Способ управления автономным инвертором

О П И С А Н И Е 1892651ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВОСКОМЮ :ИДЕЛйв:18 У(22) Заявлено 060678 (21) 2624890/24-07с присоединением заявки лй,26 (088. 8) ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23,12.81 В.С. Кодекин, Н.П. Кутлер, А.С. Ленович-,А.Н. Довгопол и А,В. Пузаков(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для у пра вл ения преобразователем, пит ающимся от источника постоянного напряжения, к которому предъявляются повышенные требования по качеству выходных параметров,Известен способ управления преобразователем, состоящий в формировании выходного напряжения (ток) изтв последовательности прямоугольных импульсов, следующих с определенной част отой, длит ел ьност ь которых промодулирована по закону задающего напряжения 11).Известен также способ управления широтно-импульсным преобразователем, , состоящий в том, что из пульсирующего постоянного напряжения источника20 питания выделяют сигналы основной гар. моники, получают из них тактовые импульсы и формируют с их помощью управляющие импульсы 2. 2Недостатком известных способов является зависимость выходных параметров напряжения (тока) от параметров источника питания, проявляющаяся в нестабильности выходного напряжения (тока) по амплитуде.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления автономным инвертором с по- очередным включением силовых элементов, включающий измерение отклонения . выходного параметра от заданного значения:и формирование с его помощью сигналов переключения 3 1. В известном способе устраняется влияние изменения параметров источника питания на величину выходного тока, однако в большинстве случаев, например в инверторах переменного напряжения, необходимо регулировать выходное напряжение, в то время как ток является функцией нагрузки.Кроме то го, в этом способе при величине задания на ток менее основных уровней сравнения и отсутствиипроти во-ЭДС в на груз ке возможно нарушение принятого закона работы (ин" Эвертор выйдет из режима переключе"ний), Это приведет к возникновениюв выходном токе искажений (типа ступенька) при переходе задания на токчерез нуль, что в большинстве слуцаев, например в инверторах переменного напряжения, нежелательно,Цель изобретения - улучшение качества регулирования и повышение КПД,Поставленная цель достигается тем, 15что в известном способе управленияавтономным инвертором выделяют сигнал, пропорциональный мгновенному знацению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего выделяют сигнал ошибки, непрерывно интегрируют полученный сигнал ошибки, затем сравнивают интеграл сигнала ошибки с одним из двухраэнополярных равных по величине уров-ней сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнений вырабатывают сигнал переключениясиловых элементов и сигнал переклюцения уровня сравнения на противоположный по знаку, причем величины уровнейсравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают иэ условияминимума электрицеских потерь. На фиг, 1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2-5 - диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства, где О - напряжение задания, Ои - напряжение на выходе интегратора 3; Ос и О 4. - напряжения сравнения; О 1. и О - напряжение источников питания, Оь, - выходное напряжение инвертора..Устройство, реализующее предлагае ф мый способ, состоит из узла 1 выделения ошибки, узла 2 выделения сигнала выходного параметра, интегратора 3, компаратора 4 с узлом 5 задания уровней сравнения, силовых элементов б 56 и 7 и выполнено следующим образом: один из входов узла 1 выделения ошибки подключен к источнику входного сигнала, другой вход - к выходу узла 2 выделения сигнала выходного парамет- Б ра, а выход - ко входу интегратора 3, выход интегратора 3 подключен к одному иэ входов компаратора 4, другойвход которого подключен к выходу узла 5 задания уровней сравнения совходом, соединенным с выходом компаратора и входами силовых элементов6 и 7 выходы силовых элементов би 7 подключены к выходному зажиму ивходу узла 2 выделения сигнала выходного параметра.Сущность способа заключается вследующе м.Задающий сигнал Оз подают на одиниэ входов узла 1 выдвления ошибки,где сравнивают с сигналом, пропорциональным мгновенному значению выходного параметра, поступившим из узла2 выделения сигнала выходного параметра. Полученный при этом сигналошибки подают на вход интегратора 3.Интеграл сигнала ошибки с выхода интегратора 3 подают на один из входов компаратора 4, на другой вход которого подают напряжение сравненияс выхода узла 5 задания уровней сравнения. При превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения, которымвоздействуют на силовые элементы 6и 7,Кроме того, полученный сигнал направляют в узел 5 задания уровнейсравнений, где при этом происходитизменение напряжения сравнения на противоположное по знаку значение. Мгновенное значение выходного напряжения Оы может принимать лишь значения О. и О , соответствующие напряжениям источников питания, как показано на фиг. 2, так как силовые элементы б и 7 работают в режиме ключа.Под воздействием сигнала переключения с выхода компаратора 4 силовые элементы б и 7 изменяют свое состояние и знак выходного напряжения меняется на противоположный. Выходное напряжение подают на вход узла 2 выделения сигнала выходного параметра. При изменении знака выходного напряжения изменяется знак и величина сигнала ошибки на выходе узла 1 выделения ошибки. Интегратор 3 воспринимает сигнал ошибки, в результате чего напряжение на выходе интегратора начинает изменяться с противоположной по знаку производной, Дальнейшие процессы аналогичны процессам в промежутках времени С иСреднее значение выходного напряжения устройства линейно зависит от89265 1 20 25 величины задающе го си гнала, стати"ческая ошибка при этом равна нулю,т.е. система обладает астатизмом первого порядка по управляющему воздействию, причем задающий сигнал может 3быть как постоянным, так и переменным,Максимальная частота переменногозадающего сигнала определяется значениями й,1 и С 2, т.е. частотой пере фключения, которая должна быть не менее чем на порядок выше частоты задающего сигнала. Величины напряжений О+ и О невлияют на значение выходного напряжения устройства, т.е, система инвариантна к возмущающему воздействиюсо стороны источников питания,На фиг. 4 приведена диаграмма на-.пряжений, иллюстрирующая работу устройства при О имеющем отрицательнуюполярность, а на фиг. 5 - диаграммапри знакопеременном О),Включение интегрирующего звена в прямой канал формирования управляющих импульсов позволяет устранить влияние изменения параметров источников питания и нагрузки на параметры вы" Зр ходного напряжения, т.е. выполнить систему инвариантной к возмущающим воздействиям со стороны источников питания и нагрузки, что дает возможность применять инверторы, реализующие пред. лагаемый способ в самых различных уст.М рой ст вах. ЬПрименение способа управления позволит повысить качественные показатели преобразователей.Формула изобретения1. Способ управления автономныминвертором, состоящий в том, что выделяют сигнал ошибки выходного пара"метра от заданного значения и форми"руют с его помощью сигналы переключе"ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества регулирования и повышения КПД, выделяютсигнал, пропорциональный мгновенномузначению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего получают сигнал ошибки, не"прерывно интегрируют полученнь 1 й сигнал ошибки, затем сравнивают интеграл сигнала ошибки с одним из двухразнополярных равных по величине уровней сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключениясиловых элементов и сигнал переключе"ния уровня сравнения на противополож"ный по знаку, причем величины уровнейсравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают из условияминимума электрических потерьИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 474095, кл. Н 02 Р 13/16, 1972,2: Авторское свидетельство СССРй 537430, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.3Авторское свидетельство СССРИ 433616, кл. Н 02 Р 13/18.892651 Составитель О. ПарфеноваТехред Д. ДцКорректор С, Иекмар е е еав ю аю Ф п и т дакто азаре ПодписноеССР ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнэ Заказ 112 77/82 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва