Способ управления -фазным вентильным преобразователем

Способ управления -фазным вентильным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< 728209

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.09.77 (21) 2525417/24-07 (51)M. Кл.

Н 02 P 13/16 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет

IIo делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 18.04.80 (5g) УДК 621.316. .727 (088.8 }

E. И. Беркович, Г. Г. Зезюлькин, К. К, Крутиков, A. П. Мотыль и Б. Б. Новик (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54} СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯm-ФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями, ведомыми сетью или натруз кой.

Известны способы импульсно-фазового управления вентильными преобразователями, основанные на сравнении напряжения синхронизации (опорного напряжения} с, постоянным напряжением (1) и f2) . Изменение момента включения вентилей пре-. образователя обеспечивается изменением величины постоянного напряжения, являклпегося в таких случаях напряжением управления, В качестве опорного напряжения используется напряжение, пропорциональное в каждый момент времени вольтсекундному интегралу напряжения питающей сети.

Указанные способы не обеспечивают инвариантности выходного напряжения при изменении величины и формы питающей сети, что является их недостатком.

Наиболее близким техническим реше-, нием к изобретению является способ управления Al -фазным вентильным преобразователем, состоящий в том, что в каждом из ти -каналов интегрируют напряжение сети для получения опорного напряжения, интегрируют напряжение управления и сравнивают с опорным напряжением, формируют управляющий импульс в момент сравнения (3) .

Недостатком такого способа является отсутствие инвариантности относительно изменений,питающего: напряжения при использовании полностью управляемой мостовой схемы и в случае коммутационных и других искажений питающей сети.

Целью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения преобразователя от изменения сетевого напряжения по величине, форме и частоте, а также от величины нагрузки в режиме преобразователя, ведомого сетью, и от изменения частоты и нагрузки ! (2) (3) 3 728 в режиме автономного инвертора при ли« нейной регулировочной характеристике.

Поставленная цель достигается тем, что интегрируют в каждом иэ в каналов соответствующее анодное напряжение

5 между соседними точками естественной коммутации на первом шаге интегрирования с коэффициентом интегрирования

К, интегрируют разность фаэных напряжений, проходящих через последующую иэ 1О указанных точек естественной коммутации на втором шаге интегрирования с коэффициентом интегрирования К для схем . с нулевыми вентилями, интегрируют фазное напряжение поСле чего прохождения через нуль на втором шаге интегрирования с коэффициентом интегрирования 2К для схем без нулевого вентиля, сравнивают полученное опорное напряжение с напряжением управления и формируют уп- 20 равляющий импульс в момент равенства этих напряжений.

Кроме того, интегрируют напряжение управления на первом шаге интегрирования, фиксируют максимапьное значение полученного напряжения управления в конце первого шага интегрирования.

С целью компенсации изменений действующего значения линейного напряжения автономного инвертора под воздействием нагрузки напряжение управления формируют как часть действующего значения указаннож напряжения.

На фиг. 1 показаны диаграммы се35 тевого напряжения и вольтсекундных интегралов на первом и втором участках интегрирования и напряжение управления для однофазного преобразователя (% =2} на фиг. 2 представлена блоксхема устройства для управления однофазным преобразователем, с помощью которого может быть реализован данный способ; на фиг. 3 — блок-схема для унравления ведомого нагрузкой автономного инвертора с обеспечением независимости выходного напряжения при изменении нагрузки.

Согласно данному способу опорное напряжение для управления в каждом канале щ -фазного вентильногр преобразователя образуют следукипим путем. Между двумя соседними точками естественной коммутации, соответствующими данному каналу, на вход интегратора. подается разность первой полуволны напряжения . преобразователя со стороны переменного тока и напряжения управления. Выходное напряжение интегратора образует таким

209 4 образом первый участок опсрного напряжения. Второй участок опорйого напряже- ния непосредственно примыкает к первому и формируется между последующей точкой естественной коммутации и моментом равенства опорного напряжения нулю, т.е. моментом формирования им- . пульса управления. На втором участке на вход интегратора подается вторая полуволна напряжения преобразователя со стороны переменного тока. При этом на первом участке переменное напряжение берется с одним коэффициентом трансфо,". ации, а на втором - и ойпем случае с другим коэффициентом. — Hа основании изложенного для двух участков опорного напряжения можно записывать м CX д (к,о-U„)dwt- д к,цаМ=О(1) о О где ш - круговая частота;

РС=т — постоянная времени интегратора

К, и К - коэффициенты масштабирования для первой и второй полуволн напряженид

U - напряжение преобразователя на стороне переменного тока;

U напряжение. управления.

Поскольку напряжение на стороне постоянного тока преобразователя при наличий нулевого вентиля

U< =- J U du A,! а при его отсутствии

О = — (j Udwt-fUdwt), < О то, приняв К = К, с учетом уравнеНия (2) получают

0 -0 — ко

О КР. v "(4) а при К = 2К с учетом уравнения (3)

К у . (5)

Таким образом, при заданной величине К напряжение однозначно определяется только напряжением управления

U, не будучи зависимым от переменного напряжения 0 преобразователя: его формы, величины, частоты и в общем случае симметрии. Эта инвариантность действительна для различных схем преобразования, в том числе для m -фаэных.

