Устройство для формирования пилообразных опорных напряжений системы управления преобразователем

 

Устройство управления тиристорным преобразователем содержит фильтры, источники синхроимпульсов, генераторы пилообразного напряжения, корректор. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и автоматизированного электропривода.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг. 1 и 2, показано предлагаемое устройство. Устройство содержит ведущий и ведомые каналы, при этом в ведущем канале фильтр 1 соединен с источником 2 синхроимпульсов, который подключен к синхронизирующему входу ведущего генератора 3 пилообразного напряжения (ГПН). В первом ведомом канале фильтр 4 соединен с источником 5 синхроимпульсов, который подключен к синхронизирующему входу ведомого ГПН 6, содержащего, например, резисторы 7 и 8, конденсатор 9, ключ 10 синхронизации и усилитель 11. Во втором ведомом канале фильтр 12 подключен к источнику 13 синхроимпульсов, который соединен с первым входом ведомого ГПН 14. К ГПН 3, 6 и 14 подключен корректор 15, содержащий инвертор 16, соединенный с интегратором 17, и инвертор 18, соединенный с интегратором 19, при этом к первым входам интеграторов 17 и 19 подключен выход ведущего ГПН 3, к вторым входам интеграторов подключены выходы соответствующих инверторов 16 и 18, входы которых соединены с выходами соответствующих ведомых ГПН 6 и 14, а выходы интеграторов 17 и 19 подключены к входам коррекции соответствующих ведомых ГПН 6 и 14. В зависимости от элементной базы функции инверторов 16 и 18 могут совмещаться с соответствующими интеграторами 17 и 19.

Устройство работает следующим образом.

На клеммы A, B и C устройства по фиг. 1 подается сетевое трехфазное напряжение, например, от согласующего трансформатора. Фильтры 1, 4 и 12 осуществляют фильтрацию напряжения, источники 2, 5 и 13 синхроимпульсов образуют синхронизирующие импульсы в каждом канале в момент прохождения синусоиды напряжения через ноль, т. е. синхроимпульсы длительностью 2-3 электрических градуса образуются при ω_ot= 0, π, 2π. . . nπ. Данные синхроимпульсы осуществляют синхронизацию ГПН 3, 6 и 14, которые вырабатывают пилообразные напряжения с частотой 2 f и являются опорными напряжениями для фазосмещающего устройства СИФУ, где пилообразные напряжения (U₁-U₃) cравниваются с управляющим сигналом. В момент равенства сигналов получаем управляющие импульсы заданной фазы, которые поступают на соответствующие тиристоры преобразователя. В ведущем канале U₁(t) имеем амплитуду пилообразного напряжения U_m. В ведомых каналах I и II амплитуда пилообразного напряжения U₂(t) и U₃(t) также будет равна U_n. Это достигается автоматически благодаря действию корректора 15, который корректирует сигналы на входах ГПН 6 и 14, по входам (3) коррекции добиваясь идентичности площадей напряжений U₁(t), U₂(t) и U₃(t), а значит идентичности их амплитуд. Это осуществляется при помощи интеграторов 17 и 19, на вход которых поступают соответствующие сигналы Δ U₁₇ = U₁(t)-U₂(t) Δ U₁₉ = U₁(t)-U₃(t) На фиг. 2, а, б приведены попарно сигналы U₁(t)₁U₂(t)1U₃(t). На фиг. 2, в, г приведены сигналы Δ U₁₇, ΔU₁₉ и U₁₇, U₁₉ - для случая идентичных параметров ГПН 3, 6 и 14 (элементов 7, 8, 9). В этом случае пилообразные напряжения U₁-U₃ имеют одинаковые амплитуды U_m = const и средние значения сигналов ΔU₁₇, Δ U₁₉ и U₁₇, U₁₉ равны нулю (U_ср = 0). Это идеальный случай. Практически из-за технологического и температурного разброса параметров RC-цепей (элементов 7-9) в разных каналах на выходах (17 и 19) сигнал содержит постоянную составляющую ((U_ср≠0)), которая компенсирует различия в указанных параметрах (фиг. 2, д). Поскольку система авторегулирования корректора является астатической, точность поддержания амплитуд пилообразного напряжения по каналам очень высокая. Ошибка определяется точностью инверторов и точностью резисторов на входах каждого из интеграторов 17 и 19. Для обеспечения высокой точности резисторы в инверторах и интеграторах должны иметь технологический разброс не более 0,25% .

В случае изменения амплитуды пилы ведущего канала, например, за счет изменения температуры, автоматически и на столько же изменяется амплитудные значения в ведомых каналах I и II. Это благоприятно сказывается на исключение асимметрии управляющих импульсов тиристоров, приводящей к негативным явлениям, описанным выше.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является улучшение точностных характеристик многофазной системы пилообразных напряжений.

В известных устройствах, содержащих многоканальные ГПН с RC-цепями, имеет место поканальная ручная подстройка (резистором) амплитуды пилообразного напряжения, что имеет ограниченную точность и приводит к появлению асимметрии управляющих импульсов при изменении температуры, а также при механических вибрациях (сбиваются уставки регулируемых резисторов, приводящие к различным амплитудам пилообразного напряжения по каналам). Кроме того, поканальная регулировка ГПН требует дополнительных затрат времени с обеспечением точного замера амплитуды "пил", т. е. при массовом выпуске снижает производительность труда.

В предлагаемом устройстве благодаря введению корректора, представляющего собой астатическую систему авторегулирования площади пилообразной функции опорного напряжения, а за счет этого и амплитуды пилообразного напряжения, принципиально исключается асимметрия пилообразных напряжений, а также исключаются операции ручной подстройки каналов СИФУ и точного измерения амплитуд пилообразного напряжения. (56) Чернов Е. А. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ. Горький: Волго-Вятское книжное издательство, 1989, с. 106-110.

Чернов Е. А. Электроприводы подач станков c ЧПУ. Горький: Волго-Вятское книжное издательство, 1986, с. 83-89.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПИЛООБРАЗНЫХ ОПОРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее в каждой фазе последовательно соединенные фильтр и источник синхроимпульсов, выход которого подключен к синхронизирующему входу генератора пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, введен корректор, содержащий две цепочки из инвертора и интегратора, один из генераторов пилообразного напряжения использован как ведущий, а остальные - как ведомые, причем к первым входам интеграторов подключен выход ведущего генератора пилообразного напряжения, к вторым входам - выходы соответствующих инверторов, входы которых соединены с выходами соответствующих ведомых генераторов пилообразного напряжения, а выходы интеграторов подключены к входам коррекции соответствующих ведомых генераторов пилообразного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2