Устройство для управления многофазным преобразователем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск их(23) Приоритетф яо делам изобретений и вткрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ Известные устройства для управления многофазным преобразователем, содержащие в каждом канале управления синхронизатор импульсов, фазоимпульсный преобразователь, распределитель импульсов, блок автоматического симмет 5 рирования и распределитель импульсов, не исключают асимметрию импульсов управления.Изобретение отличается тем, что блок автс)матического симметрирования импульсов снабжен формирователем сигналов рассогласования, подключенным входами к выходам измерителя рассогласования фазы, и формирователями сиг 15 налов коррекции по числу фаэ преобразования, включенных на выход указанного формирователя сигналов рассогласования и выполненных в виде двух ключей аналоговых сигналов, соединенных между, собой через преобразующий элемент, выход одного из ключей, являющийся выходом формирователя сигналов коррекции, соединен с одним из входов сумми 2рующего элемента, подключенного к дополнительному входу преобразователясигнала рассогласования и через второйсуммирующий элемент, на второй входкоторого подается управляющий сигнал,к входам управления фазоимпульсныхпреобразователей, причем выходы всехфаэоимпульсных преобразователей соединены с вторым входом указанного измерителя рассогласования фазы черезсинхронизатор распределителя импульсов,входы управления которого тюдключены к соответствующим выходам распрвделители импульсов, соединенным также с входами управления ключей ана-.логовых сигналов соответствующихформирователей сигналов коррекции, авход распределителя импульсов соединенс дополнительным выходом измерителярассогласования фазы узла формированияэквидистантной последовательности импульсов,Это позволяет устранить асимметрию.импульсов управления, возникающую7460=вспедствие появлении регулярных пульсаций в управляющем сигнале постоянного тока, а также возможной иеидентичности каналов фазоимпульсного преобразования.5На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство для управления многофазнымпреобразователем с общей системой коррекции межфазной и противофазной асимметрии (первый вариант); на фиг. 2 - 10то же, с раздельными системами коррекции межфазной и противофазной асимметрии (второй вариант),Устройств для управления многофазным преобразователем с общей системойкоррекции межфазной и противофазнойасимметрии (см. фиг. 1) состоит из трех -пб числу фаз - синхронизаторов 1, трехфазоимпульсных преобразователей 2,трех распределителей 3 выходных импульсов, формирующих выходные импульсы инаправляющих их к соответствующим вентилям, а также блока 4 автоматического.сймметрирования импульсов управления.Блок 4 автоматического симметрированияимпульсов в качестве одного из основныхузлов включает в себя узел 5 формирования эквидистантной последовательностиимпульсов. Этот узел состоит из управляе - мого генератора 6 импульсов, связанного через преобразователь" 7 сигналоврассогласования :с выходамй измерителя 8 рассогласования фазы, один извходов которого связан с выходом генератора импульсов, а второй через сии в 35хронизатор 9 распределителя импульсов -с выходами всех фазоимпульсных преобразователей 2.Синхронизатор 9 в момент вводапреобразователя в работу пропускает на 40измеритель 8 выходной импульс тогопреобразователя 2, который соответ-" ствует" состоянию распределителя 10импульсов, занятому им при подаче питания на устройство, т.е. синхронизирует 45работу распределителя 10 и, следовательно всего блока 4 в соответствии сработой фаэоимпульсных преобразователей,Измеритель 8 имеет два выхода 11и 12; на которых выделяется рассогласование соответственно при опережении )импульсами генератора импульсовфаэоимпульсных преобразователей 2и при запаздывании относительноних. К этим выходам подключен формирователь 13 сигналов рассогласования, выход которого соединен со всеми входамиформирователей 14 сигналов коррекцйи, состоя щих из лиух налоговых ключей 15 и 16 и преобразователи 17 сигнала. Входом формирователя 14 является вход ключа 15, а выходом - выход ключа 16. Преобразователь 17 сигнала включен между ключами 15 и 16.