Вниипроектэлектролюнтаж»

О П 312352 Е Союз Соггтских Социалистических РеспубликЗависимое от т. свидетельства1.1967 ( 1179056/24-7 ПК И 02 пт 7/12 Н 02 р 1316 явлено 14 Л 1 с присоединением заявкиКомитет пс деле",з зобретеиий и охрытиб при Совета Министров СССРриорит Дата бликования описания 12.Х,1971 Автор ь; зобретения Гольденталь и В, Д. Латышк Заявител кое проектно-экспериментальное отделение Всесоюзного ого научно-исследовательского и проектного институтВ Н И И ПРО ЕКТЭЛ ЕКТРОМОИТАЖ Ленос да ПОСОБ УПРАВЛЕНИ ТИЛЬНЬ 1 М ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ервои гармопотребляемого образователемяемые соотноИзвестны способы управления вентильными преобразователями, состоящими из двух последовательно включенных на общую нагрузку управляемых выпрямителей, один из которых выполнен по схеме с естественной коммутацией, а другой с искусственной, путем регулирования углов заокигания в функции задающего сигнала. Эти способы не обеспечивают поддержания созтр=1 в широком диапазоне выпрямленного тока и напряжения,Описываемое изобретение решает эту задачу путем регулирования реактивной мощности вентильного преобразователя и поддержания ее на заданном уровне.На фиг. 1 показана блок-схема вентильного преобразователя с регулированием по величине отклонения реактивной мощности; на фиг. 2 - блок-схема вентильного преобразователя с регулированием реактивной мощности по возмущению (по току нагрузки).Для того чтобы величина потребляемой реактивной мощности оставалась постоянной, углы зажигания вентилей обоих преобразователей а 1 и а, должны изменяться при регулировании выпрямленного напряжения (1 а таким образом, чтобы одновременно выполнялись соотношения(1 т= (4 с 1 созтР 1+ Удзсозтр де углы сдвиганическойкаждым пртока, опред шениемсов+ сов(с+ тР 1 (Р 2 -ояко: д.с, холоазователей егулировавыпрямленныестого хода преопри ото тствии ия,гол ком мутаци ыпрямленный т ователей. вентилеи,к преобраешение (1) и (2) даег следуюуглов (Р 1 и я)2. Совместное щие значен3В случае, когда вольт-амперная характеристика нагрузки известна и определенна (т, е. когда выпрямленное напряжение и ток связаны известным однозначным соотношением), значения углов зажигания вентилей могут быть вычислены при помощи уравнений (3), (4), (5) и реализованы при регулировании выпрямленного напряжения,Если же ток нагрузки может изменяться независимо от величины напряжения, как например в большинстве электроприводов, для обеспечения постоянства реактивной мощности можно применить замкнутую систему автоматического управления, воздействующую соответствующим образом на углы зажигания вентилей обоих преобразователей.Рассмотрим блок-схему (см. фиг. 1). На вход системы управления СУ 1 углами зажигания вентилей а преобразователя В 1, выполненного по схеме с естественной коммутацией вентилей, подается сигнал управления (1,. с выхода усилителя У 1, на вход которого подается задающий сигнал У и сигнал обратной связи У по основному регулируемому параметру.На фиг. 1 в качестве такого параметра условно показано выпрямленное напряжение К или скорость приводного двигателя и, являющегося нагрузкой преобразовательной установки; в общем случае это могут быть и другие физические величины, как например ток двигателя или угол поворота механизма. Эта система автоматического регулирования обеспечивает требуемый уровень выпрямленного напряжения преобразовательной установки независимо от величины выпрямленного напряжения преобразователя с искусственной коммутацией вентилей В 2, обеспечивая тем самым выполнение соотношения (1). Одновременное выполнение соотношения (2), необходимое для постоянства реактивной мощности, обеспечивается работой второй системы автоматического регулирования, воздействующей на углы зажигания вентилей а преобразователя с искусственной коммутацией вентилей. С этой целью на вход системы управления СУ 2 углами зажигания вентилей преобразователя В 2 подается сигнал управления У с выхода усилителя У 2, на входе которого сравниваются фактическое Я и заданное Я, значения реактивной мощности. Фактическая величина реактивной мощности преобразовательной установки определяется датчиком реактивной мощности ДРМ по величине и фазе первичного напряжения У и тока 1 преобразовательного трансформатора.