Способ управления стабилизированным инвертором и устройство для его осуществления

(22) Заявлено 17,03.78 (21) 2590456/24-07 Н 02 Р 13/18 с присоединением заявки Рй Гвеудерстееииый комитет(53) УД 3(621, 314. .27(088.8) Опубликовано 30,06.80. Бюллетень РЙ 24 Дата опубликования описания 02.07.80 по делам изебретеиий и отиритий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ ИНВЕРТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройст,вам управления автономными инверторами тока, выполненными на полупроводниковых управляемых элементах.Известен способ управления инвертором тока, содержащим коммутатор и компенсатор реактивной мощности, путем формирования серии управляюшкх импудьсов от задающего генератора и подачит 0 ее на вентили компенсатора, и серии управляющих импульсов, синхронизированных по фазе с выходным напряжением инвертора, и подачи ее на вентили коммутатора 1 и (,21.Однако применение такого способа управления .приводит к плохому качеству переходных процессов при изменении на-. грузки и не обеспечивает коммутационную устойчивость инвертора.20Наиболее близким по технической сущ-. ности к изобретению является способ управления инвертором, содержащим коммутатор, компенсвтор, задающий генератор и датчик тока нагрузки, путем формирования двус серий управляющих импульсов от задающего генератора и подачи их нв вентили коммутатора и компенсаторв 33.Способ осуществляется с помощью устройства, содержащего задающий генератор, к выходам которого подключен формирователь импульсов компенсатора, состоящий из последовательно соединенных фазосдвигаюшего блока, распределителя импульсов, выходного усилителя, и формирователь импульсов коммутатора, состоящий из последовательно соединенных фазосдвигаюшего блока, распределителя импульсов и выходного усидителч, датчик тока нагрузки выходные клеммы инвертора, коммутатор, шины переменного тока коммутатора, измерительный элементНедостаток укаэанного способа заключается в том, что инвертор с устройством для управления, реализующим такой способ, в динамических режимахимеет низкую коммутационную устойчивость и плохое качество переходныхпроцессов,Цель изобретения - улучшение качества регулирования инвертора а динамичесlких режимах работы.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе управления инвертором, содержащим коммутатор компенсатор, задающий генератор и датчик 1 Отока нагрузки, состоящем а формированиидвух серий управляющих импудьсоа отзадающего генератора и подачи их навентили копмутаторя и компенсатора,формирует две дополнительные серии импульсов, синхронизированные с напря 1 кением ня выходе коммутатора, и подаютих на вентили коммутатора при изменении величины выходного напряжения запреданы допустимых отклонений, Пои ЭД. уменьшении величины выходного напряжения ниже допустимой подают первуюдополнительную серию импульсоа, сфор- .