Устройство для управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

(51)М. Кл,Н 02 Р 13/16 Н 02 Р 13/30 феударстюай каиитвт СССР ао делаи изобретений и открытки.27(088.8) Дата опубликования описания 03 . 01.83(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫИПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙСВЯЗЬЮ яжению кой пое. 20 иче обра 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении устройст для управления преобразователями час тоты с непосредственной связью с естественной коммутацией, применяемыми в централизованных .системах электроснабжения подвижных объектов, где предъявляются повышенные требования к надежности и качеству выходно" го напряжения.Известно устройство для управления трехфазным преобразователем час" тоть с непосредственной связью, содержащее интегральное звено, суммиру" ющий элемент, пропорциональное звено и блок импульсно-фазового управления 1 3Онеуд У днако это устройство обладаетовлетворительным качеством регвания выходного напряжения презователя в статических и динаских режимах, так как отсутствтные связи по токам нагрузки,цепь обратной связи по напрпреобразователя обладает уз лосой пропускания.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому исполнению является 5устройство для управления трехфазным.преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащей в каждойфазе блок импульсно"фазового управ"ления, первый вход которого предназначен для подключения к источнику напряжения, выход соединен с выводомдля подключения к преобразователю,задающий элемент, выход которого со" т 5 единен с первым входом первого сумма"тора, датчик тока нагрузки, второйсумматор и фильтр 23.Однако известное устройство обладает узкой полосой пропускания цепейоб й связи, что снижает качествовсего устройства, малый коэфусиления и незначительный диа.гулирования отрицательной обвязи по постоянным составляю 3 ) 98397щим токов в режиме короткого замыкания нагрузки, что снижает качестворегулирования в динамических режимах.Указанные недостатки и сложность устройства приводят к уменьшению надевностиЦель изобретения - повышение надежности путем улучшения качествапроцессов регулирования в статическихи динамических режимах.1 ОПоставленная цель достигается тем,что устройство снабжено общим длявсех фаз источником постоянных напря-жений и в каждой фазе пропорциональным, пропорционально-интегральным ипропорционально-дифференциальным звеньями, третьим и четвертым сумма,торами, двумя детекторами и усилитеглем-ограничителем, причем вход пропорционально-дифференциального звенапредназначен для подключения к выходному напряжению преобразователя, выход через первый вход второго сумматора и пропорционально-интегральноезвено соединен со вторым входом пер 25вого сумматора и входом фильтра, вы, ход датчика тока нагрузки соедийенсо вторым входом второго сумматора ичерез пропорциональное звено - с третьим входом первого сумматора, вы.ход фильтра через соответствующийдетектор соединен с первыми входамитретьего и четвертого сумматоров,вторые входы которых соединены с соответствующими выходами источника по- З 5стоянных напряжений, а выходы перво-,го, третьего и четвертого сумматоровчерез, усилитель-ограничитель соединены со вторым входом блока импульснофазового управления.40На фиг. 1 дана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы,Устройство содержит генератор 1питающего напряжения, источник 2 по- ф 5стоянных напряжений, блоки 3 задания,блоки 4-6 импульсно-фазового управления, преобразователи 7-9 частотыс непосредственной связью, силовыеФильтры 10-12; датчики 13- 15 тока нагрузки, нагрузки 16-18 преобразователей, сумматоры 19-24, усилителиограничители 25-27, детекторы 28-33,фильтры 34-36, сумматоры 37-39, пропорциональные звенья 40-42, пропорционально-интегральные звенья 43-45,сумматоры 46-48, пропорционально-дифференциальные звенья 49-51. Фазные 1 4преобразователи 7-9 подключенц к генератору 1 и через силовые фильтры 10- 12 питают нагрузки 16- 18,Преооразователи 7-9 управляются устройством, которое работает следующим образом.Синусоидальные напряжения блоков 3 задания, поступающие на входы сумматоров 37-39, являются основными сигналами задающими выходные напряжения преобразователя, На входах сумматоров 37-39 синусоидальные напряжения складываются с выходными сигналами пропорциональных звеньев 40-42 и пропорционально-интегральнь 1 х звеньев 43-45. Выходные напряжения пропорционально-интегральных звеньев 43- 45 представляют собой сумму сигналов отрицательных обратных связей по напряжению преобразователя, поступающему на нагрузки 16-18, и току нагрузки, который фиксируется датчиками 13-15, Эти напряжения содержат в своем частотном спектре высокочастотные и низкочастотные составляющие напряжений преобразователя и низкочастотные составляющие токов нагрузки. Выходные сигналы звеньев 43- 45 являются корректирующими, устраняют постоянные составляющие в напряжениях преобразователя и токах нагрузки и улучшают форму напряжений преобразователя.Применение в цепях отрицательной обратной связи по напряжениям последовательно соединенных пропорциональ- . но"интегральных звеньев 43-45 и пропорционально-дифференциальных звеньев 49-51 позволяет получить астатическую систему первого порядка и существенно .расширить полосу пропускания обратных связей в области высоких частот, что делает возможным повышение эффективности коррекции формы, качества регулирования в переходных процессах и практически полное подавление постоянных составляющих напряжений преобразователя, так как при таком включении постоянные составляющие в напряжениях преобразователя подавляются полностью независимо.