Устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями

 

(ii) 616703

Союз Советских

Социалистимеских

Ресяубпик (6i) Дополнительное к авт. свил-ву (5i) М. Кл.

Я (22) Заявлено 2 1.02.75 (21) 2 104251/24-07

Н 02 Р 13/16 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Мнннстроа СССР ео делам нзеаретеннй н открмтнй (43) Опубликоваио25.07.78.Бюллетень № 27 (53) УДК 621.314..5 7 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22.06.78 (72) Автор иэобретеиия

Ю. H. Караев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО

УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к обпасти эпект ротехники и может быть испопьзовано дпя управпения вентипьными преобраз оватепями с высокой степенью стабипиэации эаданнor о напряжения.

Известны системы импупьснь-фазового управпения (СИФУ), построенные по вертикапьному принципу.

Одна из известных СИФУ содержит, входное устройство, фаэосдвигаюшее устройство и формирователь управляющих импупьсов. Входное устройство суммирует входные сигнапы и преобразует сигнап в вепичину, удобную дпя управления фаэосдвягаюшим устройством. Фаз осдвигающее устройство смещает во времени импупьсы управпения по отношению к попожитепьным значениям анодного напряжения на вентипе. Формироватепь генерирует импуцьсы, поступающие в цепь управпения За жнтипя (1).

Наибопее близким к предложенному по технической сущности явпяется устройство, каждый канап которого содержит нупь индикатор, на вход которого подаются щ сравниваюшиеся выходные сигнапы генеразора пикообразного напряжения и источника улравпяющего напряженияудифференцирующий конденсатор и формирователь импупьсов (2) °

Недостатком этого устройства явпяее ся непинейность регупировочной ссарактеристики и повышенная асимметрия управпяюших импупьсов. Кроме того, абсопюеная погрешность по угпу управпения таких устройств при выдаче первого импульса в динамическом режиме может достигать вепичины ЬА „„ эп.град., где етч -фаз2Г( ность вентипьного преобразователя.

Целью изобретения явпяется попучение прямопинейной регуцировочной характериотики, упучшение симметрии управпяющих импупьсов и уменьшение абсопютной цогрещ ности по угпу управпения в динамике.

Это достигается тем, что предпоженное устройство снабжено пропорционапьно-интеграпьным усипитепем, к интегрирующему входу которого подсоединена цець обрат ной связи, и бпоком смещения напряжения задания по амппитуде, причем выход поо616703 педнего соединен со входом бпока формир>вания импульсов через коммутатор, к управляющему входу которого присоединен через нуль индикатор выход пропорциональноо-ин теграпьн or о усипи те ля.

На фиг. 1 показана функциональная схе-> ма предложенного устройства, на фнг. 2график диапазона изменения угпа управпения при работе преобраэоватепя в установившемся режиме (U Coho% ), на фиг.3- график погрешности по углу управления в зависимости or скачкообразного изменения or U до U напряжения задания.

Предложенное устройство содержит пропорционапьно-интегральный усипитепь

1 (ПИУ), содержащий операционный усилитель 2 с конденсатором 3 в цепи обрат ной связи, а также резистор 4, шунтируемый конденсатором 5. Пропорционально-интегральный вход ПИУ 1 соединен с источником напряжения задания U®, à интеграпь О ный вход через резисторы 6 и 7 — с нагрузкой и источником напряжения смешения Ос„соответственно.,Выход ПИУ 1 через нупь-индикатор 8 соединен с управ пяюшим входом коммутатора 9. Второй вход коммутатора 9 связан с блоком 10 ввода смешения напряжения задания по амплитуде, а выход коммутатора 9 соединен со вх од ом бп ока 1 1 формирования импупьсов. Выходы бпока 11 формирования им - ЗО пупьсов соединены с сиповым блоком 12 вентипьного преобразователя, а также через схему ИЛИ 13 и одновибратор 14 с коммутатором 15, шунтируюшим конденсатор 3. 35

Устройство работает спедуйнцим образ ом.

В бпоке 10 ввода смещения напряжения задания по амплитуде напряжение задания U суммируется с постоянным напряжением Ь U . Величина этого напряжения соответствует изменению угла управления на b, с(- эп.градус. (где и «фазность вентипьного преобразователя). Дпя 4 рассматриваемого в качестве примера трехфазного двухпопупериодного выпрямителя оп=6, а Ьс(=30 эп.град. С выхода блока 10 ввода смещения О, по амннитуде сигнал задания подается на коммута- 5О

rop 9 и ждет его замыкания. Момент замыкания коммутатора 9 определяется

ПИУ 1, который корректирует угол управпенияС - на «+ЬА.К пропорционально-инJtl P теграпьному входу ПИУ 1 подается напря- у жение задания 0, à Ко входу интегрирования подаются напряжения смешенияц „,и обратной связи U o.с.. Еспи под дейс ком тих сигнап ов наппяжение на выходе