Число формирователей 14 равно числу фаз преобразования, Выход каждого формирователя 14 соединен с соответствующим входом сумматора 18, а выход сумматора 18 - с дополнительным входом преобразователя 17 и одним из входов второго сумматора 19, Навторой вход сумматора 19 поступает сигнал управления преобразователем, Выход сумматора 19 подключен к входам управления всех преобразователей 2, Сумматор 19 не относится собственно к блоку 4. В том или ином виде он содержится в любом устройстве управления преобразователем. Для подключения блока 4 требуется лишь обеспечение дополнительного входа с целью ввода корректирующего сигнала. Аналоговые ключи 15 и 16 управляются сигналами с соответствующих выхсдов распределителя 10, Вход распределителя 10 связан с дополнительным выходом измерителя 8, на котором формируется импульс управления. Передний фронт этого импульса совпадает с задним фронтом импульса рассогласования.Работает предлагаемое устройство следующим образом.Отсчет фазы импульсов управления производится от импульсов синхронизаторов 1, появляющихся в момент перехода коммутирующего напряжения через нуль. Среднее значение фазы импульсов преобразователей 2 определяется сигналом управления., На входы измерителя 8 поступают две последовательности импульсов в . эквидистантная от управляемого генератора 6 и импульсы фаэоимпульсных преобразователей 2, которые проходят через синхронизатор 9, синхрониэируя при пуске устройства работу распределителя 10 с работой фазоимпуьсных преобразователей 2. Синхронизатор 9 осуществляет также защиту блока 4 от Розможных сбоев распределителя 10 импульсов, Измеритель 8 выделяет рассогласование по фазе между соответствующими импульсами этих последовательностей в виде длительности импульса. Причем при опережении им- пульсами генератора 6 импульсов преобразователей 2 сигнал появляется на5 7468 вйходе 11 опережения, а при запаздывании - на выходе 12 запаздывания.Преобразователь 7 сигналов рассогласования вырабатывает сигнал пропорциональный среднему за период сети рассогласованию, и воздействует на генератор 6, изменяя фазу эквидистантной последовательности импульсов в сторону уменьшения этого рассогласования. Таким образом, фаза эквидистантной после довательности импульсов в статическом режиме всегда совпадает со средним значением фазы импульсов преобраэователя.формирователь 13 формирует на выходе сигналы рассогласования в виде импульсов в соответствии с принятым видом модуляции, например в простейшем случае, в зависимости от знака рассогласования, - разнополярные импуль сы равной амплитуды с длительностью, равной длительности импульсов на входе формирователя 13. Эти импульсы поступают на входы всех формирователей 14. Ключи 15, управляемые распределителем410, пропускают на вход своего преобразователя 17 только сигнал рассогласования, соответствующий данному каналу преобразования. Преобразователь вырабатывает сигнал, пропорциональный либо рассогласованию, либо интегратору от рассогласования - в зависимости от при, нятого закона коррекции. Этот сигнал в течение интервала времени, определяемого распределителем 10, воздействует на вход сумматора 18, и далеескладываясь с сигналом управления на сумматоре 19, - на входы: управления фаэоимпульсных преобразователей, корректируяаэу соответствующего импульса в стону уменьшения исходного рассогласования. Так замыкается контур отрицательной обратной связи по рассогласованию, Если в качестве преобразователя 17 использовать интегрирующее звено, то ф асимметрия, обусловленная статической ошибкой контура коррекции, может быть сведена к нулю. Таким образом, за счет автоматичес- ф котого синфазирования с импульсами эквидистантной последовательности на выходе описанного устройства образуется симметричная система импульсов управ- . ления. Сигнал с выхода сумматора 18 воздействует на дополнительный вход преобразователя 7. Этим исключается постояйная составляющая в суммарном 57 6сигнале коррекции, влияющая на среднее значение фазы импульсов управления.В предлагаемом устройстве управления блок автоматического симметрирования импульсов, несмотря на его инерционность, не влияет на быстродействие управления .н вместе с тем компенсирует асимметрию, обусловленную регулярными пульсациями в сигнале управления.Путем небольшого усложнения схемы можно ввести раздельную компенсацию противофазной и межфаэной асимметрии импульсов. Такой принцип симметрирова ння значительно расширяет восможности системы управления преобразователем. " Например, при длительных несимметричных режимах работы преобразователя 1 короткое однофазное или двухфазное замыкание), отключая межфазное симметрирование, можно обеспечить более выгодный режим работы преобразователя, При этом сохраняется высокая симметрияпротивофазных импульсов. Кроме того, выбрав более высокие передаточные коэффициенты по каналам противофаэной коррекции, можно поддерживать противофаэ-ную симметрию с большей точностью, чем меафазную, так как требования к поддержанию противофазной симметрииобычно более высоки по сравнению смежфазной.