Устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями

(51) М. Кл 13 Государстаеивй комитет Совета Мииистроа СССР ео делам изеаретений и открытий(43) Опубликоваио 25.07.78,Бюллетень27 (45) Дата опубликования описания 22.06.78 3) УДК 621,314 н 5 7(088.8)(54) УСТРОУПРАВЛЕНИЯ ТВО ИМПУЛ ЬСНО-ФАЗОВОГОНТИЛЬНЪМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ни и Иэобрете е относится к обпасти эпект- ротехники и может быть испопьзовано дпя управпения вентипьными преобраз оватвпями с высокой степенью стабипиэации задан ного напряжения.Известны системы импупьснь-фазового управпения (СИФУ), построенные по вертикапьному принципу.Одна из известных СИФУ содержит, входное устройство, фаэосдвигаюшее устройство и формирователь управпяюших импупьсов, Входное устройство суммирует входные сигнапы и преобразует сигнап в вепичину, удобную дпя управления фаэосдвигающнм устройством. Фазосдвигающее устройство смещает во времени импупьсы управпения по отношению к попожитепьным значениям анодного напряжения на вентипе. Формироватепь генерирует импуньсы, поступающие в цепь управпения юнннпн 1.Наибопее близким к предложенному по технической сущности явпяется устройство, каждый канап которого содержит нупь индикатор, на вход которого подаются сравниваюшиеся выходные сигнапы генератора пикообразного напряжения и источника улравпяюшего напряженияудифференцируюший конденсатор и формирователь импупьсов 2 нНедостатком этого устройства явпяееся непинейность регупировочной карактеристики и повышенная асимметрия управпяюших импупьсов. Кроме того, абсопютная погрешность по угпу управпения такихустройств при выдачепервого импульсав динамическом режиме может достигатьвепичины ЬА эп.град., где етч -фаз 2 тность вентипьного преобразователя.Целью изобретения явпяется попучениепрямопинейной регу ировочной характериотики, упучшение симметрии управпяюшихимпупьсов и уменьшение абсопютной догревности по угпу управпения в динамике. ЗО Это достигается тем, что предпоженноеустройство снабжено пропорционапьно-интеграпьным усипитепем, к интегрирующемувходу которого подсоединена цепь обраэной связи, и бпоком смещения напряжения щ задания но амппитуде, ричем выход поопеднего соединен со входом бпокв формир- ввния импульсов через коммутатор, к унравпяюшему входу которого присоединен через нуль индикатор выход пропорциональноо-ин тегрвпьн ог о усипи те ля.На фиг. 1 показана функциональная схе- ма предложенного устройства, на фиг. 2- график диапазона изменения угпа упрввпения при работе преобрвэоввтепя в установившемся режиме ( О СР 11 ), на фнг.З- график погрешности но углу управления в зависимости от скачкообразного изменения от О до О напряжения задания.1Предложенное устройство содержит пропорционапьно-интегральный усипитепь 1 (ПИУ), содержащий операционный усилитель 2 с конденсатором 3 в цепи обратной связи, а также резистор 4, шунтируемый конденсатором 5. Пропорционально-интегральный вход ПИУ 1 соединен с источником напряжения задания О, а интегрвпь 20 ный вход через резисторы 6 и 7 - с нагрузкой и источником напряжения смеше- нияО соответственно.;Выход ПИУ 1 через нупь-индикатор 8 соединен с управ пяюшим входом коммутатора 9. Второй вход коммутатора 9 связвн с блоком 10 ввода смешения напряжения задания по амплитуде, в выход коммутатора 9 соединен со вх од ом бп ока 1 1 формирования импупьсов. Выходы бпока 11 формирования им- З 0 пупьсов соединены с синовым блоком 12 вентипьного преобразователя, а также через схему ИЛИ 13 и одновибратор 14 с коммутатором 15, шунтируюшим конденсатор 3. 35Устройство работает спедуйнцим образ оме В блоке 10 ввода смещения напряжения задания по амплитуде напряжение задания О суммируется с постоянным напряжением Ь О, Величина этого напряжения соответствует изменению угла управпения на Ь с(.эп.градус. (где и фазность вентипьного преобразователя). Для 4 рассматриваемого в качестве примера трехфазного двухпопупериодного выпрямителя п=6, а Ьс(.=30 эп.град. С выхода блока 10 ввода смешения О по амнцитуде сигнал задания подается на коммута гор 9 и ждет его замыкания. Момент замыкания коммутатора 9 определяется ПИУ 1, который корректирует угол управпенияс. на +ЬА.