мированную а фазе, соответствуюгцеймаксимально допустимому углу Опере- э 5жания коммутатора, а при превышениивыходного напряжения выше допустимойвеличины подают вторую дополнитатьнуюсерию импульсов, сформированную в фазе, соответствующей минимально дспустимому углу опережения коммутатора:Б известное устройство для Осущест.вления данного способа управлении, содержащее задающий генератор, к аыходукоторого подключены последовательносоединенные фазосдвигающий блок, распределитель, выходной усилитель формирователя импудьсоа компенсатора и по-.следовательно соединенные фазосдвигяю-:щий блок, распределитель и выходной дпусилитель формирователя импульсов ко:- ммутатора, датчик тока нагрузки коь: -мутатор, компенсатор, шины переменного тока коммутатора и измерительныйэлемент, введены даа формирователя дс- мполнительных серий, импульсов, аходь 1которых подключены к шинам переменного тока коммутатора, я выходы соединены с распределителем формирователяимпульсов коммутатора, к другому входукоторого подключен дополнительно введенный задатчик синхронизации, подключенный через измерительный элемент к выходным клеммам инвертора и к датчикутока нагрузки. 5На фиг. 1 представлена принципиядьная схема параллельно последовательного инаертсра тока с устройством, реялизующим данный способ, иа фиг. 2 - 11 ри нци пиала няя Гх емл фсрмирОаятеля импульс 01 э коммутя 1 Оря формирователя дополнитель 11 ьсх серий импудьсоа и задет- чика синхронизации для двух протиаофазнь каналов управления коммутатора;на фиг. 3 - диаграммы изменения динейного напряжения коммутатора и сигнжов В схеме формирователей импульсоа коммутатора,Инаертор содержит дросседь 1, к которому подключен коммутатор, состоящий из тиристзря 2-7, включенных по трехфязной мостовой схеме Ня стороне пе"эеменногс тскя ео лмутятсря подключены коьькутирующие конденсаторы 8- 10, последовательные конденсаторы 11- 13, компенсиручсшие конденсаторы 14-16 и компенсятср реяктианси мощности, состоящий из дросселей 17-19 и последовательно с ии:-.В 1 включенными тиаистосами Устройство форк 1 ирсаяния импульсса управления тирнстороа содержит задаю 1 ш 1 й ге 113 р - :.Ор 26, формирсаЯтель 27к 1 эмпенся 1 ося и форшроаятель 23 м 1"ч-Гоа хомм"тЯтора, эосъирсвй чает В сеОя фазос 3 хзигаюший блОК 2 9 распредепитепь 0 и Выходные усилители 31 Формирователь 28 импудьсоа коу,1 утятося 1 ВГ" 1 служит для фОр- КП 1 РОВЯН 11 Я ИМПУПЬСОВ ДВЭ х пРотиво 1 яЗНых каналов 11 ссдеск 1 ит 1 эазссда 11 гающии бдск 32, преобразующий непрерывный сигнал регулятора 1 няертеже не покязя 11 О) ьо временно:.:. интервал зядерн 1 ки цмпульсса управления тиристорами 2-7 относитель=с -, пульсса зяця 1 сщего генератора 28, распределитель 33 импульсов по противофязнык 1 каналам, соединенный облоком 32, генератором 26 р Фсрмирсватепями 35 и 36 допспиительныхсерий импульсов, пзмертк.