Устройство для управления преобразователем частоты

80.1 2 16 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ,Н 02 Р 13/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ла задания и блок управления выпрями-, телем, выход которого предназначен для подключения к выпрямителю, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно . снабжено вторым датчиком обратной связи, вторым блоком сравнения, генератором синусоидального задающего сиг.нала с двумя входами, причем вход второго датчика обратной связи предназначен для подключения к выходу инвертора, выход соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального задающего сигнала, выход подключен к входу бло- Еа управления инвертором, вход пер-.вого датчика обратной связи предназначен для подключения к выходу фильтра, первый вход генератора синусоидаль. - . ного задающего сигнала предназначен Р для подключения сигнала управления, а второй вход подключен к входу сиг, нала задания первого блока сравнения,(21) 3266324/24-07(71) Новосибирский электротехнический институт(56) 1. Сандлер ные инверторы с модуляцией. М., с, 24.2. Авторское 9 377955, кл, Н А.С. и др. Тиристорширотно-импульсной(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, состоящимиз управляемого выпрямителя, фильтраи автономного инвертора, содержащееблок управления инвертором, выходкоторого предназначен для подключенияк инвертору, соединенные последовательно первый датчик обратной связи,первый блок сравнения с входом сигнаОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 л 3туду напряжения (тока). Таким образом, С помощью первого контура осуществляется амплитудно-импульсный метод управления ПЧ.Второй контур (АИ, Д 2, С 2, БУИи АИ) предназначен для дополнительного регулирования и стабилизациивыходного напряжения (тока) инвертора 3 при различных задающих (в соответствии с синусоидальным задающимсигйалом Е) и возмущающих (по сетии по нагрузке) воздействиях методомширотно-импульсной модуляции (ШИМ).Амплитуда.и частота Е линейнозависят соответственно от сигналовЕ,1 и Е . Регулирование и стабилиэацйя контуром с ШИМ осуществляется путем изменения глубины модуляцииинвертора 3. Второй контур регулирова"ния по сравнению с первым является. бо"флее быстродействующим. Это определяется следующими причинами.Во-первьк, первый контур регулирования и второй в качестве сигналовобратной связи используют соответственно медленно (Е) и быстроменяющееся ( О ) напряжения по отношению к сигналу задания. Скорость,изменения напряжения Ео определяется. параметрами фильтра 2, присутствующего в первом контуре. Во-вторых,быстродействие отработки сигналазадания каждым контуром определяется его частотой выработки управляющих импульсов, которая в контуре 35регулирования с ШИМ, как правило,выше, чем в контуре с амплитудно"импульсной модуляцией (АИМ).Хотя контур с ШИМ является болеебыстродействующим, он имеет вспомогательное значение. Данный контур определяет способность ПЧ регулироватьи стабилизировать выходное напряжение(ток) АИ только в динамических режимах. (В контуре кроме ШИМ могут использоваться и другие аналогичные побыстродействию методы регулирования;широтно-импульсное регулирование, фазовое и т.д.). В статике и в медленноизменяющихся процессах регулирование 5 би стабилизация осуществляется контуром с АИМ. Рассмотрим взаимодействие двух сущеЪ Т ствующих контуров. Будем, для сокра 55 щения называть их следующим образом: контур регулирования по методу АИМКАИМ, контур регулирования по методу ШИМ-КШИМ. В статике контура выполняют. следующие функции,КАИМ обеспечивает необходимый уровень Е , а следовательно, амплитудувыходного напряжения (тока) инвертора 3. Параметры датчика 8 подбираются такими, чтобы КШИМ при этом обеспечивал максимально возможный уровеньглубины широтно-импульсной модуляции(0,8-0,9), при котором качество вьнсодной энергии АИ является наилучшим.В динамике можно выделить три режима в соответствии с видами возмущений: изменение сигнала задания Еф Уизменение питающей сети, изменениенагрузки.Процессы в обоих контурах происходят одновременно, но в силу того,что один из контуров более инерционный, можно (для простоты описания)считать, что процессы в контурахпроисходят последовательно: сначалав менее инерционном, потом в болееинерционном.Изменение Е 1. В силу большой инерционности КАИМ в этом случае (а такжев последующих) в первую очередь срабатывает КШИМ: изменится амплитудасигнала Е , а следовательно, и сигнала ошибки,402- Ез-(н,1Изменение О цриведет к изменению глубины модуляции АИ, что в нужную сторону изменит. амплитуду выходной величины ПЧ, устанавливая ее нанужном уровне. Одновременно сигнал Е1влияет на КАИМ. На выходе блока сравнения 9 появится первый сигнал ошибки:,=,-оЧерез определенное время (в соответствии со своей постоянной времеФни) контур регулирования путем изменения угла управления выпрямителя 1отрабатывает данный сигнал и устанавливает Е на необходимый уровень,определяемый сигналом Е 1. Но так какКШИМ уже отработал сигнал Е через Е1и сам установил выходную величинуАИ на требуемый уровень, то установленная величина Е будет для него новым возмущающим воздействием. Последнее КШИМ отрабатывает, тем самым возвратив величину глубины модуляции доисходного значения.Изменение напряжения питающей сетВ этом случае Ео, а следовательно,1102016 Составитель О,ПарфеноваТехред М. Надь КорректорО Билак Редактор Н.Яцола Заказ 4780/42 Тираж 667 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и выходная величина инвертора, будет меняться со скоростью, определяемой постоянной времени фильтра 2, Эта же постоянная времени определяет инерционность работы КАИМ. Следова тельно, данное возмущение будет нейтрализовываться, в основном, контуром КАИМ, стабилизирующим Ена необходимом уровне.Изменение нагрузки. Так как динамика данного режима довольно сложна, рассмотрим его на конкретном примере-слежении за током нагрузки .1,ЭН) . Пусть Э увеличился. При этом сразу сработает КШИМ, уменьшив глуби ну модуляции Это приведет к уменьшению напряжения на выходе АИ, чтовосстановит требуемое значение ЭН Но ток, потребляемый инвертором ( Э ), прямо пропорционален глубине моду ляции АИ .(при постоянном 3 ). Следовательно, Эо уменьшится, Выпрямитель обладает определенным наклоном своей внешней характеристики. Поэтому уменьшение Э приведет к повыше нию Е . Новый уровень будет возмуОщением для КАИМ. Через определенное время КАИМ восстановит Е- уменьшит его, при этом уменьшится 3 о , а следовательно, и Эн становится при этом зо ниже заданной величины. КШИМ отработает последнее уменьшение путем увеличения глубины модуляции, возвращая ее к исходной величине.Аналогичные процессы протекают при изменении нагрузки и в случае слежения за выходным напряжением АИ.В случае слежения за 1 н датчик 8 безинерционное звено; при слежении же за выходным напряжением датчик 8 должен быть фильтрующим (для вьщеленн гладкой составляющей выходного напряжения).В силу своего быстродействия КШИМ может обрабатывать и пульсации напряжения на входе АИ, что позволяет до определенной величины уменьшить параметры фильтра 2, а следовательно, его весо-габаритныв показатели, и повысить быстродействие КАИМ,Таким образом, предлагаемое устройство, состоящее из.двух контуров регулирования и стабилизации одной вы ходной величины ПЧ (напряжения тока объединяет в себе достоинства обоих контуров регулирования. Быстродействие определяется контуром КШИМ, а качество выходной энергии (в статике) контуром КАИМ.