Способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем

.Союз СоветскихСоцмалмстмцесккхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ п 657564 1) Дополнительн свил-ву.74 7848/24-07 заявки осударстввнный каиктет СССР аа делам нзобрвтвннй н аткрытнй,8) Опубликовано 15,0 та опубликования описания 19.0(54) СП ГО УПРАВЛЕНВАТЕЛЕМ ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБ через нуль вателя, пэ равления ф в общем к к преобразэв бьггь использо овыми преобра системах авто матизированного электрэпривоца переменного и постоянного тока. ольких послецэвательно соециненных блою отимкэв задержки, на величи сигнала управления, и р пульсы управления по уп вентилей преобразовател ками этого способа явля авис спредел равляющ Известен спэсоб фазового управления вентильным преобразователем, заключак щийся в том, что из напряжения питающей сети формируют синхронизируюшую последовательность импульсов, отнэсительно которых сдвигают управляющие импульсы на величину, зависящую от сигнала управления, и распределяют импульсы управления по вентилям преобразователя ) 11, статками такого способа являютсяточность и быстроаействне.Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем заключающийся в том что формируют опорную пэслецэвательность импульсов в моменгы перехэца м входа Нецостат ествен- статИТак ржки 21 ются суиченн огр ная инерционност ческая и динамическая как запуск очередного б эсуществляется после эк преаыцушего то прэисхо управления, зависящее о тельно соеаиненных блок снижает быстрэаействие точ иост ка заа ончанияаит запа оты ани Недонизкие оследоваи, чтоает аит числа пов запер и увелич намическую ошибку. Кроме того, формирование общего сдвига как суммы задержек в группе блоков задержки требует высэкэй стабилизации их параметров, так как разбрэс параметров привоаит к большой статическэй ошибке в канале савига. Изобретение отнэсится ьной технике и может вано цля управления мост зователями напряжения в фазных напряжений преобразолеаэвательнэсть импульсов упормируют путем савига по фазе нале сдвига, состоящем из неЦелью изобретения является повышение быстродействия и точности и уменьшение цинамич еской ошибки. Этэ постигается тем, что по предлагаемому способу включение каждого очередного вентиля в выпрямительном и инверторном режимах работы преобразователя производят через эбший канал сцвига, имеющий четыре режима работы, при этом в выпрямительном режиме в момент 1 о естественного 1 О включения очередного вентиля запускают канал сдвига в первэм режиме, если предыдущий вентиль к этому моменту ужеГ включен, или в момент+запускают канал сдвига во втором режиме, ес ли предыдущий вентиль был включен после момента а, соответственно в инвер 7 Ю торном режиме в момент 1 э Ф 2 запускают канал сдвига в третьем режиме, если прецыдуший вентиль к этому моменту уже включен, или в момент т. + - за 2 с3 пускают канал сдвига в четвертом режиме, если прецыдущий вентиль был включен пэс 7 Гле момента 6 с +причем в пер 2вом режиме сдвиг пэ фазе производят на величину д- , зависящую от сигнала управления, вэ втором режиме - на величиВну С --в третьем режиме - наовеличину с. -- и в четвертом режи 2 Я ЗО ме - на величину оС -3Кроме того, сигналы запуска канала сдвига формируют в соответствующие моменты перехода через нуль фазных и линейных цапряжений питания преобразовате 35 ля, синхронизированные признаками каналов управления вентилями и режимов рабэты канада сдвига, причем каналы управления вентилями переключают одновременно с запуском канала сдвига.4 ОИа фиг. 1 изэбражен график процесса управления по описываемому способу; на фиг. 2 - функциональная схема устройства, реализующегэ способ.Сущнэст:, изобретения заключается в45 сл едующем.Угол О- управления может меняться в поцциапазонах 0 -- и -- Е соотг 7 С2ветственно в выпрямительцом и инверторном режимах работы вентильного преобря 5 О зователя.Так как периэд слецовация импульсов опорной последовательности, соответствующих моментам естествецнэго включения вентилей в трехфазцэм мостовом преобразователе, равен - т - ( 016 - число2 Гд ЕЯвентилей), то при оС)- момент фэрми рования управляющего импульса возникает после прихода очерепцэгэ импульса опэрцэй иэследэвятельиэс и, сээгветствующегэмэмецту естествеццэгэ включеция следующегэ вентиля. Для использования одногоканала сдвига во всем диапазоне изменения угля 0(. уиравлеция в предлагаемом спэсэбе предусматриваются режимы рабэтгя канала сдвига, запуск кэтэрэгэ задерживается пэ фазе наТ- и - соответственно для случаевс- (А( - и - (АсК7 Г 5 Я 5 К2 б бнты запуска кяцаланых режимах фэрмируют из соответствующих