ПИУ 1 превышает величину опорного напряжения0, д .нуль-индикатор 8 срабатывает и погический сигнап, появившийся на

его выходе, включает коммутатор 9.Скорректированный по фазе сигнал подается на блок ll формирования импупьсов, где пос,— пе встречи с очередной пипой,, в соответ ствующем канапе выдается отпирающий импульс на силовой блок 12 вентипьного преобраэоватепя. Этот же импульс по схеме ИЛИ 13 подается на одновибратор

14, где сужается до 50-100 мкс и на указанное время закорачивает коммутатор

15. Через коммутатор 15 конденсатор 3 начинает разряжаться, напряжение на выходе ПИУ 1 становится меньше О@ и нуль-индикатор 8 размыкает коммутатор

9. По истечении 50-100 мкс коммутатор

15 размыкается, и процесс интегрирования начинается снова.

Для трехфаэной двухпопупериодной системы при отсутствии сигнапов задания 0 и обратной связи Оо.с., частота следования импульсов равна 300 Гц, т.е. Фт х, где YTl- фазность вентипьного преобразователя, à f частота питающей сети.

В установившемся режиме работы частота следования I импульсов также равна 300 Гц.

При изменении нагрузки, напряжения питающей сети и других возмущениях изменяется момент замыкания коммутатора 9, а спедоватепьно, углы выдачи отпирающих импульсов изменяются так, что компенсируют возмущающее воздействие. Дпя рассматриваемой трехфазной двухпопупериодной схемы управпения диапазон изменения угла управпения haL4+30 эп.град. при, неизменном сигнапе U> чего вполне достаточно дпя обеспечения прямолинейной характеристики практически всех > видов нагрузки.. Угол выдачи управляющего импупьса опредепяется не только величиной напряжения задания О@, но и напряжением смещения CL 0 (фиг. 2). Величина коррекции угла управления зависит or момента времени +4 > < g ° " пзамыкания коммутато ра 9. Например при напряжении О, соответствующем углу 60 выдачи управпяющего импульса, моменту времени t> соогветствует коррекция угла управления на 10о.

Передаточная функция ПИУ 1 по напряжению задания 0 описывается уравнением с

Ка .+

У

C< W T> где С, С >- емкости шунтирующих конденсаторов 5 и 3 соответственно, 616703 управпяющих импупьсов, уменьшить абсопюгную погрешность по углу управления в динамике. г иэ обре гения

Устройство импульсно-фазового уйравпения вентнпьными преобразователями, содержащее связанные между собой нуль-индикатор, коммутатор и бпок формирования импупьсов, а также цепь обратной связи, о тпичающееся тем,что, с цепью попучения прямолинейной регупнровочной характеристики, упучшения симматрии управпяющих импупьсов и уменьшения абсопютной погрешности по угпу управпения в динамике, оно снабжено пропорционально-интеграпьным усипителем, к интеграпьному входу которого подсоединена цепь обратной связи, и бпоком смещения напряжения задания по амплитуде, причем выход поспеднего соединен со входом блока формирования импуш сов через коммутатор, к управпяюшему входу которого присоединен через нупьиндикатор выход пропорционапьно-интегрального усипитепя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Каганов И. Л. Промышленная эпеквроника, М., Высшая шкопа, 1968, с; 508-511.

2. Авторское свидетепьство СССР

No 373827, кп. Н 02 P 13/16, 1973.

Т RC>- постоянная времени контура и интегрирования, сбстоящего иэ резистора 4 и конденсатора З, фЭ вЂ” круговая частота.

Подбором соотношенияС,:/С можно > Ф о р м у и а добиться того, чтобы скачкообразное изменение сигнапа задания проходипо без запаздывания ПИУ 1 и при превышении величины опорного напряжения О,мгновенно эамыкапо коммутатор 9, скачкообразно изменившийся сигнал задания подается в бпок 11 формирования импупьсов.

Таким образом, при напичии соответ ствующей опорной пипы ипи синусоиды, отпирающий сигнал на вентипьный цреобра1с эоватепь выдается беэ запаздывания.

Бпагодаря наличию напряжения смеще1 ния угон выдачи первого импульса может быть не только бопьше, но и меньше требуемсцго (фиг. 3). Таким образом, еспи БИ соответствует.изменению угпа управпения на -30 эп.град., общая погрешность по угпу выдачи первого импупь са составляет hah- =-30 эп.град.

Следовательно, абсопютная погрешность по угпу управпения при скачкообразном изменении напряжения задания в рассмат риваемом спучае в два раза меньше, чем в обычной СИФУ, построенной по вертикальному принципу.

Таким образом, по сравнению с известными предложенное устройство имеет прямоугопьную регупировочную характеристику, позвопяет упучшигь симметрию

616703

Физ. 2

Ю ad

V +40 (С остави тепь, В. Пешек он ов

Редактор Е. Кравцова Техред 3. Фанта Корректор й. Мельниченко

Заказ 4077/49 Тираж 892 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ПЛП Патент, г. Ужгород, ун. Проектная, 4