Способ одноканального управления вентильным преобразователем и устройство для его осуществления

и 748626 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик) Дополнительное к авт, свнр-в Заявлено 29.0 б,78 (21) 2634892/24 - 07 Н 02 Р 13/16 присоединением заявки,В Веударстванный кемите СССР нв делам изобретений и открытий(72) Автор изобрет марен аявктель на энергетический инсти Московский орден(54) СПОСОБ ОДНОКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯель.ую Изобретение относится к электротехникеиможет быть использовано в преобразователяхповышенной точности и высокого быстродействия.Известен способ одноканального управления5вентильным преобразователем с нспользовани.ем напряжения развертки, синхронизированного с одной из фаз сети. Формирование и фа.зовый сдвиг импульсов.ло этому способу осуществляют только для одной фазы преобразователя. Для остальных фаз многофазного пре.обраэователя формируют импульсы с постоянной задержкой на угол т и - (гавя эг атэсфаэность преобразователя) относительно тойфазы, с которой осуществляют синхронизацию Щ.Основными недостатками этого способа управления являются низкое быстродействие,асимметрия выходных импульсов н относитно большая сложность устройства, реалнз20щего данный способ,Наиболее близким по технической сущности.к изобретению является способ одноканаЛьногоуправления, который состоит в том, что фор 2мируют путем интегрирования опорного напряжения при нулевых начальных условиях напряжение развертки с периодом - , синхроИснизированное с моментами естественной ком. мутации вентилей преобразователя, Сравнивают это напряжение с управляющим напряжением. В момент нх равенства формируют импульсы, Для осуществления диапазона управления АМ указанные операции повторяют о раз с той лишь разницей, что синхронизация каждой последующей развертки осуществляется нмпульсамн, полученными в моменты равенства напряжения управления и напряжения предыдущей развертки 2) .Так .как в данном способе формирование напряжения развертки каждый раз осуществля. ют при нулевых начальных условиях и каждое напряжение развертки сравнивают с напряже. нием управления для формирования импульсов, то при этом возникает запаздывание, пропор. циональное количеству напряжений 1 тазверток, использованных в системе управления, Низкое быстродействие является основным недостатком этого способа управления.748626 30 50 55 3Устройство, реализующее способ, содержит блок синхронизации, вырабатывающий импуль-, сы в моменты естественной коммутации вен.тилей преобразователя, фазосдвигающие элементы в видегенератора линейно-изменяюще.гося напряжения и узла сравнения, распределитель импульсов, Фазосдвигающие элементы включены последовательно 2.Недостатком устройства является относительно большая сложность, обусловленная наличием 10 нескольких фазосдвигающих устройств, и свойственное этому способу низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродей. 15 ствия и упрощение одноканальной системы управления.Поставленная цель достигается тем, что в способе управления вентильным преобразователем формируют вспомогательное напряжение развертки,0 синхронизированное с сетью, и устанавливают начальные значения основного напряжения развертки на каждом интервале проводимости равными мгновенным значениям вспомогательного напряжения развертки в моменты 25 равенства управляющего напряжения и основ. ного напряжения развертки, причем продолжительность интегрирования на каждом интер. вале проводимости устанавливают по моменту равенства этих напряжений.В качестве вспомогательного напряжения развертки можно использовать напряжение с выхода вентильного преобразователя,Устройство для осуществления способа снабжено блоком формирования вспомогательного напряжения развертки, синхронизированного с сетью, ключом и нуль. органом, причем нуль- орган включен между блоком сравнения и формирователем, выход блока формирования вспомогательной развертки подключен через 40 ключ к установочному входу интегратора, управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя импульсов.Узел формирования вспоМогательного напряжения развертки может быть выполнен в виде генератора пилообразного напряжения, синхронизированного с сетью; а также в виде управ. ляемого выпрямителя с аналогичной силовому преобразователю фазировкой. На фиг. 1 и 2 приведены диаграммы, поясняющие формирование и фазовый сдвиг выходных импульсов по данному способу; на фиг. 3 и 4 - схемы устройств, осуществляю. щих способ управления вентильным преобразователем,Рассмотрим данный способ управления на примере трехфазного мостового несимметричного преобразователя. 4Формируют вспомогательное напряжениеразвертки (фиг. 1 г), синхронизированноес сетью, и основное напряжение развертки(фиг, 1 в) последнее устанавливают равныммгновенным значениям вспомогательного напряжения развертки (фиг. 1 г) и формируют выходные импульсы (фиг, 1 а), В диапазонеуправления КсХНlщ напряжение основной развертки после сравнения с управляющим напряжением продолжает нарастать и затем в моменты синхронизации (ыЬ,ш 1 фиг. 1 в)устанавливают равным мгновенному значениювспомогательного напряжения развертки. Вдиапазоне управления Ф 2 л.т напряжение основ.ной развертки в моменты равенства его напряжению управления Оупен (со 1 ч со 1 фиг. 1 в)устанавливают равным мгновейным значениямнапряжения вспомогательной развертки (фиг.1 в).Моменту времени м 1 соответствует уголфазового сдвига М - 180 эл.град, т,е, обеспечивается полный диапазон управления длярассматриваемого преобразователя, Напряжениена выходе силового преобразователя имеетвцц, показанный на фиг. 1 д.