импульсэв опорных последовательностей, полученных в мэменты перехода через нудь фазных (Ц ,= 0) и линейных ( цл= О) напряжений питания преэбразовятеля, Выбором сэответствуюших импульсэв первой опорной последовательности (О ,=0) осуществляют запуск канала сцвига во втором и третьем режимах, а выбором соответствующих импульсов второй опорной послецэвательнэсти (О = О) осуществляют заЛпуск канала сдвига в первом и четвертэм режимах. Выбор же соответствующих импульсов осушествпяют при помоши признаков кацапов управления вентипями и режимэв работы канала сдвига,На фиг. 1 показан вариант формирования импульсов управления для "вертикальнэго принципа управления, при кэтором формирование импульса управления происходит в момент равенства сигнала управления и опорногэ сигнала. Опорный сигнал изменяется в выпрямительном режиме по косинусоидальной, а в инвертнэм по синусэидальной зависимости от угла управления. При этом выходное напряжение преобразователя изменяется линейно в зависимости от сигнала управления. Если импульс управления дпя 1 -го вентиля сфэрмирэвался в точке И 4, что соответствует бС 4 = , то для 1 +1-го вентиля производят запуск канала сдвига в первом режиме в момент Е естественного зажигания 1 + 1-го вентиля, При этом в канал сцвигя вводят опорный сигцал Й ,.т 4 (ЕЕ) и начинают изменять его иэ кэсинусоидальной зависимости во времени. Если импульс управления 1-го вентиля сформировался в момент Й 2, чтэ соответствует - -(с (, то для 1+1- го вентиля прэизвэдят запуск канала сдвига во втором режиме в момент 5 со сдвигом цдотносительно момента Ебестественного зажигания 1 + 1-го вентиляУстройство (см. фиг. 2) сопержит блэк 1 формирэвания импульсов синхронизации, блэк 2 выбора режима запуска, фазосдвигающий блок 3, блок 4 распределения импульсов и выходные клапаны 5.Входом 6 блок 1 подключчется в трехфазной сети переменного тока. Выход 740 блока 1, на котором формируется последовательность импульсэв синхронизации, подключен. к вхэду блока 2, Выход 8 блока 2, ца котором формируются сигналы запуска, пэдключен к входам блэкэв 3 и 4, а выход 9, на кэтором формируется признак режима запуска, - к вхэдам блоков 1 и 3. На Вход 10 блокэв 1 и 3 поступает признак режима работы преобразователя, а вход 11 - сигнал управления. Выход 12 блэка 3, ца кэтэром формируются импульсы управления вентилями, подключен к вхэдам блэкч 2 и выходных клапанов 5. Выход 13 блока 4, ца котором формируется признак работы соответствующего вентиля, подключен к управляю)дему входу группы клапанов 5, выходы 14 кэторых через блэки-фэ 1)миров:)тели (ца схеме не пэказацы) пэдключ:,цы к уц 35 ИО им 11 ул 14:у пе)вэй Рцэ)цой пэслепэвател цэсти ( О, = О), При этом в кацчл сдвигч Впэцят ои.)рц 1,1 й сигнал Й с= 0,87 )Ст 4 ( БО ) и ироцэлжают изменять его пэ кэсицусэицальцэму закону. Если импульс 5 управления для 1-гэ вентиля сформировался В момент М 3 чч 0 сээтВетствует -у-( ОЖ 5 ь3 )5тэ для 1+ 1-го вентиля производят запуск кац:)л:) сдвига В трет),ем режиме В момент ) цо им пульсу первэй эпорцэй последовательности1 С(0 =О) со спвигом на этносительнэ мэмецтч Е, При этом опорный сигнал М)п. начинают изменять с Я . = 0 по синусоидальной зависимости, Если же им- И пульс управления для 1 -гэ вентиляСфэРМИ)эвался В МЭМЕЦТ ) )4 ) ЧТО СООТ Ветствует (Д. с)Г, то для 1+ 1-го517вентиля производят запуск канала сдвига в четвертэм режиме в мэмецт )Ч пэ импульсу втэрой опорной послецэвательнэсти ( О =0) сэ сдвигом ца этцосигЯ,3тельно мэмецта Е. При этом в каналсдвига вводят начальный опорный сигнал И, = 0,5 й,с. (ЙЭ)и прэдолжают изменять его по синусоицальцэму закону.Благодаря этим операциям в канале сдвчга используется тэлько один блок сдвига, работающий по "вертикальному" ЗО принципу, что позволяет повысить быстродействие и точнэсть работы системы. ралляющцм Вхэдам вентилей преобразователя,Устройствэ рабэтает следующим образэм.В блоке 1 из трехфазцэгэ п ременного напряжения преобразователя формируются пве опорные пэследовчтельнэсти импульсов, образованные в моменты перехода линейного и фазного нчпряжений преэбразэвателя через нуль. Из этих пэслеповательнэстей В зависимости от признака режима работы преэбразэвателя (выпрямительцый или инверторцый) на входе 10 эт признакарежима запуска на вхэпе 9 и признака работы соответствующего вентиля ца Входе 13 на выходе 7 блока 1 формируется послецовательность импульсов синхронизации.На основе логическогэ анализа пэследэвательности поступления импульсов син.хронизации на входе 7 и импульсов управления вентилями на входе 12 в блоке 2 формируются сигналы запуска и признаки режима запуска, управляющие работой блоков 1, 3 и 4.