Тиристорний перетворювач частоти з мікропроцесорною системою управління прогнозного типу - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТИРИСТОРНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЧАСТОТИ З МІКРОПРОЦЕСОРНОЮ СИСТЕМОЮ УПРАВЛІННЯ ПРОГНОЗНОГО ТИПУРобота виконана на кафедрі «Промислова електроніка» Харківського державного політехнічного університету. Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Сокол Євген Іванович, Харківський державний політехнічний університет, зав. кафедрою «Промислова електроніка». Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, Щерба Анатолій Андрійович, Інститут Електродинаміки НАН України (м. 00 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.04 у Харківському державному політехнічному університеті за адресою: 310002, Харків - 2, вул. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського державного політехнічного університету.Однак, застосування мікропроцесорних систем управління в пристроях перетворювальної техніки в нашій державі ще не достатнє, а мікропроцесорні системи управління, що використовуються зараз, в більшості випадків копіюють відомі аналогові системи управління на цифровому рівні. Мікропроцесорне управління НПЕ по багаторазово розрахованим прогнозам є якісно новим рішенням реалізації мікропроцесорних систем управління, що дозволяють запобігти затримки в управлінні, неминучої при реалізації традиційних мікропроцесорних систем управління і тим самим підвищити динамічні показники перетворювачів. Науково-дослідницька робота за темою дисертації проводилась у відповідності з програмою Держкомітету України з питань науки та технології 05.51.02/069-92 «Інтелектуальне мікропроцесорне керування напівпровідниковими перетворювачами електроенергії», а також тематиками Міністерства Освіти України: М7805 «Розробка та дослідження методів підвищення швидкодії мікропроцесорних контролерів для систем управління напівпровідниковими перетворювачами», М7806 «Спеціалізовані мікропроцесорні пристрої підвищеної швидкодії для управління напівпровідниковими перетворювачами електроенергії». Наукова новизна одержаних результатів полягає у такому: удосконалено алгоритм прогнозного формування кута випередження автономного інвертора струму у складі ТПЧ, вперше проведено урахування ефекту неповної керуємості випрямляча при формуванні сумісного управління тиристорним перетворювачем частоти, розроблено принципово новий швидкодіючий обчислювач для зменшення часу виконання управляючого алгоритму в МПСУ прогнозного типу, вперше розроблено схеми принципово нових аналого-цифрових перетворювачів для перетворення сигналів змінних стану. В системі з багатократним прогнозуванням математична модель здійснює "розгортку" координат стану перетворювача, які мали бути наприкінці такту роботи перетворювача при умові, що черговий ключовий елемент відкривається у момент початку прогнозу.Проведено уточнення моделі та алгоритмів при прогнозному управлінні автономного інвертора струму по куту випередження b з метою урахування неможливості одержання перемінної стану IL та переходу до другої перемінної стану - загальному струму індуктора, що забезпечило можливість практичного використовування у МПСУ прогнозного типа. Проведено урахування ефекту неповної керуємості випрямляча при формуванні сумісного управління ТПЧ, що дозволило уникнути неточності при розрахунках параметрів управління та запобігти коливань вихідної напруги ТПЧ наприкінці перехідного процесу. Розроблені нові пристрої, що дозволили проводити підсумовування та перемноження в двоїчному, та в троїчному симетричному коді з часом виконання операцій не більш 5,7 та 3,6 мкс відповідно при виконанні макетів пристроїв на дискретних елементах. Застосування обчислювача, зробленого на дискретних елементах, в МПСУ на базі РС80286 дозволило зменшити час виконання управляючого алгоритму в 2,5 рази і тим самим розширити межі використання МПСУ прогнозного типа для ТПЧ з вихідною частотою до 1000 Гц. Виконання апаратного обчислювача в інтегральному виконанні та використання процесорного блоку вищого класу дозволить ще більше зменшити час виконання управляючого алгоритму прогнозного типу.