В качестве вспомогательного напряженияразвертки целесообразно использовать напряжение с выхода вентильного преобразователяили его физической модели (маломощное управляемого преобразователя) (фиг. 2 в), Основное напряжение развертки (фиг. 2 б) формируют так же, как описано выше. Выходныеимпульсы для управления шестифазным мостовым симметричным преобразователем показанына фиг. 2 а,Устройство (фиг. 3) для осуществления способа управления содержит блок 1 формирования вспомогательного напряжения развертки,ключ 2, интегратор 3, блок 4 сравнения, нульорган 5, формирователь 6, распределитель 7импульсов. Выходы распределителя импульсовподключены к вентилям 8 преобразователя.Узел формирования вспомогательного напряжения развертки подключен через ключ 2 кустановочному входу интегратора 3, на выходекоторого формируется основное напряжениеразвертки. Устройство на фиг, 4 отличается тем, что блок 1 формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен в виде управляе; мого маломощного преобразователя с анало. гичной силовому преобразователю фазировкой, выход которого через ключ 2 подключен к установочному входу интегратора 3. Управляе. мый маломощный преобразователь использу.7486ется также в качестве распределителя выходных импульсов.Работа устройства (фиг, 3) происходитследующим образом.При равенстве напряжений управления О,и развертки 0 1, формируется импульс на выходе нуль-органа 5. Далее импульс с выхода.нуль. органа 5 поступает через формирователь 6и распределитель 7 на запуск очередного вен.тиля преобразователя 8. Одновременно импульс 1 ос выхода нуль-органа 5 поступает на управляю.щий вход ключа 2, который кратковременнозамыкается, на выходе интегратора 3 устанавливается начальное напряжение, равное мгновенному значению напряжения на выходе узла 1 15формирования вспомогательной развертки.В момент достижения напряжения на выходеинтегратора 3 величины напряжения управленияснова формируется импульс на выходе нульоргана 5 и все процессы повторяются. Фазовый 20сдвиг выходных импульсов осуществляется засчет изменения величины управляющего напряжения,В данном способе управления вентильнымпреобразователем для формирования выходных 25импульсов используется всего один сигналразвертки во всем диапазоне управления, т,е,до 180 эл.град., что полностью исключает запаздывание в формировании выходных импуль.сов при скачкообразном изменении напряже.ния управления, Повышение быстродействияодноканальных систем управления расширяетобласть их применения, которая распространя.ется в этом случае на весьма широкую отрасльнародного хозяйства - автоматизированныйвентильный электропривод, В пользу широкогоприменения одноканальных систем управленияпо предлагаемому способу свидетельствуеттакже значительное упрощение их структурыи ее реализации, особенно прииспользованиив качестве основного функционального элемента физической модели силовой части преобразователя, В сравнении с известными устройствами управления вентильными преобразова.телями данноеустройство содержит в 2 - 3раза меньшее число компонентов,Формула изобретения501, Способ одноканального управления вен.тильным преобразователем, заключающийся в том, что интегрируют опорное напряжение на 26 6каждом интервале проводимости и полученноеосновное напряжение развертки сравниваютс управляющим напряжением, полученные импульсы распределяют по вентилям преобраэова.теля, отличающийся тем,что,сцелью повышения быстродействия и упрощения,формируют вспомогательное напряжение раз.вертки, синхронизированное с сетьюи устанавливают начальные значения основного напряжения развертки на каждом интервале проводимости равными мгновенным значениямвспомогательного напряжения развертки в моменты равенства управляющего напряженияи основного напряжения развертки, причемпродолжительность интегрирования на каждоминтервале проводимости устанавливают помоменту равенства этих напряжений.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что используют в качестве вспомогательного напряжения развертки напряжениес выхода вентильногопреобразователя,3. Устройство для осуществления способапо п. 1, содержащее фазосдвигающий элемент,состоящий из последовательно соединенныхинтегратора и блока сравнения, и последо.вательно соединенные формирователь и распре.делитель импульсов, о т л и ч.а ю щ е е сятем, что оно снабжено блоком формированиявспомогательного напряжения развертки, синхронизированного с сетью, ключом и нуль. органом,причем нуль. орган включен между блокомсравнения и формирователем, выход блокаформирования вспомогательного напряженияразвертки подключен через ключ к установочному входу интегратора, управляющий входключа подключен к выходу формирователя.4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что узел формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен ввиде генератора пилообразного напряжения.5. Устройство по п, 3, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что узел формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен ввиде управляемого выпрямителя с аналогичнойсиловому преобразователю фазировкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Абдулаев А. Н. Системы управления выпрямителями на тиристорах, Автоматизированный электропривод производственных механизмов, Т.З, М., "Энергия", 1966.2, Авторское свидетельство СССР Иф 571869,кл, Н 02 Р 13/16, 1976,748626 Составитель . О. Парфенова Техред Я. Бирчак Корректор Редактор С, Лыжов ста П 7 Заказ .4378/16 ное по дел 13035, Моилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ТИПИ ударствизобра,Ж - 3 енного комитета СССРений и открытий