Устройство для управления -фазным инвертором

оц 921040 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 300780 (21) 297210 б/24-07с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 150482. Бюллетень йо 14Дата опубликования описания 1504.82 1 э 1 М. Кл.з Н 02 Р 13/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и,открытий:с оМосковский ордена. Ленина и ордена Трудового "КрасмогоЗнамени институт инженеров железнодорожного трансйорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ 1 Ъ-АЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ 1 О 20 25 30 Изобретение относится к автоматическому регулированию на постоянство угла запаса инвйртора, в общем случае Го-фазного.Известно устройство управления статическим инвертором, в состав ко.торого входит измерительная цепь, кольцевой счетчик, с разрядоВ кОторого отпирающие импульсы подаются на вентили соответствующего Плеча преобразователя 1.Схема обеспечивает устойчивую работу преобразователя и симметричность фаз отпнрающих импульсов в каждом плече преобразователя, но, так как рекуперирование осуществляется по минимальному граничному углу запаса одной фазы, то углы запаса в двух других фазах могут достигать значительной величины, что снижает коэффициент мощности и ухудшает энергетические показатели преобразователя.Из известных устройств для управления инвертором наиболее близким По технической сущности является устройство для управления сп-фазным ин-. вертором, содержащее о каналов управления по одному для каждой фазы, каждый из которых содержит блок срав нения, соединенный одним входом с датчиком коммутации, другим входом с задатчиком угла запаса, а .своими входами положительного и отрицательного рассогласования - с соответствующим входом блока фазового управления, и датчик полярности полупериодов 2).Характерной особенностью работы данного ругулятора является тот факт что формирование импульсовотпирания вентилей в каждой фазе осуществляют на основе информации о рассогласовании в предыдущем полупериоде, т,е.инФормации о режиме работы противоположного контура регулирования преобразователя. Существенным недостатком такого. одноканального регулиро- вания является то, что с ростом нагрузки наличие даосе небольшой разнофаэности (в пределах допустимых зна,- чений) по полупериодам сигналов управления для отпирания вентилей при работе инвертора с малым углом запаса (порядка 20 эл.град. и менее) наблюдается его неустойчивая работа, приводящая к опрокидыванию. Такое явление возникает вследствие резкого нарастания раэнофазности сформирован. ных сигналов управления по полупериодам, вызываемого несоответствиемдля данного полупериода рассогласования, полученного в другом полупе.риоде напряжения. При значительной уставке заданного угла запаса переходные процессы в инверторе носят ярко выраженный колебательный характер, а при снижении величины уставки работа регулятора становится неустойчивой, В результате отмеченного явления в одном полупериоде напря- женйя инвертора угол запаса увеличи О вается, а в другом - уменьшается, а, следовательно, уменьшается время восстановления запирающих свойств вентилей, работавших в этом полупе риоде. Если процесс восстановления 15 запирающих свойств вентилей не успевает закончиться к моменту смены полярности переменного напряжения, то вентили уже нельзя будет закрыть и при дальнейшем нарастании напряже ния другого знака будет действовать сумма напряжений генератора и сети, в результате чего наступит режим короткого замыкания, называемый опрокидыванием инвертора.Целью изобретения является ловышение устойчивости и улучшение динамических характеристик работы инвертора.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления инвертором блок фазового управления содержит генератор тактовых импульсов, инвертор и два узла формирования импульсов, каждый из которых состоит из двух элементов И, реверсивного З 5 счетчика и преобразователя кодовой информации в фазоимпульсную, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом каждого из элементов И и с первым входом каждо го преобразователя кодовой информации н фазоимпульсную, выход положительного рассогласования блока сравнения соединен со вторым входом первого элемента И, а выход отрицатель :ного рассогласования - со вторым входом второго элемента И каждого из узлов формирования импульсов, выход датчика полярности:полупериодов соединен с третьим входом каждого из элементов И, относящихся к первому узлу формирования импульсов непосредственно, а относящихся ко второму узлуформирования импульсов - через инвертор, выходы первого и второго элементов И каждого из узлов формирования импульсов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен со вторым входом преобразователя кодовой информации в Фа зоимпульсную,третий вход которого соединен с датчиком полярности полу- периодов в первом. узле Формирования импульсов непосредственно, а во втором - через инвертор. 65 При таком выполнении устройства на выходе каждого из блоков формируется импульс управления с задержкой на 180 эл. град. Такая структура устройства для управления инвертором позволяет раздельно по полупериодам получить поконтурное регулирование, при котором отпирание вентилей данного контура силовой схемы инвертора производят в зависимости от сигнала рассогласования, полученного из пре. - дыцущего цикла работы этого же контура.