от их величин в сигналах задания.Введение отрицательной обратной связи по токам нагрузки через пропорционально-интегральные звенья 43- 45 позволяет подавлять постоянные и субгармонические составляющие в токах в режимах короткого замыкания на5 , 983971 б грузки, когда цепи отрицательнойоб- - щих на входы блоков 4-6, что .приво- Ратной Связи по напряжению преобра- дит к генерации дополнительных со" ,зователя не работают, так как напря ставляющих в напряжениях преобразова" жения на нагрузках в этом случае Рав телей 7-9, ликвидирующих постоянные,з составляющие в токах нагрузки.На входы сумматоров 37-39 чеРез На Фиг. 2 графически иллюстриру"пропорциональные звенья,40-42 посту- ется работа усилителей-ограничите-.пают также сигналы положительной об- пей 2-27 Фильтров 34-36 и детек 1 о ююратнои связи по токам нагрузки, Введе" ров 28-33 в статическом режиме ние положительной обратной связи не" 1 в,фиг. 2 а,б ) и в режиме короткого зв"обходимо для улучшения качества Регу- рыкания (Фиг. 2 а,в ). диаграммы по" . лирования напряжения преобРазователя казывают, что в нормальном режиме /в переходных режимах. Эффект возбужде работы цепи, содержащие,.фильтры 34 ния за счет положительной обратной 36, детекторы 28-33 и сумматоры 19 связи устраняется путем введенияот Б 24, не влияют на выходные сигналы .Рицагельной обратной связи по токам усилителей-ограничителей, а в режи"нагрузки с пропорционально-интеграль мах короткого замыкания нагрузки ониными звеньями 43-М : автоматически вступают в работу, т.еВыходные сигналы сумматоров 37-39 происходит изменение структур цепейпоступают через управ;пяемые усилите 2 в отрицательной обратной связи по сум"ли-ограничители 25-27 на входы бло ме сигналов напряжений преобразова" ков импульсно-Фазового управления, Внагрузки.статическом режиме усилители"ограни" Таким образом, устройство улучша"чители 25-27 выполняют функцию про" ет качество выходных напряжений пре.порциональных регуляторов и не ис" и образователя частоты в статическихкажают Форму выходных сигналов сум - Режимах, что обеспечивается широкойматоров 37-39. В Режимах короого за полосой пропускания цепей отрицатель".мыкания нагрузки выходные гналы ной обратной связи по напряжениямусилителей-.ограничителей 25-7 увели- преобразователя, улучшает качествофЮ регулирования выходных сигналов првной обратной связи по напряжениям пре- образователя частоты в динамическихобразователя уменьшаются и ограничи-. режимахза счет введения цепей половаются на уровнях, соответствующих жительной и отрицательной обратныхминимальным углам управления выпрями- связей по токам нагрузки, что позво-тельных и инверторных вентильных ком- ляет. повысить надежность работы пре 3плектов преобразователей 7-9. В этом об азователя Режиме резко уменьшается коэффициент.усиления и диапазон работы цепей отрицательной обратной связипо по-Формула изобретения стоянным составляющим токов нагрузки.Этот недостаток устраняется с помо- Устройство для управления трехфазщью Фильтров 34-36, детекторов 28-33 ным преобразователем частоты с непо- и сумматоров 19-24. С помощью Фильт- средственной связью, содержащее,в кажров 34-36 выделяются постоянные со- дой Фазе блок импульсно"Фазового упставляющие выходных сигналов пропор-. Равления, первый вход которого пред 45ционально-интегральных звеньев 43-45, назначен для подключения к источнику которые подаются на выходы суммато-питающего напряжения, выход соединен ров 19-24 через детекторы 28, 30, 32 с выводом для подключения к преобрав случае положительного значения ) или зователю, блок задания, выход кото- через детекторы 29, 31, 33 в случае . .рого соединен с первым входом перво 6% отрицательного значения постоянных го сумматора, второи сумматор, Фильтр составляющих сигналов. и датчик тока нагрузки, о т л и ч а "В результате суммирования постоян- ю щ е е с я тем, что, с целью повыных составляющих с выходными сигнала-. шения надежности путем улучшения ка-. ми источника 2 происходит уменьшение . чества регулирования в статических одного из уровней ограничения усиди- и динамических режимах, оно снабжено55телей-ограничителей 25-27 при этом . общим для всех Фаз источником постоян появляются постоянные составляющие ных напряжений и в каждой фазе пров напряжениях Ьу ОУВ, О, поступаю" порциональным, пропорционально-ин 7 983971 8 тегральным и пропорционально-дифферен- тор соединен с первыми входами., третьциальным звеньями, третьим и четвер- его и четвертого сумматоров, вторые тым сумматорами, двумя детекторами и входы которых соединены с соответстусилителем-ограничителем, причем вход вующими выходами источника постоянных пропорционально-дифференциального з напряжений, а выходы первого, треть- звена предназначен для подключения его и четвертого сумматоров через к выходному напряжению преобразовате" усилитель-ограничитель соединены с ля, выход через первый вход второго вторым входом блока импульсно-фазово сумматора и пропорционально-интеграль- го управления. ное звено соединен с вторым входом 10, первого сумматора и входом фильтра, . Источники информации, выход датчика тока. нагрузки соединен принятые во внимание при экспертизе с вторым входом второго сумматора и 1. Авторское свидетельство СССР через пропорциональное звено - с тре- Н 615590, кл. Н 02 Р 13/16, 1978. ;тьим входом первого сумматора, выход 5, 2. Авторское свидетельство СССР фильтра через соответствующий детек- У 663063, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.Тираж ИИПИ Государс по делам изоМосква, ЖППП "Патент",721венного комитета ретений и открыти 5 Раушская наб,Ужгород, ул. Проект