способ управления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой
| Классы МПК: | H02M7/02 необратимое преобразование энергии переменного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе |
| Автор(ы): | Балобаев А.Н., Исхаков А.С., Обухов С.Г., Росинская Т.В., Ушаков А.В. |
| Патентообладатель(и): | Обухов Станислав Григорьевич |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-13 публикация патента:
15.01.1994 |
Способ основан на кусочно-линейной аппроксимации регулируемой внешней характеристики. Сравнивая текущие значения тока и напряжения нагрузки с заданными граничными значениями токов и напряжений линейных участков, определяют участки, в пределах которых лежат текущие значения тока и напряжения нагрузки. В качестве регулируемого используют параметр C = A X I + B X U, где A и B - есть постоянные для каждого участка величины. Определяя рассогласование 
C для выбранных по току и напряжению участков, находят меньшее из них и изменяют регулирующий параметр, например, угол отпирания вентилей, в сторону уменьшения этого меньшего C. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
C для выбранных по току и напряжению участков, находят меньшее из них и изменяют регулирующий параметр, например, угол отпирания вентилей, в сторону уменьшения этого меньшего C. 2 ил.
Формула изобретения
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ, заключающийся в том, что задают значения токов I1, I2, . . . , Ij. , . . . In+1 (где j = 1,2, . . . . , n + 1) и напряжений U1, U2, . . . , Uj, . . . , Un+1, соответствующих граничным значениям n участков, аппроксимирующих заданную регулируемую внешнюю характеристику, измеряют текущие значения тока Iр и напряжения Uр нагрузки и сравнивают их с заданными значениями этих параметров, выбирают по результатам сравнения m-й участок, для которого параметр Im<I
I + B U, где A = const, B = const, для чего задают для каждого из участков параметр C1, C2, . . . Cj, . . . Cn, равный Cj = Uj Ij-1 - Uj-1 Ij, для выбранных k-го и m-го участков определяют текущее значение параметра Cрк(m), где Cрк = (Uk - Uk+1) Ip + (Ik+1 - Ik) Up, Cpm = (Um - Um+1) Ip + (Im+1 - Im) Up, определяют рассогласования регулируемого параметра Im<IОписание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Известен способ получения внешней характеристики преобразователя, при котором измеряют текущие значения тока и напряжения нагрузки, вводят обратные связи по току и напряжению, сравнивают измеренное значение напряжения с заданным пороговым значением, если измеренное значение напряжения больше порогового. Вводят дополнительную обратную связь по напряжению, за счет чего выходная вольт-амперная характеристика имеет вид двух линейных участков с различными наклонами [1] . Недостатком этого способа является низкая точность реализации регулирования внешней характеристики. Наиболее близким является способ упраления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой, при котором задают значения токов I1, I2, . . . , In+1 и напряжений U1, U2, . . . , Un+1, соответствующих граничным значениям n участков при ступенчатой аппроксимации регулируемой внешней характеристики, сравнивают Iр с граничными значениями участков и Uр с граничными значениями участков, определяют сопротивление нагрузки, сравнивают его с некоторым заданным значением сопротивления и при значении сопротивления, большем заданного, выбирают участок, где Im< <I
I + BU, где А = const, B = const, для чего задают каждого из n аппроксимирующих участков параметр С1, С2, . . . , Сj, . . . , Cn, равный Cj = UjIj+1-Uj+1Ij, для выбранных k-го и m-го участков определяют текущее значение параметра Сpk(m), где Cpk = = (Uk-Uk+1) Ip+(Ik+1-Ik)Up, Cpm = (Um- -Um+1)Ip+(1m+1-Im)Up, определяют величину рассогласования Cm и Ck, выбирают меньшее из них, например Ck, и изменяют регулирующий параметр в сторону уменьшения меньшего из рассогласований Сm и Ck. Благодаря введению нового регулируемого параметра М и других указанных отличительных действий достигается более высокая точность воспроизведения регулируемой внешней характеристики по сравнению с прототипом, поскольку при такой совокупности действий достигается кусочно-линейная аппроксимация регулируемой внешней характеристики преобразователя. На фиг. 1 представлена