Устройство для управления вентильным преобразователем

Союз Советскик Социалистических РесубпикОП ИСАИ ИЕ ИЗОБРЕ.ТЕпИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 1511.77 (21) 2543468/24-07с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 15.07,8 Ю бюллетень Йо 26Дата опубликования описания 150780 я)м. к . Н 02 Р 13/16Н 02 Р 5/06 Государственный комитет СССР по дедам изобретениИ и открытий(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬННМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИИзобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть использовано в системах управления вентиль- ными преобразователями различного назначения.Известно устройство управления вентильным преобразователем, содержащее регулятор скорости и регулятор тока, выход которого соединен через Й 0-фильтр с системой импульсно-фазового управления вентильного преобразователя, питающего двигатель, на валу которого находится тахогенератор, подключенный к датчику скорости. Сигнал с датчика скорости пода". ют на вход регулятора скорости. В цепь нагрузки вентильного преобразователя включен щунт, к которому подключен датчик тока, сигнал с которого подают на регулятор тока )1) .Для устранения воздействия помех и пульсации на систему импульсно- Фазового управления в устройстве применены пассивные й-фильтры, что приводит к понижению точности в режимах, когда задающий сигнал меняется с высокой скоростью.Наиболее близким по техннческой сущности к заявляемому устройству яв-ЗО ляется устройство управления вентильным преобразователем, содержащее выполненный иэ интеграторов, коммутаторов и кольцевого распределителя коммутационный фильтр, выход которогоподключен ко входу системы импульс"но-фазового управления, к одному извходов компаратора блока управлениякоммутационным Фильтром, другойвход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжениясистемы импульсно-фазового управления. Применение коммутационного фильтра в предлагаемом устройстве делает систему регулирования более быстродействующей во всем диапазоне изменения управляющих сигналов за счет того, что обработка сигнала в коммутационном Фильтре производится эа конечное время, равное времени между импульсами 121,Однако в данном устройстве, так как вентильный преобразователь является дискретным, также имеет место добавочное запаздывание, определяемое интервалом дискретности, что особенно сказывается на точности регулирования при высоких скоростяхизменения сигнала управления.Цель изобретения - повышение точности при высоких скоростях изменения сигнала управления.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве управления вентильным преобразователем блок управлениякоммутационным фильтром содержит источник упреждающего сигнала управления, выход которого подключен к третьему входу компаратора блока управления коммутационным фильтром.Источник упреждающего сигнала позволяет свести это добавочное запаздывание к минимуму, так как упреждающий сигнал позволяет использовать ин- (5Формацию о прошедшем интервале дискретности с меньшим запаздыванием,определяемым сдвигом между импульсамис источника упреждающего сигнала иимпульсами управления, а не сдвигом 20между концами предыдущего интервалаи последующего.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства управления вентильнымпреобразователем электропривода пос 2 дтоянного тока,на фиг,2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие процесс преобразования выходного сигнала регулятора тока в ступенчатый сигнал навходе системы импульсно-фазовогоуправления для переходного и установившегося режимов, на Фиг, 4временные диаграммы, поясняющие работу блока управления коммутационным фильтром,35Устройство регулирования вентильного электропривода,фиг.Ц содержитрегулятор 1 скорости, подчиненныйему регулятор 2 тока, коммутационныйФильтр 3, один из входов которогосоединен с регулятором 2 тока, а другой вход - с блоком 4 управления коммутационным Фильтром. Один выходкоммутационного фильтра 3 соединенс системой 5 импульсно-Фазового управления вентильного преобразователя б, 4питающего якорную цепь двигателя7 постоянного тока, механически связанного с тахогенератором 8, выходнай сигнал которого подан по цепиобратной связи на второй вход регулятора 1 скорости. Второй выходкоммутационного Фильтра соединен сблоком управления коммутационнымфильтром. Сигнал с шунта 9, включенного в цепь якоря двигателя 7 черездатчик 10 тока, подав по цепи обратной связи на второй вход регулятора2 тока.Коммутационный Фильтр 3 состоитиз трех интеграторов 11, трех коммутаторов 12, 13 и 14. и кольцевого 60распределителя 15, управляемого выходными импульсами блока управлениякоммутационным Фильтром Щ ). Блок4 управления коммутационным Фильтром состоит иэ источника 1 б управ- у ляющего сигнала, компаратора 17 и Формирователя 18 импульсов.