Устройство для регулирования выходного напряжения тиристорного преобразователя частоты

Устройство для регулирования выходного напряжения тиристорного преобразователя частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик (si)s H 02 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

if (21) 4448179/07 (22) 28.06.88 (46) 23.10,91. Бюл. N 39 (75) В. Ф. Шумилов и H. И. Шумилова (53) 621.316,727(088.8) (56) Сандлер А. С. и др, Преобразователи частоты на тиристорах для управления высокоскоростными двигателями, — M.: Энергия, 1970, с. 6.

Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И. М, Чиженко. — Киев:

Техника, 1978, с. 388, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ lACTOTbl (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобра„„5Ц„„1686659 А1 зования частоты питающей сети. Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем снижения дисперсии выходного напряжения преобразователя. Тиристорный преобразователь состоит из последовательно включенных управляемого выпрямителя 1 с блоком 2 управления и инвертора 3 тока. Введение между блоком 6 задания напряжения и входом задания напряжения блока 2 управления корректирующих звеньев с соответствующими передаточными характеристиками позволяет уменьшить среднестатические отклонения выходного напряжения преобразователя, что ведет к улучшению качества выходного напряжения. 1 ил.

1686659

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для стабилизации напряжения преобразователя переменного тока промышленной частоты в переменный ток другой частоты.

Цель изобретения — повышение качества выходного напряженил тиристорного преобразователя частоты путем снижения дисперсии выходного напряжения преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, блок 2 управления, инвертор 3 тока, измерительный выпрямитель 4, первый сумматор 5, блок 6 заданил напряжения, первое апериодическое звено 7, второе апериодическое звено 8, колебательное звено 9, дифференцирующее звено 10, второй сумматор 11.

Устройство работает следующим образом.

Входное переменное напряжение подводится к управляемому выпрямителю 1.

Выпрямленное напряжение поступает на вход инвертора 3 тока, на выходе которого создается переменное напряжение. Переменное напряжение подается.на измерительный выпрямитель 4, выходной сигнал которого поступает на второй вход первого gp сумматора 5. На первый вход первого сумматора подается напряжение от блока 6 задания напряжения, Полученный на выходе первого сумматора сигнал рассогласования воздействует через корректирующие звенья 7 — 10 и второй сумматор 11 на блок 2 управления, который осуществляет сдвиг управляющих импульсов, подаваемых на тиристоры управляемого выпрямителя таким образом, чтобы устранить отклонение значений напряжения.

Параметры первого апериодического звена с передаточной функцией К1/(Т4Я+1) второго апериодического звена с передаточной функцией К2/(Г25+1), колебательноr0 звена с передаточной функцией Кз/(Тз

S +2 0,"-Тз$+1), дифференцирующего звена2. первого порядка с передаточной функцией (r S+1) определяется соотношениями: (/f-1 Гв ((<Та (Я-СЧ2)Т<Т2 .1- Т Т э 2- Т. -Т1 )

) = )(Ä, j F =о втв 2 в л P.

)). = — — (fi-) в))во)4(т 2 ) (в в) (Р2 ) 2 В 0 в (") Р )О В ) где введены обозначения:

a2 — положительный корень уравнения а2

2 .а, )э, — -02 < 00, 2 в 0 4 201<) Рв ()< + — Ь)

Со-,(00,(Р,;, Р,y), ° („,< „)1.

0 О 0"2 j о<00 02(Ь . (вэ 3 (00 2 0< > >- 0), oC < );

1 (2 в в )2 1 1 ч ).

1=Ъэ(g

1 а,— (b2f o bib f1 „,)

1 (b Р+b Lв1д

1 (Ь, "9oMo) j R2

--, (р.); ..—.,",„;

af-ne

) * aoj -bi ) 2о)1<в Ь 20 )о j

Ъ о1о-20 (200)) в 2); > ° 20 .4<в ) 2- —

2о (мъ 9 200(206()) <0)2);x-00 (э200 е-)n, — — э,- э2),-201, 20у

1 =) 2- — - XJg-200) 0 < 4)» ((<, 00 2 о..4е)о, вэ ; „, 1ов-вв; г, ° q.ú, г,= (,ь,-р, Ъ,); (Ч, Ъ, - <во о Ъ 2 ); 10 э. )ээ () о 6 э- )во, Ь 0) ) <. ч,Ьэ; а,-mlbnl а,-.)1.2Ъэ.; цг — положительный корень уравнения

1ЭЙ9ь<)2+тэim (b, -2Ъ.Ь2)в

")вв,i,— в ) =о; э, 12).э, т, )в,.вь,ь,); в R0 )jib Rn ь,=— qÄ u,R„

n2 (Ri) оЬ "э (э э э R э

b° . b — — т =— ь э

Ks — коэффициент выпрямления;

Ктр — коэффициент трансформации трансфОрматора;

U>2) — линейное напряжение первичной обмотки трансформатора;

Rd — активное сопротивление сглаживающего дросселя;

K02 — коэффициент усиления выпрямителя;

Ld — индуктивность сглаживающего дросселя: (1686659 ния; ия

50 (э — эквивалентная индуктивность выпрямителя;

R> — эквивалентное активное сопротивление выпрямителя;

Q4 — угол управления тиристорами выпрямителя в номинальном режиме; тз — запаздывание системы регулирова2

m — параметр связи между дисперсиями отклонения выходного напряжения и угла регулирования тиристорами выпрямителя а,P,а,j3 — параметры спектральной плотности т ((° BBl - (- (- Bf3)rd (в 7 * (((t отклонения выходного напряжения в разомкнутой системе регулирования тиристорами преобразователя частоты.