5 7282

В автономном инверторе величины напряжения со стороны постоянного и пере-, менного тока связаны соотношением

1. Способ управления m -фазным ве нтильным преобразователем, состоящий в том, что в каждом иэ m каналов интегрируют напряжение сети для получения опорного напряжения, интегрируют напряжение управления и сравнивают с опорным напряжением, формируют управляющий импульс в момент сравнения, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью получения инвариантности выходного напряже;:ния преобразователя от изменения сетевоrî напряжения по величине, форме и частоте, а также от величины нагрузки в режиме преобразователя, ведомого сетью, и от изменения частоты и нагрузки в режиме автономного инвертора при линейной регулировочной характеристике, инте грируют в каждом из и -каналов соответствующее анодное напряжение между соседними точками естественной коммутации на первом шаге интегрирования с коэф фициентом ингегрирования К, интегрируют разность фазных напряжений, проходящих через последующую из указанных точек естественной коммутации на втором шаге интегрирования с коэффициентом интегрирования К для схем с нулевыми вентилями, интегрируют фвэное напряжение после его прохождения через нуль на втором шаге интегрирования с коэффициентом интегрирования 2 K для схем беэ нулевого вентиля, сравнивают полученное опорное напряжение с напряжением управления и формируют управляющий импульс в момент равенства этих напряжений.

2. Способ по п. 1, о т и и ч а юm и и с я тем, что интегрируют напряжение управления на первом шаге интегрирования, фиксируют максимальное значение полученного напряжения управления в конце первого шага интегрирования.

О=а0 (6) где 0 - действующее значение выходного напряжения автономного инвертора; о — переменный коэффициент, зависящий от нагрузки инвертора. <о

- -Если при использовании данного способа управления напряжение управления

О,, формировать как часть действующего значения выходного напряжения U инвертора, т.е. обеспечить

15 ч з" > где К - постоянный коэффициент, хо с учетом выражений (7) и (4) Од о= —. ) л э откуда видно, что в этом случае обеспечивается независимость выходного напряжения инвертора от изменений нагрузки.

Способ может быть реализован с по25 мощью устройства для управления однофазным преобразователем (фиг. 2) содержащего источник 1 синхрониэирующего напряжения, двухпопупериодные выпрямители 2 и 3, синхронизатор 4 масшта30 бируюшие усилители 5 и 6, суммирующий усилитель 7, импульсные модуляторы 8 и 9.

В установившемся состоянии на выходе усилителя 7 имеется сигнал К /0(Ф.)- 35

-Uy, а на выходе усилителя 6 - -К Ai(t).

Допустим, что моменту 0 на фиг. 1 а соответствует положение ключей 10 и 11 импульсных модуляторов, показан40 ное:на фиг. 2, что достигается с помощью синхронизатора 4. Импульсный модулятор состоит иэ ключей интегратора на . усилителе 12 с отраничением одной из полярностей его выходного сигнала в ком45 паратора на усилителе 13. С указанного момента до момента — напряжение на выЛ ходе интегратора модулятора 9 изменяется как показано на фиг. 18 (результирующее напряжение). В момент синхронизатор переключает ключи и напряжение интегратора модулятора 9 начинает убывать. По достижении нуля компаратор переключается и выдает импульсы с выхода П. Для этого момента записано уравнение (1). Модулятор,8 работает аналогично со сдвигом на 180 эл.град.

На фиг. 3 приняты седующие обозначения: 14 - инвертор, 15 - устройство, 09 6 выполненное в соответствии с фиг. 2, 16нагрузка, 17 — устройство преобразования выходного напряжения в пропорцио- нальное напряжение управления.

Использование предлагаемого способа управления позволяет для широкого круга преобразователей реализовать на однотипных устройствах структуры управления, обеспечивающие инвариантность выходного напряжения преобразователя относительно изменений его формы, частоты и величины.

Формула иэобрете ни я

7 728209 8

3. CHoco6 оо и. 1, о T л E ч а Io Источники информации, шийся тем, что, с целью компенса- принятые во внимание при экспертизе ции изменения действующего значения 1. Патент Франции ¹ 2194072, линейного напряжения автономного инвер- кл. Н 02 P 13/16, 1973. тора пад воздействием нагрузки, напря- 5 2. Авторское свидетельство СССР жение управления формируют как часть ¹ 446939, кл. Н 02 P 13/16, 1970, действугщего значения указанного нап- Авторское свидетельство СССР ряжения. № 438087, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

728209

Фиг.z.

Составитель О. Наказная

Редактор Т. Юрчиксва Текред M. Кузьма:. Корректор В. Синидкая

Заказ 1150/52 Тираж 783 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11З035, Москва„?K-.35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4