Устройство для асинхронного управления вентильным преобразователем

сОюз сОВетскРСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 9) (11) 2 2 М 7/155 1 Й КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ СС ИЯ ОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ нение "Кур ей им,50-ле ССР988.Уп равлеелями,е Щ/р/ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С(71) Производственное обьедиский завод тракторных запчасттия СССР"(56) Авторское свидетельство СМ 1365301, кл. Н 02 М 7/155, 1Писарев А.ЛДеткин Л.П.тиристорными преобразоватЭнергия, 1975, с. 108, с.3 - 7,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Устройство представляет собой одноканальную асинхронную систему управления, содержащую суммирующий интегратор 1.со сбросом, компаратор 3, формирователь импульсов 4. На вход интегратора 1 подаются напряжение обратной связи и напряжение смещения. Управляющее напряжение подается на вход компэратора 3. Новым в устройстве управления является то, что напряжение смещения не является фиксированной величиной, а автоматически адаптируется к напряжению обратной связи. 4 ил, 1788621Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления силовыми статическими вентильными преобразователями. Известно устройство для управления 5 вентильным преобразователем, содержащее интегратор с Разрядным ключом, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через блок запаздывания одностороннего действия к первому входу компара 10 торэ,к второму входу которого подключен выход генератора опорного напряжения,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное наличием блока запаздывания в цепи 15обратной связи.,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является одноканальное устройство для асинхронного упподключены, соответственно, к выходам.источника управляющего напряжения, источ-ника напряжения смещения и датчика 25 регулируемого параметра, компэратор, первый и второй входы которого подключены,соответственно; к выходам интегрзтбрэ и источника напряжения смещения и орми 30 рователь импульсоо. выход которого подключен ко входу разрядного ключа интегратора. Напряжение смещения выбирается равным среднему значению напряжения датчика регулируемого параметра при номинальном выходном напряжении преобразователя.Недостатком указанного устройства является фиксированная величина нэпряжения смещения, Это обстоятельство: затрудняет примеиенйе указанного устрой ства для регулировэнйя параметров, не связанных пропорциональной зависимостьюс амплитудой сетевого напряжения.Такими свойствами, например, обладаетамплитуда напряжения на выходе датчи катока впроцеСсэх регулирования и: стабилизации тока нагрузкй преобразователя.При Фиксировэнйом йапряжейии смещения в таких процессах возможны ситуа-. 50ции, когда 1. Оо 2 О., г, Ор Оо,где Оо - напряжение смещения;Оо - амплитуда напряжения на выходе датчика регулируемого параметра,В первом случае система при некоторых углах управления теряет устойчивость, во втором - имеет низкое быстродействие при отработке возмущения,равления вентильным преобразователем, 20содержащее суммирующий интегратор,первый, второй и третий входы которого Цель изобретения - повышение качества работы преобразователя при регулировании . параметров, не связанныхпропорциональной зависимостью с амплитудой сетевого нэпрякения,Поставленная цель достигается тем, чтонапряжение смещения устанавливаетсяравным напряжению на выходе датчика регулируемого параметра в момент после срабатывания очередното вентиляпреобразователя, причем в качестве источника напрякения:смещения использовананалоговый элемент памяти, фиксирующиймгновенное значейие напряжения на выходе датчика регулируемого параметра в момент после срабатывания очередноговентиля и хранящий его в течение шага регулирования до срабатывания следующеговентиля преобразователя,На фиг,1 представлена функциональнаясхема устройства управления; на фиг.2 -фуйкциональная схемааналогового элемента памяти; на фиг.3 иллюстрирует некоторые математические обозначения; на фиг.4представлены временные диаграммы рабо-ты устройства управления.: Устройство содержит-двухвходовыйсуммирующий интегратор 1, снабженныйразрядным ключом, аналоговый элемент памяти 2, являющийся источником напряжения смещения Оо, компаратор 3,формирователь импульсов 4 запуска вентилей преобразователя; Первый и второй входы интегратора 1 подключены,соответственно, к выходам датчика регулируемого параметра О г и источника напряжения смещения Оо, первый, второй и третийвходы компаратора 3 подключены, соответственно, к выходам интегратора О 1, источйикэ напряжения смещения.ОО и источникауправляющего напряжения Оу, вход формирователя импульсов 4 подключен к. выходукомпэратора Оз, выход формирователя импульсов О 4 соединен с управляющим входом разрядного ключа интегратора 1 ивходом выборки аналогового элемента па. мяти 2, информационный вход аналоговогоэлемента памяти 2 подключен к выходу датчика регулируемого параметра Од,. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выхода датчика регулируемого параметра Од поступает на первыйвход суммирующего интегратора 1 и на информационный вход аналогового элементапамяти 2.В момейт срабатывания формирователяимпульсов 4 запуска вентилей преобразователя на аналоговый элемент памяти 2 подается импульс выборки, время появлениякоторого совпадает с моментом срабатыванияочередного вентиля преобразователя. Зна.чение выходного напряжения датчика регулируемого параметра в момент после срабатывания вентиля Од,ь 1 запоминается в аналоговом-элементе памяти 2 с обратным знаком и используется в качестве напрякения смещения Оо, которое подается на второй вход компаратора З.