Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным lc-фильтром

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока), Цель изобретения - уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик Преобразователь содержит вентильный коммутатор 2, подключенный к источнику напряжения 1 и через фильтрующую индуктивность - к нагрузке 4 или емкости LC-фильтра 3. Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях, в качестве которых могут использоваться транзисторы или запираемые гпристоры,, Управление преобразователем осуществляется вычислителем 9,принимающим информацию о переменных состояниях (с датчиков 5-7), сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания, и выдающим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2. Вентильный коммутатор 2 преобразователя , управляемого по предлагаемому способу, устанавливается в три позиции, соответствующие определенному состоянию вентилей (две активные и позиция зануления), а переход из одной позиции в другую осуществляется по результатам вычисления прогнозируемого значения рассогласования выходной переменной. 1 ил„ (/, С сг СП о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4330489/07 (22) 23. 11.87 (46} 30.05.91. Бюл. Р 20 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И. Ленина (72) Г.N. Мустафа, В.Г. Луганский, А.Ю. Кутейникова и Г.3. Каландерян (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 886186, кл. Н 02 М 7/48, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСКОВИИ СЛЕДЯЦИМ HHBKPTOPON С ВЫХОДНЬМ ? С-ФИЛЬТPON (57) Изобретение относится к злектротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока). Цель изобретения— уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик. Преобразователь содержит вентнльный коммутатор 2, подключенный

„Я0„„16531О4

2 к источнику напряжения 1 и через фильтрующую индуктивность — к нагрузке 4 игж емкости 1С-фильтра 3. Комму- татор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях, в качестве которых могут использоваться транзисторы или запираемые тпристоры.

Управление преобразователем осуществляется вычислителем 9, принимающим ин— формацию о переменных состояниях (с датчиков 5-7), сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания, и выдающим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2. Вентнльный коммутатор 2 преобразователя управляемого по предлаУ

Ю гаемому способу, устанавливается в три позиции, соответствующие определенному состоянию вентилей (две активные и позиция зануления), а переход ( из одной позиции в другую осуществляется по результатам вычисления прогно- 2 зируемого значения рассогласования выходной переменной. 1 ил.

1653104

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра

5 (напряжения или тока.) .

Цель изобретения — уменьшение коммутационных потерь„за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик. 10

На чертеже представлена структура следящего преобразователя, управляемого по предлагаемому способу.

Преобразователь содержит подключенный к источнику 1 напряжения вентиль- 15 ный коммутатор 2, через фильтрующую

1 индуктивность соединенньпЪ с емкостью

LC-фильтра 3 йли нагрузкой 4, Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемъtx вентилях, в качестве которых могут быть использованы транзисторы или запираемые тиристоры. Информация о переменных состояниях с датчиков 5-7 и сигнал задания по выходной переменной из блока

8 задания.. принимается вычислителем

9, выдающим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2.

Способ управления преобразователем состоит в следующем.

Вычисляется рассогласование Я(t) .(разность выходной переменной и зада— ния) на некоторый интервал времени вперед, равный в данном случае длительности такта модуляции Ь„ При вычислении прогноза предполагается,. что очередное переключение происходит в момент t (отсчет времени ведется от момента последнего переключения).

В результате блок вычисления генерирует переключательную функцию s(t),, однозначно определяющую позицию коммутатора и моменты переключений, т„е„ смены позиции. Первой активной позиции з = +1 соответствует такое состояние коммутатора, когда. включены один вентиль анодной группы и один вентиль катодной группы мостовой схемы; при второй активной позиции s = -1 вклю- 0 чены другие вентили анодной и катодной группы; при позиции зануления s = 0 включаются два вентиля анодной или катодной группы. В процессе работы мостового инвертора к нагрузке прикладывается напряжение источника питания со знаком "- " или "-", а в позиции зануления выходное напряжение коммутатора равно нулю. Переход из одной позиции в другую осуществляется, когда прогноз рассогласования принимает нулевое или минимальное значение

s slgH Я а, Вычисление прогнозируемого значения рассогласования производится по формулам, полученным в результате решения системы дифференциальных уравнений для преобразователя с трехпозиционной НИМ. Прогноз можно прецставить в следующем виде:

Я= f+ s.w, где одна из составляющих определяется текущими значениями переменных состояния (свободная составляющая f) друЪ гая — ожидаемыми позициями коммутатора (вынужденная составляющая w), à s принимает значения +1, -1, .0.

