Название: Микропроцессорные системы управления устройствами силовой электроники(И.А. Баховцев )

Жанр: Технические

Просмотров: 1332


1.3. особенности вентильного преобразователя как объекта управления

Как элемент системы регулирования вентильный преобразователь имеет ряд особенностей [1, 3, 5, 17]:

Вентильный преобразователь – это дискретная импульсная система. Преобразователь регулирует поток электроэнергии дискретно – через интервал дискретности, величина которого может быть различной. Например, в управляемых выпрямителях и непосредственных преобразователях частоты  в зависимости от фазности (пульсности) схемы это могут быть 180, 120, 60 эл. град. и т. д. Во временной области интервал дискретности зависит также от частоты сети, которая обычно составляет 50, 60 и 400 Гц. В автономных инверторах тока и напряжения интервал дискретности определяется частотой опорного сигнала, которая, в частности, может достигать десятков килогерц.

Вентильный преобразователь – это система с переменной структурой. После каждого управляющего импульса меняется структура силовой схемы преобразователя (контура протекания тока), отсюда в схеме возникают новые переходные процессы. Для анализа подобных схем используются специальные, довольно сложные математические методы: дискретное преобразование Лапласа, z-преобразование, метод припасовывания, методы математического моделирования [18, 19].

Вентильный преобразователь – это нелинейная система. Данное свойство определяется наличием в схеме вентилей (ключей), которые (в идеальном случае) имеют два состояния: закрытое (ключ разомкнут, R = ¥) и открытое (ключ замкнут, R = 0). При рассмотрении системы регулирования в целом необходимо также учитывать и нелинейности в нагрузке, например в двигателе.

Вентильный преобразователь – это преобразователь электрической энергии, т. е. источник тока или напряжения. При этом нагрузка может быть самая различная: как пассивная (R, RL, RLC, RC), так и активная – противоЭДС (аккумулятор, двигатель постоянного или переменного тока). В последнем случае микропроцессорная система управления, как правило, имеет дело не только с вентильным преобразователем, но и с электроприводом в целом: варьируя электрические параметры вентильного преобразователя, МПСУ в конечном итоге должна управлять механическими и электромеханическими характеристиками двигателя. Чаще всего для управления электроприводом используется двухконтурное (по скорости и току) подчиненное регулирование [20], реже – трехконтурное (с добавлением контура по положению). Таким образом, электропривод с вентильным преобразователем представляет собой многоконтурную систему регулирования.

Таковы, на наш взгляд, основные особенности вентильного преобразователя как объекта управления, их необходимо учитывать при разработке его МПСУ. С другой стороны, микропроцессорная техника как средство управления также имеет свою специфику, которая может оказать (и оказывает) влияние на характеристики вентильного преобразователя и системы в целом. Этот вопрос рассматривается в следующем разделе.