Способ управления вентилями коммутатора автономного инвертора тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОО 19) ЯО 2 М 7/(5)5 ТЕЛ ЬСТВУ С) С) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И,Ленина(56) Чванов В.А, Динамика автономных инверторов с прямой коммутацией. - М,: Энергия, 1978, с,117 - 127,В,А,Чванов. Динамика автономных инверторов с прямой коммутацией, - М,; Энергия, 1978, с.117 - 127, рис.13 - 11,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯМИКОММУТАТОРА АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА ТОКА Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в автономных инверторах тока агрегатов бесперебойного питания и инверторах, предназначенных для питания специальныхнагрузок.Известно, что при управлении инверторами тока по зависимому и комбинированному способам управления импульсы управления вентилями коммутатора формируют в моменты, определяемые напряжением на шинах коммутатора и способом построения задатчика угла,Поэтому к системе управления инвертора предьявляются повышенные требования с точки зрения обеспечения устойчивости статического режима, Режим работы инвертора характеризуется неустойчивостью в виде свойственных нелинейным системам предельных циклов, Неустойчивость определяется способом построения задатчика угла (д = сопзт). Рассматриваемые предельные циклы выражаются в появлении третьей(57) Сущность изобретения: для каждого канала управления измеряют выходное напряжение, формируют опорное напряжение, измеряют временные интервалы между соседними импульсами управления всех вентилей, формируют напряжение управления, пропорциональное разности соседних временных интервалов, суммируют его с опорными напряжениями с различными знаками для,каналовуправления вентилями анодной и катодной групп и в момент равенства указанных выходных напряжений с результатами суммирования в каждом канале формируют импульсы управления, 3 ил,гармоники в сигнале управления вентилями коммутатора. Последнее обстоятельство обуславливает следующую особенность в поведении системы управления.Импульсы анодной и катодной групп относительно симметричного режима сдвинуты на одинаковое расстояние; но в разные стороны (например, импульсы анодной группы сдвинуты вправо, а импульсы катодной группы - влево). Т.е, появляется внутрифазовая несимметрия в системе управления: расстояния (временной интервал) от анодного импульса до катодного и от катодного до анодного в одной и той же фазе не равны, Это приводит к появлению четных гармоник в выходном напряжении. Качество напряжения на нагрузке ухудшается и режим считается неприемлемым для питания нагруЗки,Известна схема задатчика угла, обеспечивающая коммутационную устойчивость и устойчивость инвертора как замкнутой системы.Однако работа с таким задатчиком угла в инверторах агрегатов бесперебойного питания показала, что при изменении параметров, силовой схемы инвертора или при определенных видах нагрузки все равно наблюдается неустойчивость системы в виде свойственных нелинейным системам предельных циклов,Целью изобретения является расширение областей применения автономных инверторов тока с комбинированным и зависимым способами. управления зэ счет исключения внутрифазовой несимметрии при изменении параметров силовой схемы и различных видах нагрузки,Поставленная цель достигаетсл тем, что производится измерение временных интервалов между анодными и катодными импульсами коммутатора, сравниваются временные интервалы от анодных импульсов до катодных с временными интервалами от катодных импульсов до анодных и в случае их неравенства формируется сигнал, вели.на которого пропорциональна сигналу рассогласования. Этот сигнал осуществляет коррекцию фазового положения анодных и катодных импульсов так, что режим становится симметричным,Всякий переходный процесс, свяэайный с изменением режима работы автономного инвертора (изменение входного напряжения, изменение нагрузки), сопровождается изменением углов д для восстановления режима неизменного (эаданного) нэпрлженил на нагрузке, При этом симметрия импульсов коммутатора в переходном процессе, естественно, нарушается, Поэтому в переходных режимах, связанных с изменением порядка чередования импульсов, коррекция фазового положения импульсов анодной и катодной групп эапоещается, а в переходных процессах, не связанных с изменением порядка чередования импульсов, ограничивается.На фиг.1 приведена функциональнаясхема системы управления коммутатора инверторов тока с зависимым или комбинированным управлением на фиг.2 а - режим работы инвертора на импульсную нагрузку (неуп равляемые однофазн ые выпрямители с бестрансформаторным входом, нагруженные на ВС-нагрузку); на фиг,За - работа указанного инвертора при его работе на номинальную линейную нагрузку при уменьшении входного реактора (сглаживающего реактора) инвертора В двэ рэзд; на фиг.2 б и Зб- зти же режимы после введениустройства устранения внутрифазовой несимметрии по предлагаемому способу,На фиг,2 и 3 приняты следующие обозначения:Оь - противоЭДС инвертора;д - входной ток инвертора;пк - импульсы коммутатора;ь - ток в фазе нагрузки;Офн - фазное напряжение нагрузки, Схема содержит формирователь 1 сигнала рассогласования временных интервалов между анодными и катодными импульсами, логическое устройство 2, задатчики углов анодной 3 и катодной 4 групп вентилей, формирователи импульсов анодной 5 и катодной 6 групп вентилей и вентильный коммутатор 7,Схема работает следующим образом, На входы формирователя 1 сигнала рассогласования временных интервалов между анодными и катодными импульсами поступают импульсы управления коммутатора 7 с формирователей импульсов анодной 5 и кэтодной 6 групп вентилей. 