На первый и третий входы компаратора 3 поАаются, соответственно, выходнае напряжение интегратора 01 и управляющее напряжение Оу. В момент равенства суммы токов трех входов компаратора 3 нулю происходит его срабатывание.По сигйалу выхода компаратора Оз запускается формирователь импульсов 4, который формирует импульс определенной длительности. Этим импульсом коммутируется очередной вентиль преобразователя, разряжается конденсатор интегратора 1 и заносится новая информация в аналоговый элемент памяти 2. Цикл работы устройства повторяется. Величины резисторов, указанных на фиг,1, определяются из условия, чтобы вклад напрякейия смещения Оо ввыходное напряжение интегратора Оза период работы устройства 2 л/гп й компенсировался вкладом напряжения смещения в сумму входных токой компэратора 3:2 МЛд ш- Ооб 1=0 о -Т оЯ 2где т - постоянная интегратора;в - ипульсность схемы вентильнагапреобразователя;в - угловая частота напрякения сети,Одна из возможных фуйкциональныхсхем аналогового элемента памяти представлена на фиг,2: Элементпамяти состоит"из операционного усилителя А 1, электронного ключа К 1, управляемого импульсамивыборки, двух резисторов Я и запоминающего конденсатора С.Постоянная времени элемента памятиЯС выбрана так, чтобы она была в несколькораз больше длительностиимпульса выборки. В этом случае установление напряжениясмещения осуществляется за несколько шагов.рэботы устройства управления. Эта стабилизирует работу устройства припереходных процессах,Оценку устойчивости работы системыуправления можно получить, рассматриваяотклик на малые отклонения от стационарного режима.Напряжение на выходе интегратора 1описывается выражением: 01(Р) =. -- Р,(О(Р) ОоД,+;:+ 01.(р 1), . (2)где й = к 1 - угол управления вентилем на-том шаге рабаты устройства;5 т - постоянная интегратора;Од(р) - напряжение на выходе датчикарегулируемого параметра;Оо - напряжение смещения;1001(р; 1) - напряжение на выходе ин-тегратора после срабатывания разрядногоключа, т,е. 01(о; - 1)=0;01 ( р 1 ) - напряжение на выходе интег.- ратора в конце-того шага регулирования.Если в результате воздействия каких-либослучайных факторов на шаге -1 угол управления вентиля изменился на Лр, . 1 относительно угла управленияр, 1 вста ционарном режиме, то Нэ слйдующем шаге регулирования отклонение" будете р, которое связано с Лр, 1 соотношением.Л Оо - 0 а - 1Ю - 1 Оо - Оа(3)25 где 0 й- напряжение на выходе датчикарегулируемого параметра в мсмент послевключения вентиля на -1 шаге;Од, - то же; перед включением вентиляна -том шаге,30 Величины О,ь 1 и 0, проиллюстрированы фиг,З, Соотношение (3) получено из (2)при рассмотрении малых отклойейий от стационарного режима, Условием инвариантности контура регулированйя является35 равенство:- Ж - : с,: (4)которое достигается "приОо=Осц(5)40 Равенство (5) обеспечивается источни. ком напряжения смещения, что следует из "описания его конструкции,Равенство(4) означает, что малое отклоненйе отрабатывается системой за один50 ша г ре гул и рова ния. На п ракти ке отклонение отрабатывается дольше, поскольку невсегда является малым,На фиг.4 изображен переходный процесс п ри внеза п нам двукратном увеличенииамплитуды регулируемого параметра на55 примере однофазной системы.Из уравнения (3) следует, что еслиОоу 120 о, то Лр /Лр; 1 с -1. Это означает, что система колебательным образом уходит от стационарного режима итеряет устойчивость.Если же Од,ь 1 с Оо, то Лр /Ьр - 1О.Это говорит о том, что система отраба- которого подключены соответственно к вытывает возмущеййе за тем большее количе- ходам датчика регулируемого параметра и ство шагов, чем ближе величина "источйика напряжения смещения; компаЛф /Л рк единице. Этот анализ обос- ратор, первый йвторой входы которого подйовывает утверждение, сделанное относи ключены соответственно к выходам тельно выражений (1),:, .: .:.интегратора и источника напряжения смеИспользование предлагаемогоизобре- щейия, и формирователь импульсов запуска тенияпозволит повысить устойчивость пре . вентилей преобразователя, выходом соедиобразователя, сделать ее равномерйой во ненный С управляющим входом разрядного всем диапазоне углов управления вентиля ключа, от л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью ми и независимой отвеличинысетевого на-:. "повышения качества- регулирования парайряженияиотнапряжейияобратнойсвязи.ПоСлеп- метров, не связанных пропорциойальной нееобстоятельствопозволяетприменять. пред- зависимостью с амплитудой сетевого на лагаемое изобретение в стабилизаторах тока . пряжения;" компаратор снабжен третьимактивной нагрузки, например в источниках 15 входом,-а в качестве иСточника напряжения тока сварки, гальванотехнике, электролизе, смеЩения использован аналоговый элемент зарядныхустройствах-идр, ".: памяти; информационный вход которогоподключен к выходудатчика регулируемогоф о р м.у л а и з о б р е т е ни япараметра, а вход выборки соединен .с -выустройство для асинхронного управле ходом формирователя имйульсов запусканйя вентильным преобразователем, содер-. вентилей преобразователя; при этом"третий жащее сумматордвухвходовый вход компаратора соединен с выводом для суммирующйй ин"гегратор. снабженныйподключения источника управляющего на, оазРядным ключом, пеовый и втооой вхопы пряженйя, ".,:1786621 и кач Корре ванова акт Заказ 255Тираж, П ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская нльский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул,Гагарина, 101 оизводственно Составител Техред М.М.Эпштейнгентэл писноеоткрытиям и ри ГКНТ СССР