Для коррекции межфазной асимметриивыбираются каналы управления либо четными, либо нечетными вентилями преобразователя. Тогда дополняющие каналыбудут обеспечивать цротивофазное сим-метрирование. На преобразователи корректоров межфаэной асимметрии при этомподается сумма сигналов рассогласования,соответствующих данной фазе сети, приэтом выходной сигнал преобразователявоздействует на фазу обоих импульсовуправления данной фазы. На преобразователи корректоров противофазной асимметрии подается разность сигналов рассогласования, соответствующих даннойфазе, а сигнал преобразователя воздействует только на фазу импульса каналапротивофазного симметрирования. Этодостигается путем введения в блок 4дополнительного несложного узла формирования сигналов противофазного рассогласования и простой логической схемы,обеспечивающей требуемую последовательность работы аналоговых ключей.Функциональная схема такого устройства представлена на фиг. 2,В блок 4 введен формирователь 20 сиг1 О палов противофазного рассогласования,входы которого соединены с выходами 11и 12 измерителя 8, а входы управления -с соответствующими выходами распределителя ХО импульсов. Выход формирователя20 связан со входами формирователей,обеспечивающих противофазное симметри-рование, В данном случае для противофвэного симметрироввния выбраны формирователи воздействующие на импульсыуправления четных вентилей 21, 22, 23.Входы остальных формирователей подключены к формирователю 13 сигналов рассогласования. Эти формирователи обеспе чивают межфазную симметрию. 15Для"ффавленйя айалогбвыяи ключамив формирователях сигналов коррекцийвведены дополнительные элементы ИЛИ 24.Число их равно щ/2 . В рассматриваемомпримере их три, и каждый элементИЛИ 24 вырабатывает сигнвль 1 управле-,ния формирователем 14, соответствующимданной фазе сети. Входы управления ключа 16 формирователя, обеспечивающегомежфаэное симметрирование, и ключа 15 формирователя, обеспечивающего противофазное симметрирование,"соедйнены "с выходом соответстйпощего,эпемента ИЛИ 24, входы которого подключены к выходам распределителя 10,ЗОсоответствующим данной фазе сети. Входы управления ключей 16 формирователей,обесйечиваюших противофазную сймйетрию,соедийейы с выходами распределителя 10,соЗтветствующими данным квйвлам йреобразовании. В рассматриваемом примере это каналы четных вентилейЙ 1;Й 2,23,В остальном схема устройстване отличается от описанной, изображенной нафиг. 1, Необходимо отметить, чтовустройстве по фиг. 1 сумматор 18 и4 Оайалоговые ключи 16 выполняют функциипереключения сигналов и могут бытьзаменены многоканальным коммутатором. Сумматор 18 может выполнятьи свои прямые функции - сложение сиг 45МИЛОВ.Возможен вариант устройства, отличающегося тем, что на формирователи 14, влияющие на межфазную симметрию, от формирователя 13 проходят сиг 50палы рассогласования от обоих каналов,соответствующих данной фазе сети. Преобразователь вырабатывает сйгнал коррекции, пропорциональный сумме (интегралу от суммы) этих сигналов рас 55согласования. Это очень легко реали-.зуется, если в качестве преобразователя,исподьэуется интегратор. Сигнал коррекции межфвзной асимметрии воздействует на фазу обоих импульсов, вырабатываемых соответствующим преобразователем 2. Это обеспечивается ключами 16, которые открываются два раза в период.Преобразователь 17 в формирователях 14, корректирующих противофазную асимметрию, вырабатывает сигнал, пропорциональный разности (интегралу от разности) сигналов рассогласования данной фазы сети. Это легко реализуется, если преобразователем является интегратор. В этом случае необходимо, чтобы сигналы рассогласования с формирователя 20, соответствующие, например нечетным вентилям, имели полярность, противоположную этим же сигналам, формируемым формирователями 13. формирователь 20, выполняющий это условие, имеет весьма Несложную схему.Сигйал коррекции противофазной асим- метрии, суммируясь с сигналом коррекции межфазной асимметрии, воздействует лишь нв фазу импульсов управления четными вентшями. Это осуществляется ключом 16, противофазным формирователю, который . открывается лишь раз в период.Исходная асимметрия, связанная с неидентичностью канадов управления инесимметрией коммутирующих напряжений, может быть скомпенсирована в установившейся режиме практически при любойее величине.Допустимая же величина пупавций входного сигйвла, с которой еще может справиться симметрирующее устройство, зависят от частоты пульсаций. При этом максимальная крутизна напряжения пульсации не должна превьшать крутизны опорного напряжейия фазосдвигающего устройства, иначе симметрирующее устройство не сможет работать из-за возникновения "вибрационной" неустойчивости, Для линейного опорного напряжения двойная амплитуда пульсаций частоты 50 Гц может достигать 100 . у 2 о( - , - 604 от полного диапазона изменения входного сигнала, что соответствует максимальной асимметрии до+60 град), С ростом частоты допустимая амплитуда пульсаций пропорционально уменьшается.