льным элементом 37 и задатчцком д 8 синхронизации, выходные усилители 34, Распределитель 33 состоит из триггера 39 и селектора 40 типа саин из четырех у которого ксммутируемые входы Бц, Бр, Ба подключены к триггеру 39 и формирователям 35, 36 соотаетстаеннОу ьхсд Бзякорсчен ня 0 э я управляющие входы А 1, А подключены к зядятчику 38 синхронизации. На выходе Й, селектора сигнал изменяется В зависимости От уровня сигнялоа на Входах Б, Б, Б, Бч и А, А в соответствии с таблицей состояний селектора.о 0 х х х 1 х .х х 0 О х 0 .х х х 1 х 0 х х х 1 15 20 25 0 1 х .х Прим сигнялов, об жет приним начаемых х, молюбые значения. для т Звдвтчик 38 предназначен для формирования команд управления селектором 40 и состоит из компарвторов ,41 и 42, фиксирующих знак отклонения величины выходного напряжения. На выходе инвертора включены. датчики 43-45 тока нагрузки. Измерительный элемент 37, включенный между выходными клеммами инвертора и звдатчиком 38, предназначен для преобразования величин напряжения и тока переменного тока на выходе инвертора в пропорциональный им сигнал постоянного тока. Диаграммы, представленные на фиг. 3, содержат выходное напряжение 43, импульсы 44 фазосмешаюшего устройства, импульсы 45 задающего генератора, сигналы 46 нв выходе триггера распределителя импульсов, выходные сигналы 47 и 48 формирователей 35 и 36, выходные сигналы 49 и 50 компараторов 41 и 42, управляюшие сигналы 51 и 52.Устройство выполнено по многоканаль- ной схеме, в каждом канале, которой формируют два противофазных импульса. Аналогичным образом устройство может быть выполнено по одноканальному принципу управления тиристорами.Формирователи 35 и 36 дополнительных серий выполняются на основе компараторов, позволяюших формировать сигналы в определенной фазе ( Ящ или бю. ) по отношению к кривой переменного напряжения 43. Устройство работает следуюшим обрвзомеВ нормальных режимах работы пре бразоватепя нв выходе фазосмешаюшего блока 32 формируются импульсы, передние фронты которых совпадают с фронтами импульсов 45, в длительность их а определяется сигналом регулятора (на чертеже не ноказано). Эти импульсы поступают нв синхронизирующий вход С триггера 39. Нв входы У и К три 1 герв подаются противофвзные сигналы 45. Пержыночение три,герв происходит по заднему фронту сигнала 44, соответствуюшему формированию импульсов коммутатора при угле опережения 3 и, задаваемому сигкалом регулятора (нв чертеже не показано). Выходной сигнал 46 триггера и сигналы 48 и 49 от компвраторов 35 и 36, фронты которых соответствуют формированию импульсов коммутатора при углах опережениями;Я, поступают на коммутируемые входы Вд, В, В: селектора 40. Нв управляющие входы А, А селектора от компараторов 41 и 42 задвтчикв синхронизации поступают сигналы 49 и 50 величины которых соответствуют логическои единице при напряжении 43 близком к номи ивльному, величины которых соответствуют логической единице. В результате сигнал на выходе Яселектора повт ряет сигнал 46, а нв выходе Я - инверсный по отношению к 46, В усилителях 34 под действием фронтов сигнала 46 формируются импульсы 51 и 52 управления тиристорвми коммутатора соответствуюшие сигналу регулятора данного режима работы преобразователя при угле. опережения ,дн .В динамических режимах работы иреобразователя кривые напряжения на коммутаторе 43 и на выходе У смещаются влево и уменьшаются по амплитуде фиг. 3) после момента у . Поскольку изменения в кривых 43 происходит достаточно быстро, а сигнал регулятора не успевает измеНить задержку 6 С импульсов 44 на требуемую величину, то отклонение напряжения 6 может значительно превзойти допустимую величину.В данном способе указанный недоств ок устраняется путем формироввния двух дополнительных серий импульсов 47 и 48. На диаграммах (фиг, 3) показано, что при уменьшении выходного напряжения 1 л в моментсрабатывает ком рвтор 41 и его выходной7сигнал 48 принимает значение "ОПри таких значениях сигналов ца Входах А 1 и Л 2 селектора ца его Вьххоцех;х 1 появляется сигнал 48, Усилит=л.34 формируют .импульсы управлениякоммутатора в фазе соответствуюи.ей рекиму работы инвертора с максималь- НЫМ УГЛОМ ОПЕрЕжЕНИя 5 ЕтЭ- . Нанряжение 43 и соответственно Д, бьХст=.ро увеличиваОтся до тех пор, покав моментотклонение напряке-тия Оне превышает допустимую Велцчи ну. Компаратор 41 и селектор 40 возврашаютсч в исходное состояни. ц сиц- ХРОХХИЗаптХЯ ИМПУЛЬСОВ УПРаВД ЕНИЯ Х.СЬХ ХхтаТОРа ВЕХОВтв ОСУХЦЕСТ ВЛЯ ЕТСЯ Отратора 26.Б еОжимах сехятия нагрузк 11 кОцвые на-,ПРЯ)КЕНЕХХХ СМЕШаЮТСЯ ВПЕЭДВО И УВЕПИЧ 1111 аОТ=ся поамплитуде после момента с,1Бетом случае срабатьхвает компаратор 4-0и ЕГО ВЫХОДНОЙ СИГНад 5 О ПРИЕЦтмаЕТ ЗнаУтчение фО, На вьхходе Ыу селекторапоявляется сигнал 48,УСЕЛЕТЕХЕХ 34 0 рЕ 1 ХртХОТ ИНХПд;:ЬСЬ 1УПРавттвтЕЦЯ КОХЕ ХУтаГОРВ 1 1 аЗЕ СОО ХВетствуюшей рекЯму работы ЕхнветэтораС МИНИмад 1 ПЫМ ,УГЛОМ ОПОРЕЖЕЕХЕХЛчто приводит к бтьХсттэохтху уехе 1 хьИЕИ 1 ПОхапр:жеехеХЙ 43 ц Ди, Прее дОсия.2 цтхи Ве 1111111 ты ттэеЕэтхехст О утз "эцтхя хо 1раХОЭ 4" И СЕдЕКтор 40 ВОЗВОапт:.1110 ттсятв исходное состоя 1 Хе.11ПОСХХОДЬКУ ИЗМЕЕНИЕ НаПРЯ тЧ 1 ЦХ тт ,1В динамических реяхимах происходитттМЕДЛЕННЕЕ ИЗМЕНЕЕИЯ ТОКа тТО ДЛЯуВЕЛЕХЧЕЕия бЫСтрОдЕйСтВИЯ ЗадатЧИКД38 способа синхронизадци в измеоитепьньхй здсмецт 37 ххостчпает сигнал,. Екэс,1 ДПОРЦЕХОНИПЬНЬПХ ТОКУ ЕХВГРУЗУИ 11 фТаким образом, при отклонении вьтхтэеноГО нап 1 эяяхениех ЕХ . за праде 1 ы допустимых. величин, упоавление тиристооамикоммутатора осуществдяют от дох 10 хХ 1НИХ ОДЬЦЬХХ"РХХ ИМПУЛЬСОВт т ПЧУОНИ 11 "рОВЕНХНЫХ С НалряЖЕНИЕМ На КОЕХЕутатзтрЕСинхронизацич импу 11 ьсов управления снапряжением на коммутаторе обеспечивает работу инвертора с максимальнымуглом опережеехия при Отрицательномзнаке отклонения выходного напряженияили с минимальным углом - при положительном знаке отклонения. хе-ависимо от быстродействХхя регулятора в динамических реЕКХхехах происходит резкоеехзмецепхе угла опережения и фазы кривой выходного напряжения ццвертора,что обеспечивает значительное умень-: шецце отклонееи и быстрое ВосстановДЕЦЦЕ ВЕЧЕХНЕ 1 ВЫХОД;Х)Х О ЦЧПРЯЖЕНЦЯ ДО ЕХОМХнатЬ 1 О: О ".