заданная регулируемая внешняя характеристика преобразователя; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Сущность способа состоит в следующем. Форму регулируемой внешней характеристики задают, фиксируя значения токов I1, I2, . . . , In+1 и напряжений U1, U2, . . . , Un+1, где j = 1, 2, . . . , n+1, соответствующих граничным значениям n линейных участков, аппроксимирующих заданную внешнюю характеристику. После приема текущих значений тока Ip и напряжения Up нагрузки определяют, каким двум из всех участков регулируемой внешней характеристики соответствует положение рабочей точки преобразователя, для чего для определения номера m одного из участков поочередно производят сравнение значения тока нагрузки Ip со значениями токов Ij, пока не выполняется условие In < Ip < Im+1 (1)Для определения номера k еще одного участка поочередно производят сравнение значения напряжения нагрузки Up со значениями напряжений Uj, пока не выполняется условие Uk < Up < Uk+1. (2)
После определения двух рабочих участков формируют обобщенный параметр Ср в рабочей точке Ip, Up, рассчитанный по отношению к двум выбранным участкам k и m:
Сpm = (Um-Um+1)
Ip+ +(Im+1-Im)Up , (3)Cpk = (Uk-Uk+1)
Ip+ +(Ik+1-Ik)Up, (4) и величины обобщенного параметра, соответствующие попаданию рабочей точки преобразователя на m-й и k-й участки регулируемой внешней характеристики: Cm = Um
Im+1- -Um+1Im (5)и Ck = Uk
Ik+1-Uk+1Ik (6)Определяют рассогласования для каждого из выбранных участков как Cm = Cm-Cpm (7)
и Ck = Ck-Cpk, (8) выбирают из них меньшее и передают как сигнал рассогласования для обработки регулятором, настроенным на стабилизацию обобщенного параметра. Перечисленные операции производят в течение одного интервала квантования и через интервал квантования повторяются. Схема, реализующая предлагаемый способ, содержит счетчик участков 1, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов 2 и 3, на информационные входы которых подаются заданные значения токов I1, I2, . . . , Ij, . . . , In+1 и напряжений U1, U2, . . . - Un+1 соответственно, а выход каждого соединен с входом компараторов 4 и 5, на другие входы которых подаются текущие значения измеренных тока Ip и напряжения Up, а выход каждого соединен о стробирующим входом регистров-защелок 6 и 7 соответственно, другие входы которых соединены с выходами счетчика участков 1, а выходы соединены с входами вычислителей 8 и 9 рассогласования соответственно, на другие входы которых подаются текущие значения тока Ip и напряжения Up и заданные значения токов и напряжений, а выход каждого соединения с входом схемы 10 сравнения, вход сброса которого соединен с выходом таймера 11, выход которого соединен также с входами сброса счетчика участков 1, компараторов 4 и 5 и схемы 10 сравнения. Схема работает следующим образом. Коммутаторы 2 и 3 последовательно передают значения Ij и значения напряжений Uj на границах линейных участков, аппроксимирующих регулируемую характеристику на схемы 4 и 5 сравнения. Схема 4 сравнения вырабатывает на выходе строб записи при выполнении условия (1), а схема 5 ранения - на выходе строб записи при выполнении условия (2). В регистрах-защелках 6 и 7 фиксируются номера K и m выбранных участков. Вычислитель 8, используя информацию о номере участков K, рабочих токе Ip и напряжении Up, согласно выражениям (3), (5) и (7) определяет значение рассогласования для k-го участка, вычислитель 9, используя информацию о номере участка m, рабочих токе Ip и напряжении Up, согласно выражениям (4), (6) и (8) определяет значение рассогласования для m-го участка. Схема 10 сравнения выбирает из двух рассогласований одно, имеющее меньшее значение, и передает его для отработки регулятору. Таймер 11 предназначен для синхронизации системы управления и обеспечения итеративного приближения к требуемой регулируемой внешней характеристике. (56) Гладков Э. А. Совершенствование процессами дуговой сварки на базе высокочастотных преобразователей энергии. Сварочное производство, 1984, N 3, с. 13-16. Исхаков А. С. , Обухов С. Г. и Ушаков А. В. Управление внешней характеристикой источника электропитания. Электричество, 1990, N 11, с. 6 7-71.
Класс H02M7/02 необратимое преобразование энергии переменного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе
