Устройство для управления вентильным преобразователем

Патент 748780

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

И 3 О Б Р Е.Т Е и И Я к лвтовскомь св иильствю

<»>748780 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1511.77 (21) 2543468/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150780, бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780 (я)м. к.

HP 13/16

Н 02 P 5/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П.Шипилло, Ю.С.Зинин, С.И.дрейслер и Я.В.Щербак (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬННМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ

Изобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями различного назначения.

Известно устройство управления вентильным преобразователем, содержащее регулятор скорости и регулятор тока, выход которого соединен через RC-фильтр с системой импульсно-фазового управления вентильного преобразователя, питающего двигатель, на валу которого находится тахогенератор, подключенный к датчику скорос-15 ти. Сигнал с датчика скорости пода-. ют на вход регулятора скорости. В цепь нагрузки вентильного преобразователя включен шунт, к которому подключен датчик тока, сигнал с которого подают на регулятор тока (1) .

Для устранения воздействия помех и пульсации на систему импульснофазового управления в устройстве применены пас.".ивные RC-фильтры, что при-25 водит к понижению точности в режимах, когда задающий сигнал меняется с высокой скоростью.

Наиболее близким по техннческой сущности к заявляемому устройству яв-ЗО ляется устройство управления вентильным преобразователем, содержащее выполненный иэ интеграторов, коммутаторов и кольцевого распределителя ком= мутационный фильтр, выход которого подключен ко входу системы импульсно-фазового управления, к одному из входов компаратора блока управления коммутационным фильтром, другой вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазового управления.

Применение коммутационного фильтра в предлагаемом устройстве делает систему регулирования более быстродействующей во всем диапазоне изменения управляющих сигналов за счет того, что обработка сигнала в коммутационном фильтре производится эа конечное время, равное времени между импульсами 12) .

Однако в данном устройстве, так как вентильный преобразователь является дискретным, также имеет место добавочное запаздывание, определяемое интервалом дискретности, что особенно сказывается на точности ре748780 гулирования при высоких скоростях изменения сигнала управления.

Цель изобретения вЂ” повышение точности при высоких скоростях изменения сигнала управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления вентильным преобразователем блок управления коммутационным фильтром содержит источник упреждающего сигнала управления, выход которого подключен к третьему входу компаратора блока управления коммутационным фильтром.

Источник упреждающего сигнала позволяет свести это добавочное запаздывание к минимуму, так как упреждающий сигнал позволяет использовать информацию о прошедшем интервале дискретности с меньшим запаздыванием, определяемым сдвигом между импульсами с источника упреждающего сигнала и импульсами управления, а не сдвигом 2{) между концами предыдущего интервала и последующего.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления вентильным преобразователем электропривода пос» 21 тоянного тока,на фиг.2 и 3 вЂ” временные диаграммы, поясняющие процесс преобразования выходного сигнала регулятора тока в ступенчатый сигнал на входе системы импульсно-фазового управления для переходного и установившегося режимов, на фиг. 4вЂ” временные диаграммы, поясняющие работу блока управления коммутационным фильтром.

Устройство регулирования вентильного электропривода, фиг.1) содержит регулятор 1 скорости, подчиненный ему регулятор 2 тока, коммутационный фильтр 3, один из входов которого соединен с регулятором 2 тока, а дру- 4О гой вход вЂ” с блоком 4 управления коммутационным фильтром. Один выход коммутационного фильтра 3 соединен с системой 5 импульсно-фазового управления вентильного преобразователя б, 4 питающего якорную цепь двигателя

7 постоянного тока, механически связанного с тахогенератором 8, выход.най сигнал которого подан по цепи обратной связи на второй вход регулятора 1 скорости. Второй выход коммутационного фильтра соединен с блоком управления коммутационным фильтром. Сигнал с шунта 9, включенного в цепь якоря двигателя 7 через датчик 10 тока, подан по цепи обратной связи на второй вход регулятора

2 тока.

Коммутационный фильтр 3 состоит из трех интеграторов 11, трех коммутаторов 12, 13 и 14- и кольцевого 60 распределителя 15, управляемого выходными импульсами блока управления коммутационным фильтром Об,,(). Блок

4 управления коммутационным фильтром состоит иэ источника 1б управляющего сигнала, компаратора 17 и формирователя 18 импульсов.