Пэ сигналу зчпуска на выходе 8 блока 2 производится переключение блока 4 распределения импульсов, один из потенциальных выходэв которого поцготавливает цля срабатывания оцин из клапанов 5, соответствующих работе очередногэ вентиля. Одновременно сигнал с выхода 8 запускает блок 3 сдвига. Блок сдвига эбычно содержит формирователь управляющего сигнала, преобразующий входной сигнал на входе 1 1 в удобную для сравнения форму, формирователь опэрнэго сигнала, включающий в себя также блэк установки начальнэго эпэрного сигнала, и блок сравнения опэрного и управляющего сигцалэв. Кроме того, блок 3 может включать в себя также блок линеаризации для линеаризации Выходной характеристики преобразэвателя и блэк ограничения для эграничения углов управления по максимуму и минимуму,Опорный сигнал в блоке 3 начинает формироваться с мэмецта запуска канала сдвига сигнала на выходе 8 в зависимости эт признака режима работы преобразователя на вхэде 10 и признака режима запуска на выходе 9.В первом режиме запуска в выпрямительнэм режиме работы преэбразователя в мэмент запуска из блэка устанэвки в формирователь опорного сигнала вводится начальное значение эпорногэ сигнала максимальной величины и затем эпэрный сигнал начинает изменяться (линейно уменьшаясь или по косинусоидальному закону в случае линеаризации), Во втором режиме запуска в выпрямительном режиме вводится начальный опорный сигнал, соответсгвуюший предварительному сдвигу на , 5к б и затем опорный сигнал продолжает уменьшаться по выбранному закону. В третьем режиме запуска в инверторном режиме опорный сигнал изменяется от нуля в сторону увеличения (линейнэ или по синусо ф идальному закону). В четвертом режиме запуска в инвергорном режиме вводится начальный опорный сигнал, соответствующий предварительному сдвигу на - отно 7бсительно нормального запуска, и затем опорный сигнал увеличивается по выбранному закону.Переменный опорный сигнал непрерывно сравнивается с управляюшим сигналом в блэке сравнения, В момент совпадения2 О сравниваемых сигналов на выходе блока 3 формируется импульс управления, который проходит через открытый соответствующим выходом 13 блока 4 распределения импульсов клапан на управляющий25 вход соответствуюшего вентиля преобразователя, включая его.30формула изобретения1, Способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем, состояший в том, что формируют опорную35 последовательность импульсов синхронизированную напряжением питания преобразователя, последовательность импульсов управления формируют путем сдвига по фазе относительно импульсов опорной пэ 40 следовательности на величину, зависящую от сигнала управления, и распределяют импульсы управления по управляющим входам вентилей преобразователя, о т - л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью45повышения быстродействия и точности и уменьшения динамической ошибки, включение каждого очереднэго вентиля в выпрямителсном и инвергорном режимах работыпреобразовагеля произвэдяг через общийканал сдвига, имеющий четыре режима работы, при этом в выпрямительном режимев момент , есгесгвенного включенияочередного вентиля запускают канал сдвига в первом режиме, если предыдушийвентиль к,этому моменту уже включен, илив момент г + - запускают канал сдвиОга во втором режиме, если предыдущийвентиль был включен после момента Ь,соответственно в инвергорном режиме вмомент 1 О + запускают канал сдвига2в третьем режиме, если предыдущий вентиль к этому моменту уже включен, илив момент+запускают канал2%осдвига в четвертом режиме, если предыдущий вентиль был включен после момента о+ 2, причем в первом режиме сдвигюпо фазе производят на величину с( зависящую от сигнала управления, во втором режиме - на величину а- - , в третьем ре 7 Гжиме - на величину д.- - и в четвертом(62режиме - на величину ОС -2 Т2.Способ поп. 1, отлич аюш и й с я тем, что сигналы запуска канала сдвига формируют в соответствуюшиемоменты перехода через нуль фазных и линейных напряжений питания преобразователя, синхронизированные признаками каналов управления вентилями (выпрямительныйили инверторный режим) и режимов работыканала сдвига, причем каналы управлениявентилями переключают одновременно сзапуском канала сдвига.Источники информации, принятые вэвнимание при экспертизе1. Ситник Н. Х., Шурупов Г. П. Силовые кремниевые вентильные блоки. "Энергия, 1972, с. 29-33,2. Анхимюк В. Л. Одноканальная система управления с широким диапазономугла зажигания, - Журнал Электротехника",11, 1970, с. 8-10,Пэдписноеа СССР Тираж 856сударственногэ комителам изобретений и откра, )К, Р аушс к ая и а 20/55 Ц)ИИ 1 ПИ Г пэ д 113035, Моск