Цикл работы каждого иэ коммутаторов состоит иэ трех тактов, в течение каждого из которых каждый из коммутаторов находится в одном иэ трех фиксированных положений. На каждом такте один из интеграторов отключен от цепей выходного сигнала регулятора тока Ори выходного сигнала коммутационного фильтра О(с) коммутаторами 12 и 13 и находится в подготовительном режиме (ему создаются нулевые начальные условия с помощью коммутатора 14); другой интегратор находится в режиме интегрирования выходного сигнала регулятора тока О(с) (он подключен к выходному сигйалу через коммутатор 12, а выход его отключен коммутаторами 13 и 14), третий интегратор отключенный от цепей входа и подготовки нулевых условий коммутаторами 12 и 14, выдает через коммутатор 13 постоянный выходной сигнал, пропорциональный интегралу входного сигнала эа предшествующий такт, С помощью кольцевого распределителя 15 осуществляется переключение коммутаторов 12, 13 и 14 по кольцевой диаграмме. В итоге выходной сигнал коммутационного фильтра представляет собой ступенчатую функцию, значения которой в каждом такте соответствуют выражению где К - коэфициент пропорциональностифВременные диаграьпж преобразования сигнала коммутационного Фильтра О(й) показаны на Фиг. 2 и 3. Здесь (фиг.2 а) Ор(й) - сигнал иа выходе регулятора, содержащий низкочастотную пульсирующую составляющую и высокочастотную составляющую, На фиг. 26 показан сигнал на выходе коммутационного фильтра О (й), представляющий в случае переходного процесса ступенчатую кривую. На фиг.2 в показаны сигналы блока управления коммутационным Фильтром Ще). На Фиг.2 г - импульсы системы импульсно-Фазового управления вентильным преобразователем. На Фиг.3 а,б,в,г, показаны те же сигналы для случая установившегося режима работы. В этом случае О представляет собой гладкий сигнал.На один из входов компаратора подается сигнал упреждения ,на вход которой подается сигнал управления О (1), иа третий вход подается сигнал опорного напряжения с генератора пилообразного напряжения системы управления Ц,(с). Сигнал, соответствующий алгебраической сумме Сигвалов 8 (с), О (с) и ЬО подается навход Формирователя импульсов 18 ии момент равенства нулю алгебраической суммы сигналов Оу (с) Ц(с) иДО Формирователь импульсов вырабатывает сигнал О(с), Временные диаграммы образования сигнала О 8(с) показаны на фиг.4. На Фиг.4 а показанывременные диаграммы выходного сигнала коммутационного Фильтра 3 Оу(с)и опорного сигнала с генератора пи-,лообразного напряжения системы импульсно-Фазового управления 5 вентильного преобразователя С(с). Нафиг.46 - временная диаграмма сигналов Ос(с), представляющего собойразность сигнала управления О(с)и опорного сигнала Оо(с), и сигналаупреждения Ь О. На фиг.4 в показанавременная диаграмма выходного сигнала О 6 (с) блока 4 управления коммутационным фильтром. На фиг. 4 г -сигналы управления вентильным преобразователем б.Устройство работает следующим образом,На регулятор скорости подаетсяразность сигналов задания О (с) исигнала обратной связи по скоростиО, (с), вырабатываемого тахосенератором 8. Выходной сигнал регулятора1 скорости совместно с сигналом обратной связи по току О. (с) подаетсяна вход регулятора 2 тока, выходнойсигнал которого подается на коммутатор 12 коммутационного фильтра 3.Коммутатор 12 подключен в данныймомент времени к одному из интеграторов, например, первому, которыйинтегрирует сигнал Ор(с). В это жевремя второй интегратор зашунтированс помощью коммутатора 14, чем емусоздаются нулевые начальные условия.Сигнал О (с) с выхода третьего интегратора через коммутатор 13 подается на систему 5 импульсно-фазового управления. Здесь происходит сравнение сигнала управления О(с) иопорного сигнала генератора пилообразного напряжения О,(с) системы импульсно-фазового управления. В момент равенства этих сигналов системой управления вырабатывается импульсОд (с), управляющий вентильным преобразователем. Эти же два сигналаО(с) и О(с) подаются на компаратор 17 блока управления коммутацион ным Фильтром. так как на вход компаратора подается сигнал упрежденияЬО, импульс О(с) формируется раньше"чем импульс О,(с). Импульс Обд(с) переключает кольцевой, распределитель15 коммутационного фильтра в следующее положение и т.д.Благодаря упреждению моментов переключения коммутационного фильтраотносительно моментов выдачи управляющих импульсов на вентильный преобразователь при управлении используется информация о сигнале ОР(с)в текущем такте преобразователя, ане в предшествующем, что повышаетдинамическую точность системы. гоФормула изобретения Устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее25 коммутационный Фильтр с кольцевымраспределителем на одном иэ входов,подключенный своим выходом ко входусистемы импульсно-фазового управления и ко входу компаратора блокаЗО управления коммутационным Фильтром,другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения системы импульсно-фазовогоуправления, о т л и ч а ю щ е е с я35 тем, что, с целью повышения точностипри высоких скоростях изменения сигнала управления блок управлениякоммутационным фильтром содержитисточник упреждающего сигнала управ 4 О ления, выход которого подключен ктретьему входу компаратора блокауправления коммутационным фильтром.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рудаков В.В, идр. Система непрерывного управления электроприводами. Л., "Наука", 19 б 8, с. 79.2. Щипилло В.П. Автоматизированныйвентильный электропривод. М., "Энер 50гия", 1969, с. 174.