Для составляющих прогноза при отслеживании напряжения LC-фильтра используются следуюцие формулы:

f = iisin h + е соз h — е;

w = u (cost — cos h), где i — - выходной ток;

h — длительность такта модуляции; е — напряжение на нагрузке;

e — задание по напряжению; — локальное время., При этом коммутатор переходит из позиции зануления в активные позиции по условиям:

+ w <О s = +1 о

f — wo p0

При движении из активной позиции . на втором такте интервала прогноза текущий знак импульса может сохраниться либо измениться. Этим возможным состояниям cooTBpтствуют функции

Я= f + з ък

s = +1, где w< = u(1 — cost) .

Переход из активных позиций в позицию зануления осуществляется, если при нахождении в текущей позиции выпоЛняется условие переключения для s = +1

f + wq>0 для в

wö (0О

1653104

f =- i. sinh + e cosh - e, вычисляют вынужденнь?е:оставляющие

» н » условного прогноза рассогласования по формулам

» = u "/2*

» = и (} — сон Q) выч??с.анют разности и сум??ы свободной и вь?н:".жденных с оставля?ощнх я — » ° f +» f — » и f +»

Составитель О. Парфенова

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор A ОбРУчар

Заказ 1778 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

При изменении предлагаемого способа примерно вдвое снижаются массогабаритные показатели фильтра и, следовательно повышается КПД преобразоt

5 вателя. Кроме того, согласно способу при реализации низкочастотной UHM .при удовлетворительных параметрах фильтра уменьшаются коммутационные потери и экономится энергия, что осо- 10 бенно важно для мощных. преобразователей с использованием дешевых переключающих элементов. Применение способа вследствие хорошего качества отслеживания эффективно при построении систем, к которым предъявляются высокие эксплуатационные требования (например, работа с нелинейной нагрузкой, хорошая динамика, высокий КПД и др. .

Формула изобретения

Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным LC-фильтром, заключающийся в том, что формируют 25 сигнал е„ задания по напряжению, измеряют входное и выходное напряжения и и е и ток i конденсатора фильтра, задают интервал времени, длительность ,h которого равна предположительной длительности такта модуляции выходного напряжения инвертора, устанавливают первую активную позицию вентилей, при которой включены один вентиль анодной и один вентиль катодной групп, вторую активную позицию, 35 при которой включены другие вентили анодной и катодной групп, и позицию зануления, при которой включены оба вентиля анодной или катодной групп, переключают нентк??и и.- одной позиц??н в другую q л и ч р ю щ н и с тем, что, с целью умень???е: †.ия коммутацион??ьгс потерь: у,?у н??ен-.?я пи??а тческих х;-?рактеристчк, одно. ::р:-?:.анно с выполнением каждогi> перекГБО ?ения ??а чинают Отсчет локаль?.:ого нрсм ни L, вычисляют снободн ? ? с ос та?:л?:?...??,у. о условного прогноза рассогласования по формуле контролируют значения вьтчисленньх разностей и су?м и н момент вре??ени, когда выполняется условие f — »ц О, переключают вентили из первой активной позиции в пози?и?ю зануления, в момент времени, когда выполняется условие f + » >0,, вентили переключают из позиции зануления во вторую активную позицию„ в момент времени, когда выполняется условие f — »,?}(Э, вентили переключают из второй активной позиции в позиц?пп зануления, а в момент времени, когда выполняется условие Е + с<> С О, вентили переключают из позиции зануления н первую активную позицню.