Минимизация дисперсии отклонения .выходного напряжения по среднеквадратичному критерию качества выполнялась при следующих значениях параметров тиристорного преобразователя частоты, возмущающего воздействия и коэффициента связи между дисперсиями выходного напряжения и угла регулирования тиристорами преобразователя: Ra=0,5 Îì; Й=0,01 Гн;

Ь=З 10 Гн; Вэ=0,001; а4=1; Кп=60;

-4 гз=0.01 с; Ьо1=2550; D=14515: B=-1395; а =1,7 с; j3--1 c; m =7.10 Исследования показали, что управляющее воздействие с параметрами апериодических, колебательного и дифференцирующего звеньев: К1=2,4;

Т1=0,001 с; К2= — 3,9; Т2=1.6.10 с; Кз=8,7.10

Тз=0.47 c; g =--0,9; т =0,8 с уменьшает дисперсию отклонения выходного напряжения в 10 раз по отношению к разомкнутой по регулированию системе при среднеквадратичном значении отклонения угла регулирования тиристорами 0,08 рад.

Использование в предлагаемом тиристорном преобразователе частоты корректирующих звеньев, и в частности двух апериодических., дифференцирующего и колебательного звеньев в сочетании с измерительным выпрямителем и двумя сумматорами, позволяет существенно уменьшить дисперсию выходного напряжения при случайных возмущающих воздействиях, Формула изоСретения

Устройство для регулирования выходного напряжения тиристорного преобразователя частоты, состоящего из последовательно включенных управляемого выпрямителя с блоком упра..ленив и инвертора тока, содер::.-сцее блок задания напряжения, связанны.; с e: î,:. õ4 задания напряжения блока управления. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем снижения дисперсии выходного напряжения преобразователя, оно снабжено измерительным выпрямителем, двумя сумматорами, первым и вторым апериодическими звеньями, колебательным звеном и дифференцирующим звеном с передаточными ф/нкциями К1 (T1S+1), K2/(T2S+1), КЗ/(ТЗ

S +2 Тз5+1) и (r $+1) соответственно, причем выход блока задания напряжения связан с входом задания блока управления через последовательно включенные первый

15 вход первого сумматора, первое апериодическое звено, первый вход второго сумматора, к второму и третьему входам которого подключены выходы второго апериодического звена и колебательного звена, выход первого сумматора соединен с входом второго апериодического звена и через дифференцирующее звено с входом колебательного звена, параметры передаточных (функций определены из соотношений, — (! г — — - Ж2 ) 7, = — + - — - г(, (Д- Ст() r(Т2 (Д вЂ” СТл), (Г,)

k =

1 Т,-Т2 2 Т -71 т -((Д =к т (2 — (I(((, II l ((I ((Ð,;: — V„« l l; р

4 . 1 где L 2 — положи тел ьн ый корень уравнен

2 (. (a+i I" 2Mòаь,-а,(a„iaaf )

"г (2 )- (1< а, Д

4О 4

k = — + — -а ж+ ° а, Г а(Qq ь. = — --(— - -а д ), 2 г,y J 4 г

45 (,= (Р(,((<(((— (((x(l P(Р(() >

I с = — (.,(Р,((— V,1(, - - ((, Р— ((); (1686659

II kbll<

RJ пkH) о,д("3

Ь=Ь вЂ” -n,Ь =Ь о р 4 ) 2 о р о 3!)

d !

g2 — положительный корень уравнения 30

,-а, Ь,qq+Tq.rrP(b, 2bbg)+ в (2Ъ, b, - b,) = О;

Составитель С. Лузанов

Редактор В. Бугренкова Техред M.Moðãåíòàë Корректор M. Шароши

Заказ 3609 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (Ъ,Р..Б.",.,ö, .Ц, ;

< о о (о о т,, a4= — (I)„P.4 IîЧо); г =

% е4- И

P,= — (L +т,Р,I, P.— а1- Е Ф 1О

L = — —; а = К(-), — — )< )

gd -br

9о

b=1,-w(<)q )zji". )т,, з

3 = м) — ) -20 (2K)y4 gg ) ®= +P р 15

2 ь .

Е- (, — — (,— МII >-2<®(4

1= 2 —, 4 (4 ) ((о 2. сФ + > p); % =Л Ю (,= m (.I.Ь,; (,=п (ц,Ь„-q,b,))

/ = Ф (Жb,-m.b.1 5= (Ч 4 -Ж,)>

m Ж ь,4 Ьв(Ь= з "з — — Т

3 ор g ) э р.

Ka — коэффициент выпрямления выпрямителя;

U> — входное напряжение выпрямителя;

Йд — активное сопротивление выходной индуктивности выпрямителя;

Кл — коэффициент усиления выпрямителя;

4(— выходная индуктивность выпрямителя;

4 — эквивалентная внутренняя индуктивность выпрямителя;

Rs — зквивалентное внутреннее активное сопротивление выпрямителя; а — угол управления тиристорами выпрямителя в номинальном режиме;

Тз — запаздывание блока управления;

m — параметр связи между дисперсиями отклонения выходного напряжения и угла управления тиристорами выпрямителя, Р, В, а, 9- параметры спектральной плотности S отклонения выходного напряжения преобразователя в разомкнутой системе регулирования тиристорами выпрямителя при описании ее в виде

X (2<+ e@+ )с(- eP ) Z

5 Ж + 2 (0C - p ) Ю + я 4 и — угловая частота сигнала.