На чертеже представлена структурная схема для управления инвертором,Задатчик 1 угла запаса соединен своим выходом со входом блока 2 сравнения, на другой вход которого поступает импульс по окончании инверторной коммутации от датчика 3 ком- мутации, измерительный трансформатор которого подключен к одной из секций вторичной обмотки силового трансформатора 4, На основе сравнения Фаз двух импульсов, пропорциональных заданному и фактическому углам запаса, блок 2 формирует временной интервал рассогласования ь 8, причем знаку рассогласования соответствует своя линия связи,(+ьв или - ав ) к блоку 5 фазового управления. На вход блока 5 также поступает сигнал о полярности текущего полупериода от датчика б полярности полупериодов, причем сигнал соответствует уровню логической единицы в положительном аолупериоде и уровню логического нуля в отрицательном полупериоде. Элементы И 7-10 соединены одним из своих входов с генератором 11 тактовых импульсов. В положительном полутериоде высокий ачотенциал от датчика б полярности полупериодов поступает на.входы элементов 7 и 8, а на вход элементов 9 и 10 поступает Низкий потенциал через инвертор 12. При этом на выходе элемента И 7 Формируется пачка импульсов (модулированиый сигнал + ав ), которая поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, Таким образом, осуществляется коррекция кодовой информации счетчика 13, которая пропорциональна фазе угла открытия тиристоров соответствующего плеча преобразователя. В отрицательном полупериоде высокий потенциал на соответствующем входе элемента 10 обеспечивает прохо)кдение пачки импульсов с выхода элемента 10 на суммирующих вход реверсивного счетчика 14. Код счетчика 14 пропорционален фазе угла открытия тиристоров другого плеча преобразователя. Перевод кодовой информации в фазоимйульсную осуществляется преобразователями 15 и 16 кодовой информации в Фазоимпульсную, которые реализуют известный способ преобразования, Преобразователь 15имеет три входа.,Первый соединен с генератором 11 тактовых импульсов, второй - с выходом счетчика 13, а третий - с выходом датчика б. Аналогичные связи имеет преобразователь 16, отличие со"тоит лишь в том, что один из его входов соединен с датчи", ком б через инвертор 12. Выходы блоков 15 и 16 соединены с инвертором 17, причем управляющие импульсы фор" мируются каждым каналом с задержкой О на 180 эл, град. и поочередная работа каждого из плеч инвертора осуществляется строго в соответствующий, полупериод питающего напряжения.Если сигнал рассогласования имеет 5 отрицательный знак (-ь 3), то работа схемы аналогична работе при положительном рассогласовании (+Ь 6), но, пачки импульсов (частотно-модулированный сигнал рассогласования -ь 0) поступают теперь на вычитающий вход счетчика 13 с выхода элемента И 8 в положительном полупериоде, а на вычитающий вход счетчика 14 - с выхода элемента И 9 в отрицательном полу- периоде.Предложенное устройство для управления инвертором позволяет осуществить для обоих полупериодов напряжения, в общем случае в каждой 4,-ой фазе, поконтурное регулирование преобразователя на постоянство угла запаса в зависимости от сигнала рассогласования между заданным и фактическим углами запаса, полученного иэ предыдущего цикла работы фсвоего 35 контура силовой схемы инвертора. При этом устойчивый режим инвертирования и высокие динамические характеристики переходных процессов, особенно при малых углах запаса, позволяют 40 значительно (до 25) увеличить воэврат активной электроэнергии рекуперации в контактную сеть.Формула Изобретенияустройство для управления п 1-фазным инвертором, содержащее п 1 каналов управления по одному для каждой фазы, каждый из которых содержит блок срав" нения, соединенный одним входом сдатчиком коммутации, другим входомс задатчиком угла запаса,а своими выходами положительного и отрицательного рассогласования - с соответствующим входом блока фазового управления, и датчик полярности полупериодов, о т л и ч. а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения устойчивости иулучшения динамических характеристикработы инвертора, блок фазового управ.ления содержит генератор тактовыхимпульсов, инвертор и два узла формирования .импульсов, каждый из которыхсостоит иэ двух элементов И, реверсивного счетчика и преобразователякодовой информации в фазоимпульсную,при этом выход генератора тактовыхимпульсов соединен с первым входомкаждого из элементов И и с первым входом каждого преобразователя кодовойинформации в фазоимпульсную, выходположительного рассогласования блока сравнения соединен с вторым входом первого элемента И, а выход отрицательного рассогласования - свторым входом второго элеМента И каждого из узлов формирования импульсов,выход датчика полярности полупериодов соединен с третьим входом каждого из элементов И, относящихся кпервому узлу формирования импульсовнепосредственно, а к второму узлуформирования импульсов - через инвертор, выходы первого и второго элементов И каждого из узлов формирования импульсов соединены соответствен.но с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен с вторым входом преобразователякодовой информации в фаэоимпульсную,третий вход которого соединен с датчиком полярности полупериодов в первом узле формирования импульсов непосредственно, а во втором - черезинвертор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США 9 3474321,кл. Н 02 И 7/04, 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 337070, кл, Н 02 Р 13/16, 1969.921040 Составитель И. ГоловиноваТехред М, Тепер Корректор В. Синицкая актор Т. К с С акаэ 237 б/ Тираж 719 Подпи ИПИ Государственного комитета С о делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д,е В 11303 филиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная,