Устройство для распределения мощности преобразователя частоты

О П И С А Н И Е966840ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик: с присоединением заявкиВвударственный комитет СССР по делает изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15.10. 82, бюллетень38 Дата опубликования описания 15 . 10,82 А.В.Иванов, М.М.Мульменко, П.С.Ройзман и А.Х.Узянбаев(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ1Изобретение относится кобласти электротехники и может. быть примене. но в устройствах управления вентиль- ными преобразователями.Известно устройство для распределения мощности преобразователя частоты между несколькими нагрузками, содержащее систему управления с задающим генератором и каналы управления по числу нагрузок, каждый из которых содержит датчик контроля па" раметров нагрузки и силовые управляемые вентили 1 1.Недостатком этого устройства являются низкие надежность и точность регулирования, а также сложность.,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для распределения мощности преобразователя частоты между двумя нагрузками, имеющими разную частоту резонанса, со-. держащее задающий генератор, выход которого предназначен для подключе 2ния .к одному входу преобразователячастоты, и первый и второй каналыуправления, состоящие каждый из датчика контроля технологического пара-.метра и датчика частоты резонанса, 5 входы которых предназначены дляподключения к нагрузке 2.Недостатком известного устройства являются низкая надежность иточность регулирования, обусловленные наличием электродинамичес-.ких ударов в нагрузке и пауз междумоментами подачи энергии.Цель изобретения - повышение надежности и точности регулирования.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено регу"лятором выходного напряжения, акаждый канал снабжен первым и вторым 20компараторами усилителем-ограничи 1телем, первым и вторым элементамисовпадения, инвертором, задатчикомфазового угла, задатчиком технологического параметра, пороговым элемен66840 6ПРи ОЬ = соп 51 этим хаРактеристикам соответствуют кривые, полученные сечением поверхностей Ои Оплоскостями Ор = соп 5 Й(на Фиг3)5 9Выход инвертора 14 первого канала3 подключен к второму входу второгоэлемента совпадения 19 первого канала3,и первому входу первого элементасовпадения 13 второго канала 4,. Выход инвертора 14 второго канала 4подключен к вторым входам первыхэлементов совпадения 13 первого 3и второго 4 каналов.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Объектом управления системы является комплекс преобразователь частоты - двухрезонансная нагрузка.Как звено системы автоматическогоуправления объект управления являетсядвухмерным, так как имеет две входных (У,ОьХ) и две выходных координаты (О, О), причем 0 и О взаимосвязаны между собой в объекте управленияПоэтому для независимого управления технологическими параметрами нагрузок необходимо по определенному закону изменять оба входныевоздействия - как частоту Г, так и выходное напряжение преобразователяВЬФВзаимосвязь выходных координатобъекта управления О и Охорошо иллюстрируется их зависимостью от частоты, показанной в виде графиков на фиг,2, а также от частоты и напряжения ( фиг.3) . Поверхности О и 0 на Фиг.3 являются геометрическим местом точек, отображающих все воз. можные состояния объекта управления в статике при любых возможных сочетаниях Г и О Е. Очевидно, что, соответствующим образом изменяя величину Г в диапазоне от 1 щ до Г и величину 0в диапазоне от 0 до О,можно устанавливать самые различные сочетания выходных величин 0 и О , т.е, управлять ими независимо.В диапазоне Гт. .нелинейные статические: характеристики ьых ц "иО вью,с)х -"1 Н-о)Оо) еых О т соиМОеы , г.Ж-о)+ "о 20 1.1 Ььх Ох ц-, (1,0 еых ) ит . ( О Ььк) могут быть заменены приближеннымилинейными зависимостями О -0Ьых Ьйхф Оьь 1 Вц"еык "еых .10 Учитывая (21) и (22), линии равного уровня поверхностей 0 и О ,удовлетворяющие условиям О = соп 5 йи 02 = соп 5 С, можно приближенноописать гиперболическими Функциями 5 (23, 24) Линии равного уровня на фиг.4 показаны сплошными для поверхности 25О,и штрихованными для О. Точка А,находящаяся на пересеченйи двух линий, отображает состояние системы,в котором 0 и Ц соответствуют ве"личине данных уровней.Задача управления объектом сос.тоит в том, чтобы поддерживать заданное сочетание величин 0 и О,т,е, "удержать" объект в некоторойточке А ( см,фиг,4 ).35 При этом первоначально система мо,жет находиться в произвольном состоянии, например в точке В. На Фиг.4на плоскости состояний выделены четыре области, отделенные друг от друга линиями равного уровня, пересекающимися в точке А, соответствующейзаданным значениям 0 и 02 . В каждой из четырех областей сочетание:логических сигналов Х и Х 2 навыходах усилителей-ограничителей12 первого 3 и второго 4 каналовразлично.В результате выполнения своихфункций первыми 13 и вторыми 19 элементами совпадения обоих каналови инверторами 14 обоих каналов навыходах первых 13 и вторых 19 элементов совпадения обоих каналов в каждой области появляется определенноесочетание значений логических сигналов У 2, У и УСостояние системы управления вчетырех областях плоскости на фиг.4отражены в таблице.966840 10 плавности регулирования и повышения точности8 частности, последний столбец таблицы показывает, цто реакция регуляторов на сигналы обратных связей соответствует области, в которой оказывается система, и представляет собой движение рабочей точки по направлению к заданной точке на плоскости фиг.4 в областях С и Е за счет изменения частоты, а в областях Е и Г " за счет изменения выходного напряжения. Формула изобретения Устройство для распределения мощности преобразователя частоты между двумя нагрузками, имеющими разную частоту резонанса, содержащее задающий генератор, выход которого пред20 25 зо 35 Так, например, если устройствонаходится в состоянии, определяемомточкой В; а заданной является точкаА (область Г), то на входах заряд-ных .16 и разрядных 17 ключей возникают электрические напряжения, соответствующие логическим сигналам"З= "4=в результате увеличивается напряжение на входе регулятора частоты 4,частота Г растет вплоть до переходасистемы в другую область,В то же время зарядный ключвторого канала 16 открыт, а, разрядный ключ 17 второго канала6 Ы , закрыт, поэтому напряжение О практически не изменяется, После достижения линии О = О система начинаетф.работать в режиме переключений, переходя периодически из области С в область Г и совершая движение к точке А вдоль линии О+ = Ор (пунктирные стрелки на Фиг.4).Изменение частоты задающего генератора ограничивается как сверху, так и снизу сигналами, поступающими через пороговые элементы 18 с выходов вторых компараторов 1 О, один из вхо" дов которых соединен с датчиком частоты резонанса - Фазометром 9, а другой - с задатчиком Фазового угла;11, сигнал которого при настройке устройства устанавливается равным значение Фазового угла, соответствующего максимальной величине контролируемого параметра О данного канала на крайней частоте диапазонаГ , ,( см.граФики Фиг.2).Благодаря наличию в каналах систе. мы управления интеграторов 15 вы- ходная частота и напряжение преобразователя изменяются плавно,6 ез скачков, присущих известным устройствам.Применение изобретения позволяет повысить надежность регулирования и управления преобразователем за счет назначен для подключения к одномувходу преобразователя частоты, первый и второй каналы управления, состсящие каждый из датчика контролятехнологического параметра и датчика частоты резонанса, входы которого предназначены для подключения к нагрузке, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, оноснабжено регулятором выходного напряжения, а каждый канал снабжен первым и вторым компараторами, усилителем-ограничителем, первым и вторымэлементами совпадения, инвертором,задатциком Фазового угла, задатчиком технологического параметра, пороговым элементом и интегратором сзарядным и разрядным ключами, входыкоторых служат первым и вторым входами интегратора соответственно, при-. чем в каждом канале одни входы первого и второго компараторов подклю"цены к выходам датчиков контроля технологического параметра и частоты резонанса, а другие входы - к задатчикам технологического параметра и фазового угла соответственно, выходы первого и второго компараторов подклюцены к входу усилителя-ограничителя и 4 ерез пороговый элемент - квходу задающего генератора соответственно, кроме этого, выход усилителя-ограничителя первого канала подключен к входу инвертора, одному входу первого элемента совпадения соответствующего канала и к одному входу второго элемента совпадения . второго канала, выход усилителя-ограничителя второго канала подключен к входу инвертора, другому входу второго элемента совпадения соот" ветствующего канала и к одному входу второго элемента совпадения первого канала, выход инвертора первого ка" нала через другой вход второго элемента совпадения первого канала подключен к второму входу интегратора11 - 966840 12 первого канала и через один вход к входу задающего генератора, вы,первого элемента совпадения второго ход интегратора второго канала подканала - к первому входу интегра- ключен к входу регулятора выходного тора второго канала, выход инверто- напряжения, выход которого преднара второго канала подключен к друго"значен для подключения к другому му входу первого элемента совпаде- входу преобразователя частоты, ния второго канала и через другойвход первого элемента совпадения Источники информации, первого канала - к первому входу принятые во внимание при экспертизе интегратора первого канала, выход О 1, Патент Японии Ю 5 1-28133, второго элемента совпадения второго кл. Н 02 М 7/48, 1976. канала подключен к второму входу ин. Авторское свидетельство СССР тегратора второго канала, выход ин-675571, кл. Н 02 М 7/515, тегратора первого канала подключей Н 02 Р 13/16, 1977.966840 Ью Составитель Ю.БояриновТехред Т.фанта Коррект дактор О.Колесни окшан о д ская П оектная, 4 ент", г, Ужгород аказ 7897/74 раж 72 ВНИИПИ ого ко П етений 113035, РаувТи Государстве нн о делам изобрМосква, ЖП та СССР ткрытий