К пропорционально-инхп 9теграпьному входу ПИУ 1 подается напря- ы жение задания О, а ко входу интегрирования подаются напряжения смешенияц ,и обратной связи ОР,С, . если под дейсллиомтих сигнвп ов нвпРяжение нв выходе ПИУ 1 превышает вепичину опорного нанряженияО, ннупь-индикатор 8 срабатывает и погический сигнап, появившийся наего выходе, включает коммутатор 9,Скорректированный по фазе сигнал подается набпок 11 формирования импупьсов, где пос, -ле встречи с очередной пипой в соответствуюшем канапе выдается отпирающийимпульс на силовой блок 12 вентипьногопреобраэоватепя. Этот же импульс посхеме ИЛИ 13 подается на одновибратор14, где сужается до 50-100 мкс и науказанное время закорачивает коммутатор15. Через коммутатор 15 конденсатор 3начинает разряжаться, напряжение на выходе ПИУ 1 становится меньше О инуль-индикатор 8 размыкает коммутатор9. По истечении 50-100 мкс коммутатор15 размыкается, и процесс интегрированияначинается снова,Для трехфвэной двухполупериодной системы при отсутствии сигнвпов задания Ои обратной связи Ор,с., частота спедования импульсов равна 300 Гц, т.е. ъ 1,где Я- фазность вентипьного преобразователя, а - частота питающей сети.В установившемся режиме работы частотаследованияимпульсов также равна ЗООГц.При изменении нагрузки, напряжения питающей сети и других возмущениях изменяется момент замыкания коммутатора 9,в спедоватепьно, угпы выдачи отпирающихимпульсов изменяются гак, что компенсируют возмущающее воздействие. Дпя рассматриваемой трехфазной двухполупериодной схемы управления диапазон измененияугла управлений ЬА 4 30 эп.град. при,неизменном сигнапе О чего вполне достаточно дпя обеспечения прямолинейной характеристики практически всехвидов нагрузки Угол выдачи управляющего импульса определяется не только величиной напряжения задания Оу, но и напряжениемсмешения ЬО (фиг. 2). Величина коррекции угпа управления зависит от моментавремени +4"г,замыкания коммутвтора 9. Например при напряжении О, соответствующем углу 60 выдачи управляющего импульса, моменту времени С соответсгвуег коррекция угла управленияна 10.Передаточная функция ПИУ 1 по напряжению задания О описывается уравнениемС 4К а +УС Ы) Тгде С, С - емкости шунтирующих оеденсаторов 5 и 3 соответственно,616703 управпяющих импупьсов, уменьшить абсопюгную погрешность по углу управления в динамике. Ф иэ обре генияУстройство импульсно фазового уйрввпения вентнпьными преобразователями, содержащее связанные между собой нуль-индикатор, коммутатор и бпок формирования импупьсов, а также цепь обратной связи, о тпичающееся тем,что, с цепью попучения прямолинейной регупнровочной характеристики, упучшения симматрии управпяющих импупьсов и уменьшения вбсопютной погрешности по угпу управпения в динамике, оно снабжено пропорционально-интеграпьным усипителем, к интегрвпьному входу которого подсоединена цепь обратной связи, и бпоком смещения напряжения задания по амплитуде, причем выход поспеднего соединен со входом блока формирования импульсов через коммутатор, к управпяющему входу которого присоединен через нупьиндикатор выход пропорционапьно-интегрального усипитепя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Каганов И. Л. Промышленная электроника, М., Высшая шкопа, 1968, с; 508-511.2. Авторское свидетепьство СССР % 373827, кп. Н 02 Р 13/16, 1973. Т ЯСя- постоянная времени контураиинтегрирования, сбстоящего иэ резистора 4 и конденсатора Зу - круговая частота.Подбором соотношениями,:(С можно ф о р м у и адобиться того, чтобы скачкообразное изменение сигнапа задания проходипо беззапаздывания ПИУ 1 и при превышениивеличины опорного напряжения О,мгновенно эамыквпо коммутатор 9, скачкообразно изменившийся сигнал задания подается в бпок 11 формирования импупьсов.Таким образом, при напичии соответствующей опорной пипы ипи синусоиды,отпирающий сигнал на вентипьный цреобра 1 сэоватепь выдается беэ запаздывания,Бпагодаря наличию напряжения смещения угон выдачи первого импульса может быть не только бопьше, но и меньшетребуемого (фиг, 3), Таким образом,еспи ВИ соответствует.изменению угпвуправпения на -ЗО эп.град., общая погрешность по угпу выдачи первого импупьса составляет ЬА= -30 эп.град.+Следовательно, абсопютная погрешностьпо угпу управпения при скачкообразномизменении напряжения задания в рвссмат- риваемом спучае в два раза меньше, чемв обычной СИФУ, построенной по вертикальному принципу.30Таким образом, по сравнению с известными предложенное устройство имеетпрямоугопьную регупировочную характеристику, позвопяет упучшигь симметрию, гоаУ Составитепь,В. ПешехоЕ. Кравцова Техред 3, Фанта Реда ираж 892венного комитета Советам изобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д. ЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,ил аказ 4077/49 ЦНИИПИ Государс по деп 113035, Моск