Устройство для импульсно-фазового управления преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11 з д 1 Н 02 Р 1 3 / 1 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1"К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.316.722. 1(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 873374, кл. Н 02 Р 13/16, 1981.2. Авторское свидетельство СССР У 851729, кл. Н 02 Р 13/16, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИИПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее в каждой фазе последовательно соединенные первый сумматор, первый и второй входы которого соединены с источниками эталонного и управляющего сигналов, интегратор, усилитель, амплитудный модулятор, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, формирователь управляющих импульсов, выход которого служит для подключения кпреобразователю, причем первый входвторого сумматора подключен к второму источнику эталонного сигнала,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности выходногосигнала и помехоустойчивости устройства, оно снабжено в каждой фазе питающего напряжения последовательносоединенными пропорционально-дифференцирующим регулятором и демодулятором, третьим сумматором и фильтромпричем входы этого сумматора соединены с выходами соответствующих демодуляторов, а выход - через фильтрсоединен с вторым входом второгосумматора каждой фазы, выход усилителя соединен с вторым входом ампли"тудного модулятора, выход которогосоединен с третьим входом первогосумматора й с входом формирователяуправляющих импульсов.35 Недостатком устройства является низкая динамическая возможность при работе с источником питания ограниченной мощности. В этом случае глубину синхронизации СИФУ напряжением соответствующей фазы источника питания преобразователя приходится выбирать из условия максимального искажения фазного напряжения коммутационными "провалами". В то же время известно, что степень искажения сетевого напряжения непостоянно вовремени и во многом зависит от режима работы силовой части оборудования55 системы управления. Поэтому для оптимизации динамических характеристик преобразователя целесообразно осуществлять коррекцию его частотных Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться при автоматизации технологических процессов.Известно устройство для импульсно- фазового управления (СИФУ) тиристорным преобразователем, содержащее в каждом канале последовательно включенные сумматор, интегратор, усилитель и формирователь импульсов, причем, выход усилителя подключен к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с источником управляющего сигнала и соответствующей фазой напряжения питания 11 .Недостатком устройства для импульсно-фазового управления преобразователем является ограниченные дина мические возможности при работе в системах управления с источниками питания ограниченной мощности, где существенное влияние на работу пре. образователя оказывают коммутационные провалы напряжения, возникающие при коммутации тиристоров. В этом случае приходится увеличивать А что влечет за собой рост Т и ограничивает полосу пропускания СИФУ.Наиболее близким к предлагаемому З 0 изобретению по технической сущности яв. ляется устройство для импульсно-фазового управления преобразователем, содержащее в каждой Фазе последовательно соединенные трехвходовой сумматор, интегратор, усилитель постоянного тока и формирователь управляющих импульсов, дополнительный сумматор, амплитудный модулятор и релейный элемент, преобразователь частота-аналог 21. 40 параметров в функции уровня искажения напряжения сети.Кроме того, устройство имеет сравнительно низкую точность работы,так как ее характеристики зависятот дрейфа "нуля" выходных сигналовамплитудных модуляторов,Целью изобретения является повышение точности выходного сигнала ипомехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается,тем, что устройство для импульсноФазового управления преобразователем, содержащее в каждой Фазе последовательно соединенные первый сумматор, первый и второй входы которогосоединены с источниками эталонногои управляющего сигналов, интегратор,усилитель постоянного тока, амплитудный модулятор, первый вход которогосоединен с выходом второго сумматора, формирователь управляющих импульсов, выход которого служит для подключения к преобразователю, причемпервый вход второго сумматора подключен к второму источнику эталонногосигнала, снабжено в каждой фазе питающего напряжения последовательно соединенными пропорционально-дифференцирующим регулятором и демодулятором,третьим сумматором и фильтром, причемвходы этого сумматора соединены свыходами соответствующих демодуляторов, а выход - через фильтр соединенс вторым входом второго сумматоракаждой Фазы, выход усилителя соединен с вторым входом амплитудного мо-,дулятора, выход которого соединен стретьим входом первого сумматора и свходом Формирователя управляющих импульсов.На фиг. 1 представлена функциональ.ная схема устройства, на Фиг. 2 и Э -временные диаграммы.Устройство содержит первые сумматоры 1 - 3, вторые сумматоры 4 - 6,третий сумматор 7, интеграторы 8 -10, усилители 11 - 13, амплитудныемодуляторы 14 - 16, Формирователи17 - 19 импульсов управления пропорционально-дифференцирующие регуляторы 20-22, демодуляторы 23-25, фильтр.26, клеммы 27 и 28 для подключенияпервого и второго источников эталонного сигнала, клемму 29 для подключения управляющего сигнала и выходные клеммы 30 - 32.