10 15 20 Б формирователе 1 осуществляется измерение временных интервалов между всеми соседними импульсами (с 1-2; с 2-з; сз; с 4-5: с 5-е: сб; с 1-г, где с - время, а 1-6 - номера импульсов в порядке их циклического следования), Сравниваются временные интервалы от анодного до ближайшего катодного импульса с интервалом от данного 30 сигнал, величина которого пропорциональна сигналу рассогласования временных интервалов, а полярность - знаку рассогласования, Это осуществляется, например, при помощи счетчиков числа стандартных импульсов нэ временном интервале. Сформированный таким образом сигнал поступает на двуполярные выходы формирователя 1 для последующей коррекции анодной и катодной групп (суммированием 50 данного сигнала с опорным, формируемым задатчиком угла), Например, если временной интервалы между анодными и катодными импульсами больше временного интервала между катодными и энодными импульсами, то полярность на выходах формирователя 1 такова, что в задэтчиках угла . анодной группы 3 фазовое положение импульсов корректируется вправо (уменьшение угла д ), э в зэдатчиках угла катодной 35 катоцного импульса до следующего анодного и так далее (вычисляются разности сс- Ь.-з; с -з-сз; сз-с 4-Б и т.д.), Формируетсягруппы 4 - влево (увеличение угла д ), т.е, сразными знаками, Возможно построениесхемы, в которой измерение разности временных интервалов производится независимо в каждой фазе (т,е, между 1 - 4 - 1; 53-6 - 3; 2 - 5 - 2-5- -). В остальном работа аналогична описанной выше.Кроме того, в формирователе 1 осуществляются ограничение сигнала рассогласования и его блокировка логическим 10устройством 2 при переходных процессах,связанных с нарушением циклического по-рядка следования импульсов (например,пуск инвертора, режимы внешних несимметричных коротких замыканий и др.). 15Логическое устройство может быть выполнено, например, на операционном усилителе с двусторонним ограничением иключевом элементе, обнуляющем, выходоперационного усилителя по указанным 20сигналам,С выхода задатчиков угла анодной 3 икатодной 4 групп сигналы, определяющиефазовое полокение импульсов коммутатора 7, поступают на формирователи импульсов анодной 5 и катодной 6 групп вентилей,.в которых формируются импульсы требуемых формы и длительности. С формирователей импульсов 5 и 6 импульсы поступают навентили коммутатора 7 и формирователь 1. 30На фиг,2 а и За показаны неустойчивыережимы, характеризующиеся повышеннойвнутрифазовой несимметрией импульсовуправления коммутатора трехфазного мостового инвертора тока с комбинированным 35управлением.Одним из важных требований к современным инверторам АБП является их работа на импульсную нагрузку(бестрансформаторные блоки питания, 40представляющие собой неуправляемые выпрямители, нагруженные на ВС-нагрузку), Причем доля этих нагрузок в общем составе растет и может превышать 40-50 номинальной мощности инвертора. Кроме того, тенденция к уменьшению массогабаритных показателей инверторов, улучшению динамики инвертора требует уменьшения величины входного реактора, Поэтому предлагаемый способ позволяет получить экономический эффект от увеличения доли импульсной нагрузки, улучшения динамики и снижения массы инверторов за счет уменьшения входного реактора. Формула изобретения 1, Способ управления вентилями коммутатора автономного инвертора тока с комбинированным или зависимым управлением, заключающийся в том, что для каждого канала управления измеряют выходное напряжение инвертора, формируют опорное напряжение и формируют импульсы управления вентилями анодной и катодной групп,отличающийся тем,что, с целью расширения области применения при различных параметрах силовой схемы и нагрузки, измеряют временные интервалы между соседними импульсами управления всех вентилей, формируЬт напряжение, пропорциональное разности соседних временных интервалов, суммируют его с опорными напрякениями с различными знаками для каналов управления вентилями анодной и катодной групп и в момент равенства указанных выходных напряжений с результатами суммирования в каждом канале формируют указанные импульсы управления,2, Способ поп 1,отличающийся тем, что измерение временных интервалов производят в каждой фазе отдельно,1750009 остави ехред рректор О.Ципле едактор Т,Иванова Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2602 ВНИИПИ Го Тираж ственного ко 113035, Моь Г.Адамияоргентал Подписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб 4/5