Способ слежения за выходным током вентильного преобразователя

«1

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

00 540338

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4@4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.75 (21) 2143685/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 15.02.77 (51) М. Кл 2 Н 02Р 13/16

Государственный комитет

Совета Мини.-тров СССР по делам изобретений и оытий (53) УДК 621.316.726 (088.8) (72) Автор изобретения

A. Н. Абрамов (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) СПОСОБ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ВЫХОДНЫМ ТОКОМ

ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано для управления вентильным преобразователем со слежением по току при работе на двигатель постоянного или переменного тока.

Известны способы слежения за током, основанные на выработке импульсов управления нуль-органами в момент равенства сигнала, пропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, опорному сигналу (1, 2). Такие системы применяются как в собственно частотно-токовых системах, в которых основным заданием является задание на ток (1), так и в системах подчиненного регулирования (2), в которых контур регулирования по току является вспомогательным, подчиненным контуром регулирования.

Известные устройства при слежении по мгновенному значению неточны, а слежение по интегральному принципу обладает запаздыванием и неустойчиво.

Известно устройство, в котором при слежении за выходным током преобразователя на вход каждого нуль-органа подают, кроме опорного сигнала и сигнала, пропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, также и сигнал, пропорциональный интегралу от указанной разности (3). (2

Недостаток известного способа заключается в ухудшении точности слежения при быстрых изменениях управляющего сигнала (например, при увеличении частоты и амплитуды синусоидального сигнала), когда начинает проявляться инерционность интегрирующей цепи, постоянная времени которой выбирается сравнительно большой из соображений устойчивости слежения.

10 Целью изобретения является увеличение точности слежения и расширение области устойчивой работы.

Для этого в предлагаемом способе на вход каждого нуль-органа подают дополнительный

15 синусоидальный сигнал с частотой питающей сети, с нулевой фазой относительно соответствующих точек естественного зажигания вентилей и с амплитудным значением, пропорциональным среднему значению пульсаций тока

20 нагрузки при нулевой модуляции.

На фиг. 1 изображена блок-схема управления, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — эпюры токов и напряжений.

Блок-схема управления содержит сумматор

25 1, усилитель 2, фазосдвигающее устройство 3, каждый канал которого имеет нуль-орган 4, клеммы 5, на которые подают напряжение от источников опорного сигнала 1«», клеммы 6, на которые подают напряжение от дополни30 тельных источников опорного сигнала l«,, «>540338

Способ слежения за выходным током вен30 тильного преобразователя, состоящий в том, что вырабатывают импульсы управления нульорганами в момент равенства сигнала, пропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, опорному сигналу, о т л и ч а ю35 щий ся тем, что, с целью увеличения точности слежения и расширения области устойчивой работы, на вход каждого нуль-органа подают дополнительный синусоидальный сигнал с частотой питающей сети, с нулевой фа40 зой относительно соответствующих точек естественного зажигания вентилей и с амплитудным значением, пропорциональным среднему значению пульсаций тока нагрузки при нулевой модуляции.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бродовский В. Н., Иванов E. С. Приводы с частотно-токовым управлением, М., «Энергия», 1974 г., стр. 124 — 128.

50 2 . Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление тиристорными преобразователями, М., «Энергия», 1975, стр. 172 — 184.

3. Грабовецкий В. Г., Абрамов А. Н. и др.

«Обобщенные критерии выбора замкнутых си55 стем раздельного управления ТПЧ, следящих за напряжением или током», отчет НЭТИ, этап 15.2 по теме А — 29 — 70 «Разработка серии тиристорных преобразователей частоты...» г. Новосибирск, 1974 r, № 7100390 (гос. ре50 гистрации), № 355529 (инвентарный), стр

41 — б2 (прототип). ловую часть преобразователя 7 и двигатель

8, и весовые сопротивления 9.

На вход сумматора 1 подают два сигнала, один из которых пропорционален заданному току 1„а другой — току нагрузки 4. Разность этих сигналов после усиления усилителем 2, подают на нуль-органы 4 фазосдвигающего устройства 3, число каналов которого равно числу фаз преобразователя т. На вход каждого нуль-органа 4 подают также опорный косинусоидальный сигнал 4, (фиг. 2,в) и дополнительный сину соидальный сигнал (фиг. 2,в). В примере блок-схемы (фиг. 1) применена схема параллельного суммирования, т. е. суммирования токов, протекающих через весовые сопротивления 9. Импульс управления, вырабатываемый нуль-органом 4, подают на соответствующий тиристор вентильного преобразователя 7, питающий двигатель 8, Влияние дополнительного сигнала на увеличение точности и устойчивости слежения можно оценить следующим образом. Импульс управления вырабатывается, когда выходной ток нуль-органа,4, (фиг. 1) станет равным нулю. Согласно же фиг. 2, в это условие можно сформулировать так: импульс управления вырабатывается, когда усиленный сигнал А (I,— — 4) станет равным сумме опорного и дополнительного сигналов.

В установившемся режиме ток нагрузки в моменты коммутации имеет одно и то же значение, которое обозначено I, на (фиг. 2,б).

Величина i, в момент коммутации пропорциональна среднему значению пульсаций тока нагрузки (I ) при любом угле управления а.

Это означает, что среднее значение тока нагрузки равно заданному току, т. е. слежение осуществляется точно.

Нагрузка преобразователя — двигатель и сглаживающий реактор — может быть представлена в виде последовательных соединенных противо-Э.Д.С. (ЕД, индуктивности (Ц и активного сопротивления. В реальных схемах индуктивное сопротивление на частоте пульсаций во много раз больше активного сопротивления. Поэтому при качественных оценках тока пульсаций можно пренебречь активным сопротивлением. Тогда мгновенное .значение тока пульсаций на межкоммутационном интервале изображено на (фиг. 2, а, б).

В этом случае среднее значение пульсаций тока нагрузки является синусоидальной функцией угла управления. Частота дополнительного синусоидального сигнала (фиг. 2,в) равна частоте питающей сети (о), его амплитуца пропорциональна среднему значению пульсаций тока нагрузки при нулевой модуляции (угол управления равен 90 ), а фаза равна нулю, если отсчитывать ее от точек естественного зажигания вентилей (изображено на фиг.

2 в).

Итак, значение дополнительного сигнала в момент выработки импульса управления про5 порционально среднему значению пульсаций тока натрузки при любых углах управления, так как обе величины имеют одну и ту же синусоидальную зависимость от угла управления. Поэтому точность слежения будет сохра10 няться при любых углах управления.

Поскольку источник дополнительного сигнала является элементом программной системы, а не обратной связи, и не содержит фильтров с большой постоянной времени, то он не бу15 дет вносить дополнительной задержки в определении среднего значения тока нагрузки.

Поэтому точность слежения будет высокой и в динамических режимах.

Таким образом, предложенный способ сле20 жения за током в вентильных преобразователях увеличивает точность слежения, расширяет область устойчивости работы и, кроме того, делает преобразователь линейным по своим динамическим свойствам во всем диапазоне

25 углов управления.

Формула изобретения

540338 Ïóã. 2

Составитель Е. )Кданов

Техред И. Карандашова

Редактор Н. Скляревская

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3082/17 Изд. № 388 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5