На фиг. 2 напряжение сети 0 еще(2 а), сигнал на выходе интегратора 83 1094 Ч(С) (25), системы первого и второго источника эталонного напряжения Х , Хо (2 ц), сигнал на выходе усилителя О - 1 н (25), импульсы на выходе модулятора 14- Ч (25), управляющий:сиг; сп Х, сигналы на выходе формирователя импульсов управления 17 -У(2 е,Ж).На фиг. 3 напряжение сети фазЬА, В, С - Оеви Ощц Оъц (36, 10 8,5), сигнал на выходе сумматора 7 3(1) (3), сигналы на выходе пропорционально-дифференцирующих регуляторов 20 - 22 - 1 И),Зц И),3 (З,В,М), сигналы на выходе демодуляторов 23 и 24 - 3, 3Устройство работает следующим об-, разом.СИФУ содержит три идентичных канала преобразования сигнала управ ления, реализованных на основе звень ев 1, 8, 11, 14, 17 (первый канал), 2, 9, 12, 15, 18 (второй канал) и 3, 10, 13, 16, 19 (третий канал) .Канал состоящий из звеньев 1, 8, 11, 14, 17 работает следующим образом.Сигнал Хо определяет начальное значение амплитуды импульсов на выходе модулятора 14, выходной сигнал ЗО которого повторяет форму сигнала на выходе усилителя 11.На один из входов сумматора 1 подается напряжение сети Осеви(фиг.26) амплитуда А которого превыъает уро З 5 вень допустимого входного сигнала У тракта, включающего звенья 8, 11 и 14. 127 4ного напряжения Хо(фиг. 21). Блок 17синхронно с моментом времени формирования переднего фронта импульса навыходе модулятора 14 формирует импульс управления тиристорами силовогоблока (фиг. 2 5,е, на фиг. 1 силовойблок не показан).С помощью сигнала Х о, устанавливается начальное значение угла управления тиристорами силового блока.При воздействии на вход СИФУ сигнала управления напряжение на выходеинтегратора 8 смещается вертикальноОтносительно нуля устройства(фиг.2).Соответственно изменяется скважностьимпульса на выходе усилителя 11 иамплитудного модулятора 14. Импульсуправления (фиг. 2 Ж) меняет свое положение во времени относительно напряжения сети (фиг. 2 О), что влечетза собой изменение длительности открытого состояния соответствующеготиристора силового блока.Второй и третий каналы преобразования СИФУ работают аналогичным образом,Как отмечалось ранее, известныеСИФУ, в случае их работы с искаженной сетью (фиг. ЗОВ), имеют ограниченные динамические показателиЭто объясняется тем, что уровеньсинхронизации каналов СИФУ долженбыть максимальным и определяется наибольшими искажениями напряжения сети, т,е. постоянная времени Т долж",на удовлетворять условию подавленияпомех со стороны питающего напряжения. Однако степень искажения напряжения питания тиристорного преобразователя варьируется во времени, и,как показывает практика, максимальна в пуско-тормозных режимах работыисполнительного механизма системыуправления. В связи с этим, целесообразно изменять степень синхронизации каналов преобразования СИФУ вфункции уровня помех со стороны напряжения сети, В этом случае динамические показатели СИФУ и системы управления в целом близкие к оптимальным. При коэффициенте передачи тракта 1, 8, 11, 14 равные единице /У/ = /Хо/. В случае /А /) /0/ каскад, образованный звеньями 1, 8, 11, 14, переходит в режим вынужденной синхронизации с частотой напряжения сети (фаза А). Сигнал 3 ь(1) на выходе интегратора 8 (фиг, 2 Б) сдвинут по фазе относительно синхронизирующего воздействия на уголс. = 90 гр.эл.Усилитель 11 имеет большой коэффициент усиления, что позволяет считать . его практически безгистерезисным релейным элементом. С помощью усилителя 11 выходной сигнал интегратора 8 преобразуется в прямоугольные им-. пульсы (фиг. 26) с фиксированной амплитудой. В блоке 14 амплитуда выходного сигнала звена 11 ограничивается по амплитуде на уровне эталонДля реализации указанного алгоритма управления динамическими показателями устройства в него введены звенья 20 - 25,7 и 26.Пропорционально-дифференцирующие регуляторы 20-22 имеют бесконечно малые значения коэффициента усиления3 10941 в низкочастотной области входных воздействий и усиливают сигналы, спектр которых соответствует частотному диапазону помех со стороны напряжения питания тиристорного преобразователя 5 фиг. Зъ,е). При этом на выходе пропорционально-дифференцирующих регуляторов формируются сигналы со средним нулевым значением.С помощью демодуляторов 23 - 25 происходит выделение модуля выходных сигналов пропорционально-дифференцирующих регуляторов 20 - 22 (фиг.З,ж)Звено 7 осуществляет суммирование выходных сигналов демодуляторов 23 - 25 (фиг. За). Фильтр 32 предназначен для подавления высокочастотных пульсаций напряжения на выходе сумматора 7 (фиг. Зи)20Начальное значение амплитуды синхронизирующего воздействия в предлагаемом устройстве определяется уров 27нем эталонного сигнала, подключенного к клемме 28 СИФУ (фиг. 1).При нулевом уровне сигнала на выходе фильтра 26, что имеет место при отсутствии высокочастотных помех со стороны питающего напряжения -Осееи, полоса равномерного пропускания частот СИФУ максимальна.С ростом уровня коммутационных помех сигнал З Й) (фиг. 1 и фиг,Зй) увеличивается, что приводит.к уменьшению амплитуды импульсов на.выходе модуляторов 14 - 16 (фиг. 26).Уменьшение амплитуды сигнала Эвызывает рост А , что влечет за собой увеличение Т и уменьшение полосы равномерного пропускания частот СИФУ.Таким образом, введение звеньев 20 - 25,7 и 26 позволяет изменять динамические показатели СИФУ в функции помех со стороны напряжения питания преобразователя.1094127 ктор 54/4 Тираж 667 ПодНИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/ 30 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Составитель Н. Савиноваандор Техред М.Тепер Корректор А, Ференписное