Способ регулирования напряжения реверсивного преобразователя

Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кк. Н 02 Р 5/16 Государстаеиный комитет СССР оо делам нюбретений н открытий(71) Заявит СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯРЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(54 1Изобретние относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления электродвигателями.Известен способ регулирования напря 5 жения ревирсивного преобразователя путем изменения угла открывания вентилей (1. Этот способ не обес" печивает сопряжения внешних характеристик выпрямителя и инвертора , 1 О ухудшает динамические характеристики электропривода. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ 15 регулирования напряжения реверсивного преобразователя с совместным управлением вентильными группами путем изменения фазового открывания венти- лей г, Однахо применение указан кого способа предусматривает введение в якорную цепь двигателя дополнительных индуктивностей, которые существенно увеличивают электрическую постоянную электропривода, т.е. 25 ухудшают динамические показатели.Целью изобретения является повышение динамических показателей, а именно повышение быстродействия устройства. ЗО Поставленная цель достигается тем, что сумму углов открывания соответствующих пар вентилей первой и второй групп поддерживают равной 360 эл.град. при изменении угла открывания каждого вентиля в диапазоне 90-270 зл. град, а при углах открывания вентилей одной из групп ниже 90 эл. град. угол открывания вентилей другой группы оставляют равным или меньшим 270 эл. град.Пример устройства, реализующего йредлагаемый способ, представлен графическими материалами, где на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства управления вентильным электроприводом, реализующего предложенный способ;на фиг.2 приведены временные диаграммы напряжений в вентильном преобразователетна фиг.з - механические характеристики привода в режиме прерывистого тоха.Устройство для управления вентилями преобразователя состоит иэ ограничителя 1, формирователя пилообразного напряжения 2, двух компараторов 3 и 4, ко входам каждогоиз которых подключен один из выходов ограничителя 1 и один из выходов Формирователя пилообразного напряжения 2, выходы хомпараторов 3 и 4подключены к управляющим электродам соответствующих групп вентилей 5,6 преобразователя.Устройство работает следующим образом.На вход Формирователя пилооб,разного напряжения 2 поступает напряжение питания электропривода. На выходах формирователя получают пилообразное напряжение с длительностью линейного участка пыли равной периоду питающего напряжения, прйчем на одном из выходов формируется пилообразное напряжение со спадающим линейным участком, в то время как на другом выходе формируетоя пилообразное напряжение с нарастающим линейным участком. Пилообразные напряжения поступают соответственно на первые входы компаратороэ 3 и 4, на вторые входы которых подаются напряжения с ограничителя 1, Каждый компаратор Формирует отпирающий импульс в момент равенства йостояниого управляющего напряжения с поступающим иа первый вход пилообразным напряжением. При Пдр =О углы открывания вентилей 5 и 6 равны 180 эл,град. При увеличении управляющего напряжения выходной импульс компаратора 3 по Фазе смещен влево, в результате чего вентиль б переходит в выпрямительный режим (фиг.2) и двигатель начинает вращаться. Одновременно выходной импульс компаратора 4 смещается в противоположную сторону и угол открывания вентиля 5 устанавливается больше 180 эл. град, т.е. он подготовлен к режиму инвертирования. Вентиль 6 открывается в момент времени, соответствующий углу А 6, когда напряжение питания превышает ЭДС якоря двигателя Е,1. Создаваемый разницей этих напряжений ток совйадает по направлению с запряжением питания и направлен против Е , т.е, двигатель потребляет энергию от источника. Вентиль 5 притаком соотношении сигналов не открывается, так как в момент временисоответствующий с. анодное напряжениена нем отрицательное. При уменьшенииуправляющего сигнала угол 46 увеличивается, в результате чего вентиль6 перестает открываться, а 3. уменьшается, Анодное напряжение вентиля5 становится положительным, он открывается, а создаваемый разницей напряжения питания и ЭДС якоря двигателяток совпадает по направлению с Еи нацравлен против напряжения питаният.е. двигатель отдает энергию в сеть.Так как пилообразные напряженияна первых входах компараторов имеют одинаковую амплитуду, а на вторые входы поступает одно напряжениеуправления, в процессе регулирования, веитилей будет выполняться условиео постоянства суммы углов д. +4. =360 Если при таком соотношений углов открывания вентилей изменяется напряжение питания или управляющее напряжение, инвертирующая вентильная группа вступает в работу сразу же послеокончания работы выпрямительной груп,пы, Таким образом, переход приво да из двигательного режима в тормозной и наоборот имеет место без разрыва механических характеристик. Этоозначает что внешние характеристики вентильных групп в прерывистом 10 режиме сопряжены, как показано нафиг. 3, Здесь работе вентиля 5 соответствуют, например,характеристики, расположенные в первом и четвертом квадрантах,а работе вентиляб - во втором и третьем квадрантах.Указанное соотношение углов регулирования групп для сопряжения ихвнешних характеристик необходимовыполнять при изменении угла открывания каждого вентиля в пределах90-270 эл. град.Для увеличения диапазона регулирования скорости нагруженного двигателя угол открывания вентилей выпрямителя уменьшают ниже 90 эл. град.2 Б При этом угол открывания вентилей ,инвертора оставляют равным или меньшим 270 эл.град. Внешние характеристики вентильных групп остаютсясопряженными, а механические харак- Я теристики привода непрерывными, таккак скорость холостого хода двигателя при изменении угла открываниявентилей выпрямителя от 90 эл.град.до О остается неизменной. В привеЗ 5 денном устройстве ограничение угловв инверторном режиме осуществляетсяограничением управляющего сигнала.Ограничитель 1 имеет вход, на который поступает управляющее напряжение,и два выхода. В линейной зоне напряжения на обоих выходах одинаковымежду собой и равны напряжению навыходе. На первом выходе, подключенном к компаратору 3, ограничивается отрицательное напряжение, при 45 котором вентиль 6 переходит в инверторный режим. На втором выходе,подключенном к компаратору 4, ограничивается положительное нспряжение, при котором вентиль 5 переходит Я также в инверторный режим. В обоихслучаях управляющее напряжение ограничивается на уровне, равном половине амплитуды пилообразного напряжения. Это соответствует углу открывания вентиля 270 эл.град.Укаэанное устройство может бытьвыполнено аналогично и для большогочисла фаз питающего напряжения.Таким образом, предложенный способ обеспечивает сопряжение внешних 60 характеристик выпрямителя и инвертора в режиме прерывистого тока, т.е.непрерывность механических характеристик злектропривода, расположенныхв четырех квадратах, что следует из 45 описания устройства, реализующегоданный способ, Благодаря зтсму динамические характеристики электроприво да улучшаются,Формула изобретенияСпособ регулирования напряжения реверсивного преобразователя с совместным управлением вентильными группами путем изменения фазового угла открывания вентилей, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, сумму углов открывания соответствуюших пар вентилей первой и второй групп поддерживают равной 360 эл.град. при изменении угла открывания каждого вентиля в диапазоне 90-270 эл.град, а при углах открывания вентилей одной из групп ниже 90 эл.град. угол открывания вентилей другой группы оставляют равным или меньшим 270 эл.град.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Сб. Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве, т.1.М.,Энергияфф, 1971, с.34.2. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. М.,Энер 15 гияф, 1969, с. 128.775849ис.Составитель И.Коротеева Редактор В.Левятов Техред И.Коштура Корректор Ю.Макаренко Эаказ 7780/68 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретениЯ и открытиЯ113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП Патент, г. УжГород, ул, Проектная, 4