При регулировании выпрямленного напряжения эти системы автоматического регулирования обеспечивают одновременное изменение углов регулирования а, и я, необходимое для поддержания постоянства реактивной мощности. Так, например, при изменении задающего сигнала в сторону снижения величины выпрямленного напряжения будет увеличиваться угол аь снижая напряжение преобразова 5 10 15 20 Й 5 30 35 4 Э 45 50 55 60 65 4теля В 1; одновременно вследствие увеличения реактивной мощности Я будет увеличиваться угол аь восстанавливая величину Я и уменьшая напряжение преобразователя В 2.Такое изменение углов будет продолжаться до тех пор, пока результирующее напряжение обратной связи (1 не достигнет требуемого уровня. Аналогично протекает работа схемы при изменении нагрузки преобразователя. Так, например, увеличение реактивной мощности Я вследствие повышения выпрямленного тока приведет к увеличению угла а и снижению напряжения преобразователя В 2.Вследствие изменения выпрямленного напряжения будет изменяться угол аь повышая напряжение преобразователя В 1 и способствуя снижению Я. В результате этих изменений будут восстановлены требуемые значения У и Я при изменившейся величине тока нагрузки.Таким образом, значения углов а и аг автоматически изменяются, обеспечивая выполнение системы уравнений (4), (5).Блок-схема, указанная на фиг. 2, предусматривает регулирование реактивной мощности не по отклонению регулируемой величины (реактивной мощности), а по возмущению (по величине тока нагрузки), путем непосредственного решения систем уравнений (1) и (2) на аналоговом устройстве. Этим обеспечивается инвариантность системы регулирования, отпадает необходимость измерения фактического значсния реактивной мощности, устраняются трудности в настройке двух совместно работающих нелинейных систем автоматического регулирования.Помимо элементов системы управления каждым из преобразователей У 1, У 2, СУ 1, СУ 2 схема содержит входной усилитель УЗ и аналоговое вычислительное устройство (обведенное на фиг. 2 пунктиром), состоящее из трех функциональных преобразователей ФП 1, фП 2 и ФПЗ.На фиг. 2 показаны математические операции, выполняемые функциональными преобразователями, где величиной Х обозначен сигнал, подаваемый на вход функционального преобразователя.На вход усилителя УЗ подается разность задающего сигнала У и сигнала обратной связи по регулируемому параметру Ь,.Так же, как и на фиг. 1, в качестве сигнала обратной связи условно показано напряжение или скорость двигателя, являющегося нагрузкой преобразовательной установки. Выходное напряжение усилителя У пропорционально выпрямленному напряжению установки У и является основным регулирующим сигналом в схеме управления. Это напряжение разделяется с помощью аналогового устройства на два сигнала Ьлсозр и Улсоз, пропорциональные выпрямленным напряжениям каждого из преобразователей, которые, сравниваясь с истинными значениями выпрямленных напряжений У,и и Уд, поступают в схемы управлениякаждого из преобразователей и обеспечивают соответствующее изме 1:ение углов зажигания вентилями.Работа аналогового устройства происходит в соотв,.тствин с уравнениями (1) и (2) и заклю ается в сл дующем.Зада 1 он;нй си: нал для выпрямленного напряжения нсрьо: о преобразователя В 1 (с естественной коммутацией вентилей) Уло 1 соз 1 р 1 получает я как разность задающего сигнала на пряжения преобразовательной установки с 1 л и задающе;о сигнала для напряжения второго преобразователя (с искусственной коммутацией Ве 11 тилей) 1 л 02 соз 2.lло 1 СОЭ 1, = - 11 - 1 ло 2 СОЗО: .