СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ


RU (11) 2006160 (13) C1

(51) 5 H02M7/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4945030/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.06.13 
(45) Опубликовано: 1994.01.15 
(71) Заявитель(и): Московский энергетический институт 
(72) Автор(ы): Балобаев А.Н.; Исхаков А.С.; Обухов С.Г.; Росинская Т.В.; Ушаков А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Обухов Станислав Григорьевич 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ 

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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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< 1m+1, а при значении сопротивления меньше заданного выбирают участок, где Uk < Up < Uk+1. На выбранном участке, например, по току определяют рассогласование по регулируемому параметру, которым является в этом случае напряжение участка Um и изменяют регулирующий параметр, например угол отпирания тиристоров в сторону уменьшения рассогласования U, повторяя с интервалом квантования названные операции [2] .

Однако, и этот способ не обеспечивает требуемой точности воспроизведения регулируемой внешней характеристики вследствие использования ее ступенчатой аппроксимации.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения заданной регулируемой внешней характеристики.

Указанная цель достигается тем, что способе управления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой, включающем задание значений токов I1, I2, . . . , Ij, . . . , In+1 и напряжений U1, U2, . . . , Uj, . . . , Un+1, (где j = 1, 2, . . . , n+1), соответствующих граничным значениям n участков, аппроксимирующих заданную внешнюю характеристику, измерение текущего значения тока и напряжения Up нагрузки, сравнение с заданными значениями текущих параметров Ip и Up, выбор по результатам равнения m-го участка, для которого Im < Ip< <I, и k-го участка, для которого Uk < Up < < Uk+1, изменение регулирующего параметра, например угла отпирания тиристоров сторон уменьшения рассогласования регулируемого параметра и повторение указанных действий через период квантования, k-й и m-й участки выбирают одновременно, в качестве регулируемого берут параметр C = = AcI + 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)<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>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 = UmIm+1- -Um+1Im (5)

и Ck = UkIk+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. 


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, и k-й участок, для которого параметр Uk>Up>U , изменяют сигнал управления в сторону уменьшения рассогласования регулируемого параметра и повторяют указанные действия через период квантования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения регулируемой внешней характеристики, сравнение текущих и заданных значений тока и напряжения производят одновременно, в качестве регулируемого используют параметр C = A 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<I<I выбирают меньшее из них и изменяют сигнал управления в сторону уменьшения наименьшего из рассогласований регулируемого параметра.