при переходных процессах на выходе сумматора 11 формируется сигнал

I = d +К /(- — - /+К /{ — -) / +! dUc с1 н

Г 1 1 dt 1 dt

dUx

+к /(- — — ) 3 dt где К„, К, K> — коэффициенты пропорциональности.

Суммарный сигнал с с выхода сумматора !1 подается на элемент 13 сравнения регулятора 10 угла погасания, на второй вход которого поступает сигнал с текущим значением угла запаса с T-, который формируется измерительным органом 9 по окончании коммутационного провала в кривой переменного тока трансформатора. Измерительный орган 9 формирует сигнал U> длительностью от момента окончания коммутации до момента перехода кривой питающего напряжения U через нуль„ На выходе элемента 13 сравнения формируется сигнал рассогласования /, подаваемый на блоки 14 и

15, которые вырабатывают управляющие сигналы, пропорциональные отклонению угла запаса и его интегральному значению. На вход формирователя 16 подается больший из сигналов блоков 14

1 и 15 U<+ и U +, на его выходе формируются управляющие импульсы, поступающие на управляющие входы тиристоров выпрямительно-инверторного преобразователя. Формирователь 16 реализует

"вертикальный" способ формирования импульсов. В установившемся режиме на регулятор 10 углов погасания поср! тупает сигнал, равный с "> = с, т.е. сигнал с блока 12 ручного задания установки.

Для формирования сигнала, пропорционального изменению коммутирующего напряжения, сигнал с выхода трансформатора 17 напряжения (фиг,3) подается на вход блока 19. Одновременно на другой вход блока 19 подается стробирующий импульс с фазой dc pog 130 эл.град, от блока 20 задержки, синхронизированного с сетью сигналом от нуль-органа 19. Величина углас выбрана из расчета, что в условиях эксплуатации угол запаса составляет

20-25 эл.град., а угол коммутации в номинальном режиме 15-20 эл.град.

Запас в 5 эл.град. позволяет корректировать фазу c(импульсов отпираf5

HHR тиристоров инвертора в сторону уменьшения. На выходе блока 19 в момент прихода импульс a роя формируется сигнал, пропорциональный напряжению питающей сети, Этот сигнал сопоставляется в суммирующем элементе с сигналом, пропорциональным значению питающего напряжения в предыдущем полупериоде, зафиксированном в запоминающем устройстве 21. В случае уменьшения величины питающего напряжения производится коррекция угла отпирания тиристоров инвертора a(p

Таким образом, контроль за текущим значением напряжения осуществляется до момента, практически предшествующего процессу коммутации в инверторе.

Конкретная реализация данного устройства возможна цифровым способом на микросхемах средней степени интеграции серии. Весь обмен информацией о величине напряжения в предкоммутационной зоне проиСходит в цифровом виде, поэтому блок 18 снабжен аналого-цифровым преобразователем (АЦП)

23, а блок коррекции 22 -- цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) 24.

На вход АЦП 23 поступает сигнал, пропорциональный текущему значению напряжения питающей сети от трансформа408511 тора 17 напряжения. AUD 23 формирует на своем выходе код К„, который поступает на вход триггерного регистра

25. В момент t прихода стробирующего импульса от блока 20 задержки код

К переписывается на выходе триггерного регистра 25, откуда поступает на вход суммирующего элемента 26 и на вход запоминающего устройства 21, выполненного в виде триггерного регистра.

В суммирующем элементе 26 в интервале tz-t > сравниваются код К д и д„ код К, хранящийся на выходе запомийающего напряжения в предыдущем полупериоде (фиг.2б). На выходе суммирующего элемента 26 формируется код 4К, пропорциональный разности

2р напряжений в предкоммутационной зоне в текущем и предыдущем полупериодах, Код Л К преобразуется с помощью ЦАП

24 в аналоговый сигнал, который посту пает на сумматор 11 и корректирует фазу импульсов отпирания вентилей инвертора. Смена информации на выходе запоминающего устройства 21 осуществляется в момент t, и t > и т.п., т.е в момент прихода синхроимпульсов U g с от нуль-органа 19. Период квантования АЦП 23 и ЦАП 24 равен приблизительно 0,7 эл.град., что обеспечивает достаточное качество регулирования.

Блок 5 (фиг.2а) может состоять из выпрямителя, низкочастотного LC-ôèëüтра Ф, дифференцирующей цепочки 1/

Эффективность устройства обеспечивается за счет роста удельного объема рекуперируемой энергии. Увеличе45 ние сэкономленной энергии может быть получено за счет уменьшения угла запаса инвертора и снижения количества срывов режима рекуперации.

Применение предлагаемого устройства повышает энергетические показатели и устойчивости режима рекуперативного торможения при наличии колебаний питающего напряжения.

Формула изобретения

Устройство для управления выпрямительно-инверторным преобразователем, содержащее измерительный трансl 4085

75 форматор, предназначенный для подключения вхоцом к питающей сети, а выходом " к входам блока воздействия по напряжению, измерительного органа регулятора угла погасания и формирователя импульсов, трансформатор переменного тока, подключенный входом к ьторичной обмотке силового трансформатора, который первичной обмот- 10 кой предназначен для соединения с питающей сетью, причем выход трансформатора переменного тока соединен с вторым входом измерительного органа регулятора угла погасания, блок 15 воздействия по току, предназначенный для соединения входом через трансформатор постоянного тока с выходом тиристорного преобразователя, который получает питание от силового трансформатора, блок ручного задания уставки угла опережения, соединенный с одним из входов сумматора, к другим входам которого подключены выходы блока воздействия по напряжению и блока возцействия по току, а выход соединен с первым входом элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход измерительного органа, причем вйход элемента сравнения

Il 6 подключен через пропорциональный и интегральный блоки формирования управляющих воздействий в функции от отклонения угла погасания к второму входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом тиристор— ного преобразователя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения устойчивости работы выпрямительно-инверторного преобразователя,оно снабжено трансформатором напряжения, блоком фиксации напряжения нуль-органом, блоком задержки, запоминающим устройством и блоком коррекции, причем трансформатор напряжения, предназначенный для подключения входом к питающей сети, соединен выходом с одним из входов блока фиксации напряжения„ а через нуль-орган — с блоком задержки и одним из входов запоминающего устройства,, причем второй вход блока фиксации напряжения соединен с выходом блока задержки, а выход — с вторым входом запоминающего устройства и первым входом блока коррекции, втооой вход которого подключен к выходу запоминающего устройства, а выход - к входу сумматора.

1408511

ФиаЗ

Ком

ß1

Кап

20 Ю

1408511

Составитель В.Бунаков

Редактор Н. Тупица Техред А. Кравчук Корректор М.Демчнк

Заказ 3359/55

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 с

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4