Материал: s_electro

ленными коммутацией при ШИМ. После регуляторов сигналы ошибок компонентов обобщенного вектора снова преобразуются с помощью обратного преобразователя координат в трехфазную исходную (фазную) систему координат. Эти сигналы используются как модулирующие напряжения для вертикальной системы управления ШИМ (см. раздел 6.7.1) с опорным напряжением симметричной пилообразной формы с частотой тактов Тт.

В случае использования вращающейся системы координат для работы преобразователей координат 3/2 и 2/3 требуются два ортогональных гармонических сигнала с частотой, задающей частоту вращения координат. Эти сигналы получаются в блоке генератора преобразователя координат ГПК.

Итак, достоинством такой системы являются однозначность передаточной характеристики инвертора и ее линейность как по активной, так и по реактивной составляющим обобщенного вектора напряжения (тока), недостатком – сложность.

6.7.3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРАМИ СО СЛЕЖЕНИЕМ ЗА ТОКАМИ

Использование следящего алгоритма управления инвертором возможно только в замкнутой системе управления. Вариантов таких систем может быть очень много, так как здесь допустимо использовать весь арсенал средств современной теории автоматического регулирования, в том числе адаптацию, предсказание, оптимизацию, искусственный интеллект.

Самую простую систему управления с релейным слежением за фазными токами трехфазного инвертора напряжения получают объединением трех систем управления (см. рис. 6.6.5) реверсивного ШИП, рассматривая инвертор снова как ШИП в режиме периодического реверса. При этом интеграторы И из системы управления устраняются, а сиг-

200

налами задания является трехфазная система синусоид с требуемой частотой. Но при соединении нагрузки в звезду без нулевого провода возможен выход мгновенного значения пульсаций фазного тока за пределы, задаваемые шириной петли гистерезиса релейного элемента, как показано на рис. 6.7.9. Это связано с тем, что независимыми токами в этом случае могут быть только токи двух фаз, а ток третьей фазы определяется их суммой с обратным знаком. Поэтому, несмотря на переключение вентилей в данной фазе, где ток дорос до порога срабатывания релейного элемента, напряжение на этой фазе нагрузки не сменит знак до момента переключения вентилей в другой фазе инвертора, где для этого ток в ней может измениться в пределе на величину порога срабатывания релейного элемента. Таким образом, системе присуща дополнительная ошибка слежения. В результате результирующая ошибка может достигать двойного значения.

Этой простой системе присущ и ряд других особенностей. Во-первых, наличие нефиксированной частоты коммутации при ШИМ из-за отсутствия опорного напряжения, во-вторых, разные частоты автоколебаний в разных фазах из-за реальной неидентичности каналов управления по фазам. Это вызывает появление субгармоник в выходных напряжениях и токах инвертора, неблагоприятно сказывающихся на нагрузке, например, машинах переменного тока. В-третьих, повышение частоты коммутации вентилей инвертора, что увеличивает потери в них по сравнению с системами вертикального управления. Все это ограничило применение таких систем управления в маломощных преобразователях с невысокими требованиями к качеству выходной энергии инвертора.

Проблема временной «неуправляемости» фазными токами инвертора, характерная для системы управления за фазными токами, устраняется при переходе к слежению за двумя компонентами обобщенного вектора тока, являющимися двумя независимыми переменными. Блок-схема такой системы управления построена на рис. 6.7.10. Здесь преобразователь координат 3/2 обеспечи-

201

вает получение составляющих iα (id) и iβ (iq) обобщенного вектора тока инвер-

тора, которые вычитаются из сигналов задания iз.1 и iз.2 (в α, β-или d, q-коорди- натах). Сигналы ошибки поступают на два трехпозиционных релейных элемента РЭ1 и РЭ2 с обозначенной над ними релейной характеристикой.

Рис. 6.7.10

Логическое устройство вырабатывает сигналы для формирования шести векторов выходного напряжения инвертора U&1 −U&6 в зависимости от состоя-

ний выходов релейных элементов Ψ1, Ψ2 в соответствии с известным алго-

ритмом, представленным в таблице (для α, β координат). Показано, что такой алгоритм уменьшает и среднюю частоту коммутаций при ШИМ.

202

РЭ1

203

Дальнейшее развитие систем управления связано с использованием методов искусственного интеллекта: нечеткой логики, нейроконтроллеров, экспертных систем [42] и требует отдельного рассмотрения.

Вопросы к главе 6

1.1.Какие функции систем управления вентильным преобразователем?

1.2.Требования к системе управления вентильным преобразователем.

1.3.Каким образом обеспечивается гальваническая развязка системы управления от силовой схемы вентильного преобразователя?

1.4.Какие классификационные признаки у систем управления?

1.5.По какому признаку различают системы управления с «узким» и «широким» импульсом?

1.6.В каком случае передаточная характеристика вентильного преобразователя на тиристорах – линейная функция?

1.7.В каком случае передаточная характеристика широтно-импульсного преобразователя – линейная функция?

1.8.Каким образом за счет системы управления инвертором напряжения обеспечивается формирование практически синусоидального тока нагрузки?

1.9.В чем преимущество систем управления преобразователями по обобщенному вектору?

2.10.Из каких блоков состоит синхронная многоканальная вертикальная система управления?

204