Списанное устройство содержит блок автоматического симметрирования импульсов, универсальный в том смысле, что он является внешним по отношению к системе фазового управления и может быть применен с системой любого типа.746857 10 рователя сигналов коррекции, соединенс одним из входов суммирующего эле 1мента, подключейного к дополнитеп номувхрду преобразователя сигнала рвссогла 5 сования и через второй суммирующийэлемент,"Йа второй вход которого подается управляющий сигнал, - к входамуправления фазоимпульсных преобразо"вателей, а выходы всех фаэоимпупьсных 10 преобразователей соединены со вторымвходом указанного измерителя рассогласования фазы через синхронизаторраспределителя импульсов; входы упрввлещщ которого 1 подключены к соответ ствующим выходам распределитщи им-Пульсов, соединенным также со входами, управления ключей аналоговых сигиалбвсоответств 1 чощих формирователей сигналов коррекции, а вход распределителя , 20 импульсов .соединен с дополнителыщмвыходом иэмерителя рвссэгласоввнияфазы узла формирования эквидистантнойпоследовательности импульсов. 1. Устройство для управления многофазным преобразователем, содержащее в каждом канале синхронизатор импульсов, фазоимпульсный преобразователь и распределитель управляющих импульсов, а также блок автоматического симметрирования, включающий в себя Зй узел формирований эквидистантной последовательности ймпульсов, состоящий-из управляемого генератора импульсов, под- , ключенного к входу измерителя рассо- гласования фазы, выходы которого через 35 преобразователь сигналов рассогласованиясоединены со входом управляемого гейераторв импульсов, и распределитеЖ им= пульсов, о т л и ч а ю щ е е сятем, ;что, с целью устранения асимметрииФ импульсов управления, возникающей вследствие появления регулярных пульсаций в управляющем сигнале постоянногб тока, в также возможной неидентичности каналов фазоимпульсного преобразования, блок автоматического симметрирований импульсов снабжен формирователем с".пналов рассогласования, подключенным входами и выходам измерителя рассогласования фазы, и формирователя ф ми сигналов коррекций по числу фаз преобразования, включенных на выход указанного формирователя сигналов рассогласования и выполненных в виде двух ключей аналоговых сигналов, соединенных между собой через преобразующий элемент, причем выход одного иэ ключей, являющийся выходом формиПри этом нужно согласовать только уровни входных и выходных сигналов.Так квк симметрирующее устройство легко может быть заблокировано запирвнием всех ключей выходного коммутатора, в случае отказа любого из других его элементов надежность системы управления в целом практически не снижается, несмотря на относительную сложность схемы симметрирования. Кроме того, при раздельной компенсапии межфазной и противофазной асимметрий отключаться может только часть симметрирующего устройства, содержащаяотказавший элемент. Обнаружить отказ/достаточно легко по наличию асимметрии импульсов в течение интервала"; превы-" шающего время отработки возмущений симметрирующим устройством. формула изобретения 2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью осуществления раздельной коррекции противофазной и межфазной асимметрий, блок автоматического симметрирования снабжен формирователем сигналов-противофаэйого рассогласования, подключенным к выходам измерителя рассогласования фазы, входами управления связанного с выходами распределителя импульсов, а выходом П входами формирователей сигналов кор Рекпии, соответствующих четным (не.четйым) вентилям преобразователя, при чем"выход формйрователя сигналов рас-согласования подключей к входам формирователей сигналов коррекции, соответствующих нечетным (четным) вентилям преобразователя, а входы управление обоих ключей аналоговых сигналов каждого формирователя сигналов коррекции, соответствующего нечетному (четному) вентилю, и вход управления входного впоча аналоговых сигналов формирователя сигналов коррекции, соответствующего четному (нечетному) вентилю той же фазы, подключен на выход логического элемента ИЛИ, связанного входами с выходами распределителя импульсов, соответствующими данной фаэе сети, в входы вторых ключей формирователей сигналов коррекции, соответствующих четным (нечетным) вентилям, связаны непосредственно с соответствующим выходом распределителя импульсов.783кооткр оное по дел Задам, МоскФилиал ПП Патент, 1. род, ул. Проектная Тираж Государственного м изобретении и ва, Ж, Рауш П митета СССР ытий ая набд. 4