Цикл работы каждого иэ коммутаторов состоит иэ трех тактов, в течение каждого из которых каждый из коммутаторов находится в одном иэ трех фиксированных положений. На каждом такте один из интеграторов отключен от цепей выходного сигнала регулятора тока u (t) и выходного сигнала коммутационного фильтра

U„(t) коммутаторами 12 и 13 и находится в подготовительном режиме (ему создаются нулевые начальные условия с помощью коммутатора 14); другой интегратор находится в режиме интегрирования выходного сигнала регулятора тока U (t) (он подключен к выходному сигйалу через коммутатор

12, а выход его отключен коммутаторами 13 и 14), третий интегратор отключенный от цепей входа и подготовки нулевых условий коммутаторами 12 и 14, выдает через коммутатор 13 постоянный выходной сигнал, пропорциональный интегралу входного сигнала эа предшествующий такт. С помощью кольцевого распределителя 15 осуществляется переключение коммутаторов 12, 13 и 14 по кольцевой диаграмме. В итоге выходной сигнал коммутационного фильтра представляет собой ступенчатую функцию, значения которой в каждом такте соответствуют выражению где K вЂ” коэфициент пропорциональносTH °

Временные диаграммы преобразования сигнала коммутационного фильтра

U (t) показаны на фиг. 2 и 3. Здесь (фиг. 2а) Ор (й ) вЂ” сигнал иа выходе регулятора, содержащий низкочастотную пульсирующую составляющую и высокочастотную составляющую. На фиг. 26 показан сигнал на выходе коммутационного фильтра О (t), представляющий в случае переходного процесса ступенчатую кривую. На фиг.2в показаны сигналы блока управления коммутационным Фильтром U8„(t). На

Фиг.2 r вЂ” импульсы системы импульсно-Фазового управления вентильным преобразователем. На фиг.3а,б,в,г, показаны те же сигналы для случая установившегося режима работы. В этом случае Uz(t) представляет собой гладкий сигнал.

На один из входов компаратора подается сигнал упреждения,на вход которой подается сигнал управления 0 (), иа третий вход подается сигнал опорного напряжения с генератора пилообразного напряжения системы управления Q„(t). Сигнал, соответствующий алгебраической сумме Сиг748780 валов 8> (t), U „(t) и ЬО подается на вход формирователя импульсов 18 и в момент равенства нулю алгебраической суммы сигналов U> (t) U»(t) и

ЬУ формирователь импульсов вырабатывает сигнал Ug>(t), Временные диаграммы образования сигнала U8„(t) показаны на фиг.4. На фиг.4а показаны временные диаграммы выходного сигнала коммутационного фильтра 3 U>(t) и опорного сигнала с генератора пи-, лообразного напряжения системы импульсно-фазового управления 5 вентильного преобразователя Ä(t). На фиг.46 вЂ” временная диаграмма сигналов Ut<(t), представляющего собой разность сигнала управления Uz(t) и опорного сигнала UD„(t), и сигнала упреждения A О. На фиг. 4в показана временная диаграмма выходного сигнала U8>(t) блока 4 управления коммутационным фильтром. На фиг. 4гвЂ” сигналы управления вентильным преобразователем б. Устройство работает следующим образом.

На регулятор скорости подается разность сигналов задания 0- (t) и сигнала обратной связи по скорости

U, (t), вырабатываемого тахогенератором 8. Выходной сигнал регулятора

1 скорости совместно с сигналом обратной связи по току U. (t) подается на вход регулятора 2 тока, выходной сигнал которого подается на коммутатор 12 коммутационного фильтра 3.

Коммутатор 12 подключен в данный момент времени к одному из интеграторов, например, первому, который интегрирует сигнал Uр(е). В это же время второй интегратор зашунтирован с помощью коммутатора 14, чем ему создаются нулевые начальные условия. .Сигнал u (t) с выхода третьего интегратора через коммутатор 13 подается на систему 5 импульсно-фазового управления. Здесь происходит сравнение сигнала управления U>(t) и опорного сигнала генератора пилообразного напряжения 0,„(й) системы импульсно-фазового управления. В момент равенства этих сигналов систе мой управления вырабатывается импульс

Од (), управляющий вентильным преобразователем. Эти же два сигнала

U>(с) и 0„„(t) подаются на компаратор 17 блока управления коммутацион5 ным фильтром. так как на вход компаратора подается сигнал упреждения

4U, импульс Ug„(t) формируется раньше

"чем импульс U„ (t). Импульс Ug>(t) переключает кольцевой, распределитель

15 коммутационного фильтра в следующее положение и т.д.

Благодаря упреждению моментов переключения коммутационного фильтра относительно моментов выдачи управляющих импульсов на вентильный преобразователь при управлении используется информация о сигнале Up(t) в текущем такте преобразователя, а не в предшествующем, что повышает динамическую точность системы.

Формула изобретения

Устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее

25 коммутационный фильтр с кольцевым распределителем на одном иэ входов, подключенный своим выходом ко входу системы импульсно-фазового управления и ко входу компаратора блока

ЗО управления коммутационным фильтром, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазового управления, о т л и ч а ю щ е е с я

35 тем, что, с целью повышения то ности при высоких скоростях изменения сигнала управления блок управления коммутационным фильтром содержит источник упреждающего сигнала управ4О ления, выход которого подключен к третьему входу компаратора блока управления коммутационным фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рудаков В.В. идр. Система непрерывного управления электроприводами. Л., "Наука", 19б8, с. 79.

2. Щипилло В.П . Автоматизированный вентильный электропривод. М., "Энер50 гия", 1969, с. 174.

u>gl

Фие

ЦНИИПИ Заказ 4382/20

Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент ™,, r.Ужгород,ул,Проектная,4