ЭОХЯХЕ 1 и ПРИВОДИТ К 1 011":"тЭт-; ди 11 Э, ИтЕСЗХ рЕЖИМак,Фоэмута изобретенияСпособ управц -цця стабилизированным ехех 1 эертотэоь 1, содержатшим коммута-. оркомпенсатоозадаюший ГенераторДаТЧИК ТОКа НсГОУЗКЕХ. ПХТЕМ фОРМИОО- а ттт - : дв" "-"11Праг тяОХ Хт,ХП."ХЬСОВЗа;татоПЕГО ГЕНЕЭД Вова Ц ПОДатХЦ ИХ Н В-;:Нтцдц ХХО:тХМутат эра ц КОМПЕНСатООа 1 влт Ю УХУц 1 ЕтЕЯ 11 ач , Ва ЭЕХЛЕРОВаниядХЦВЕРтОРат ФОРМИРУЮТ ДВЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СЕРИИ УПРВВДЯ.ОПИХ ЦМ 1 У 11 ССВ СИНХРОНИЗХРОВВЕХЕХЕХХ С НаПРЯЖЕХИ Ем На ВЬХХ 1 1 Д-" ХОММУТВТО 1 Эат ЕХ Г.ОДВ:ат ЦХ На ВЕНТИЛИКтзк".Е.утатОЕа На ВрЕг,Ят При Котором ОТкдонение напряжеция будет больше допусС:",Особ Ехс и,:, О т л и та ХстШ Ц й С и ТЕК, Что С ПЕЛЬЮ УМЕЦЬШЕНИЯ 11 овст 11" 1 Э д 1,1 ХОтЕОЬХ ЦаЦОЯЕ ЕЕ 1 ИИ ИЕХВЕЭТ 4 -Эа, - , Дт 1-;а;."тЧЕСКтту ДЕЖИХВХ, ПРИ УМЕНЬ;Е ИЦ В;:ЛЦЧНЫ ВЫХ 1 ЭЦНОГО НаПРЯКЕНИЯ;ХХят:, ХХХЭПУотМОЕ ДОХ.ЭХ 1 ХЦТЕЛЬХЛО СЕРИЮСТВДОХ 1 Ей МаКСЕХМадьчЭ ДОПУСТИМОМУ УГДУ -;ЕВ. 1 тЕЕтття ЕХЕЭЕтцХУТатОра,;5 СНОСОб по п 1, О т д ч а 1 Ош ц йт с я тем, что, с целью уменьше тет бгд, тта д 1ходОтна;рж т:т течБетэ "ора В дицвтмических рее 1 еи . . 11 ри ; В:,ХЕИЧЕЦИЦ БЕХ 1 ИЧИНЫ ЯЬХХОДПОЭЭ Ц,10 ЯЖЕПНЯ ВттХхце ХЕО хххсти мой ДОД ОХхцитЯХьехУю с е РЕПО ИМХЕуЛЬССВ фсрМЕХруХтЭТ В фаЗЕ, СООтВЕТСТВУХОГХЗХ;,ХХХХХМаЬЦХЭ Д 1.1 тт СТЕХХОМ" " ХХХУ РХ 1 фзксптЕЯ КОХМтатОРа4. Устэойство дця осушествления спо- О.,тба по Хпх. 3 Хтдержащее задающии ГЕ 1 ХЕРатоРт К ВХ ХХОД 1 М КОТОРОГО ПОДУЛЕ 7 ЧЕН фОРМИООтаТ ЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ КОМПЕНСа тора, состояший из последовательно соединенцьтх фазосдвигаюшего блока, распредеи 1 хтеХЯ импуэ 1 ьсов ВЫКОДНОГО уси 11 ителя и формирователь импульсов коммутатора, состояший из последоьательно соединен ных фазосдвигаХОХцегтэ блока раскОедэлехТЕДИ ИМптЛЬСОВ И Б.ХОДКОГО УСИЛИТЕ;ХЯ Дат 1 ИК ТОКа ЦВГРтЗ",:.и, ВЬ.ХОДЦЫЕ КЛЕММЫ 1. - ,.ЕРТОРае КОММУТаХЭР ШЕПЕЬХ ПЕРЕМЕННОГО Тона КОММУтатОРа, ,ИЗМЕРИтЕДЬНЫР ЭДЕМЕНТт 11 т л ц ч а ю Хп е е с я тем, чтО Оно10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР2. Раскин П. Я. Стабилизированные автономные инверторы тока.на тиристорах М., "Энергия, 1970. 3. Ковалев Ф, И, Стабилизированныеавтономные инверторы с синусоидальнымвыходным напряжением. М., "Энергия,1972. 9 744903 дополнительно снабжено двумя формир вателями дополнительных серий импульсов и задатчиком синхронизации, при этом входы указанных формирователей подключены к шинам переменного тока коммутатора, а выходы формирователей соединены с входами распределителя импульсов формирователя импульсов коммутатора, к другому входу которого подключен задатчик синхронизации, подключенный 1 О через измерительный элемент к выходным клеммам инвертора и к датчику тока нагрузки.