Затем сигнал Уло 1 созр поступает на вход функционального преобразователя ФП 1, преобразующего его в величину, пропорциональную относительному значению реактивной мощности, потребляемой первым преобразователем, на основе синусно-косинусной зависимости;= Улр 181 п ,=У, - (Улр 1 соз;.,).т,Полученный сигнал вычптается из относительного значения результирующей реактивной мощности для получения относительнойвеличины реактивной мощности, комгснсируемой вторым преобразователем:а (= -- Ул 81 п 9, = Улез 81 п:з (8)т т,35В свою очередь, сигнал, пропорциональныйотносительному значению результирующейреактивной мощности, определяется при помощи функционального преобразователя ФПЗ,воспроизводящего гиперболическую зависи Омость, как величина обратно пропорциональная фактическому значению выпрямленноготока 1 л, причем коэффициент пропорциональности характеризует в некотором масштабеабсолютное значение поддерживаемой реактивной мощности.Сигнал относительной реактивной мощностивторого преобразователя, поступая на входфункционального преобразователя ФП 2, аналогичного по воспроизводимой математическойзависимости ФП 1, преобразуется в сигнал,пропорциональный выпрямленному напряжению второго преобразователя:Улез СЯ Рз - /Ул 12 - (Улез 1 оз) . (9) 55Последний и подается для вычитания из задающего сигнала для результирующего выпрямленного напряжения, замыкая тем самым схему аналогового вычислительного устройст- В 21.1 аким образом, аналоговое вычислительное устройство перераспределяет основное регулирующее воздействие по двум ка 1 алам в зависимости от величины выпрямленного напряжения тока, не изменяя в то же время его величины. Благодаря этому, несмотря на наличие в схеме трех блоков нелинейности, система управления остается линейной.Наличие индивидуальных схем управления каждым преобразователем, на входе которых срав 1 иваются зада 1 огцие и фактические величины выпрямленного напряжения, обеспечивает регулирование углов зажигания вентилей в соответствии с уравнением (3), т. е. с учетом влияния угла коммутации вентилей на величину реактивной мо 1 цности и выпрямленного напряжения.11 рименяемые в схеме функциональные преобразователи могут быть построены по люоому принципу, ооеспечивающему требуемые соог 11 ошсиия напряжений вход - выход, которые, в свою очередь, могут быть с целью повышения точности регулирования скорректированы для воспроизведения более сложных (по сравнению с ОП 11 сан 11 ыми) математических зависимостей, точнее отражающих электромагнитные процессы в вентильных преобразователях. Предмет изобретенияСпособ управления вентильным преобразователем, состоящим из двух последовательно включенных на общую нагрузку управляемых выпрямителей, один из которых выполнен по схеме с естественной коммутацией вентилей, а другой с искусственной, путем регулирования углов зажигания в функции задающего сигнала, отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянства реактивной мощности, задающий сигнал распределяют между системами управления каждого выпрямителя в функции относительного значения результирующей реактивной мощности таким образом, что сигнал управления, подаваемый в систему управления выпрямителя с естественной коммутацией, получают как разность между сигналом, представляющим функцию указанного задающего сигнала, и задающим сигналом выпрямителя с искусственной коммутацией, для формирования которого полученную разность преобразуют в величину, пропорциональную относительному значению реактивной мощности, потребляемой выпрямителем с естественной коммутацией, и вычитают ее из относительного значения результирующей реактивной мощности.312352 У СУг иг. 1 Составитель Г. Бейдертор В. В. Фельдман Техред Т. П. Курилко Корректор 3. И. Тарасов пография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2772/1ЦНИИПИ Комитет Изд,1180 Тираж 473 Подписноепо делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5