Система 150-градусного управления ведомым инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией
Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к силовой электронике и может быть использовано для управления трехфазным ведомым инвертором напряжения, предназначенного для питания вольтодобавочных устройств. Предлагается 150-градусная система управления ведомым инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Данная система содержит блок формирования специального сигнала отличного от других аналогов, умножитель частоты, формирующий частоту выходного сигнала в число кратное частоте сети и числу фаз. Технический результат от решения поставленной задачи заключается в улучшении гармонического состава напряжения, путем получения пятиступенчатой формы напряжения, против трехступенчатой в известных инверторах со 180-градусным алгоритмом управления и широтно-импульсной модуляцией.
Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к силовой электронике и может быть использовано для управления трехфазным инвертором напряжения.
Известна система 180-градусного управления инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией (Инверторы напряжения с широтно-импульсной модуляцией: учеб. Пособие / B.C. Климаш. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2010. - 63 с), которая взята за прототип.
Эта система содержит синхронизирующий трансформатор, генератор опорного треугольного напряжения, три компаратора, три логических повторителя, три логических инвертора, а так же шесть выходных каскадов для шести транзисторов мостовой схемы инвертора напряжения.
Недостатком устройства является то, что система обеспечивает 180-градусный алгоритм управления инвертора, при котором выходное напряжение инвертора имеет высокий гармонический состав в виду того, что оно имеет трех ступенчатую форму. При применении в вольтодобавочных устройствах имеет большие искажения при питании потребителей.
Задачей полезной модели является повышение качества выходного напряжения трехфазного инвертора.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в улучшении гармонического состава напряжения, путем получения пятиступенчатой формы напряжения, против трехступенчатой в известных инверторах со 180-градусным алгоритмом управления и широтно-импульсной модуляцией.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в каждый фазный канал управления введено фазосдвигающее устройство, вход которого через активный фильтр подключен к соответствующей фазе вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора, а выход фазосдвигающего устройства через формирователь специального сигнала подключен к одному из входов умножителя, к второму входу умножителя подключен регулируемый двухполярный сигнал управления, выход умножителя подключен к неинвертирующему входу компаратора, относящегося к тому же фазному каналу управления, кроме этого вход генератора опорного треугольного напряжения через умножитель частоты подключен к выходу сетевого фильтра, относящегося к одному из каналов управления.
Сущность технического решения поясняется нижеследующим описанием и фиг., где представлена структурная схема предлагаемого устройства.
Предлагаемая система 150-градусного управления инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией содержит следующие элементы (фиг.): трехфазный синхронизирующий трансформатор 1 и в каждом канале управления активный фильтр 2, фазосдвигающее устройство 3, формирователь сигнала специальной формы 4, аналоговый умножитель 5, умножитель частоты 6, генератор опорного треугольного напряжения 7, фазный компаратор 8, фазные логические инверторы 9, фазные логические повторители 10, выходные каскады 11.
Устройство работает следующим образом. Напряжение на вторичной обмотке синхронизирующего трансформатора 1 преобразуется в требуемую величину для сетевых активных фильтров 2, обеспечивающих устранение искажений входного сигнала. Сигнал с активных фильтров 2 поступает на блоки фазосдвигающих устройств 3 и умножителя частоты 6. Блок фазосдвигающих устройств 3 смещает сигнал по фазе на требуемую величину для последующего преобразования в блоке формирования специального сигнала 4. Сигнал с блока формирования специального сигнала 4 подается на один из входов аналогового умножителя 5, а на другой вход подается двухполярный сигнал управления с датчика отклонения напряжения нагрузки. Результирующий сигнал с аналогового умножителя 5 поступает на неинвертирующий вход фазных компараторов 8. Умножитель частоты 6 формирует частоту выходного сигнала в число кратное частоте сети и числу фаз. Синхронизированный сигнал с умножителя частоты 6 поступает на генератор опорного треугольного напряжения 7, после чего, результирующий сигнал подается на инвертирующий вход фазного компаратора 8. Сигнал с фазного компаратора 8 через логические повторители 9 и логические инверторы 10 проходит через выходной каскад 11 на транзисторы соответствующих фаз.
Предлагаемое устройство, как более совершенное, предназначено для управления трехфазным инвертором напряжения в схемах трансформаторно-вентильных регулирующих и компенсирующих устройств.
Система 150-градусного управления ведомым инвертором напряжения, в состав которой входит трехфазный синхронизирующий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к сети, генератор опорного треугольного напряжения, выход которого подключен к инвертирующим входам фазных компараторов, выходы которых подключены к входам соответствующих фазных логических повторителей и инверторов, в то время как выходы логических инверторов и повторителей через выходные каскады подключены к соответствующим фазным транзисторам ведомого инвертора напряжения, отличающаяся тем, что в каждый фазный канал управления введено фазосдвигающее устройство, вход которого через активный фильтр подключен к соответствующей фазе вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора, а выход фазосдвигающего устройства через формирователь специального сигнала подключен к одному из входов умножителя, ко второму входу умножителя подключен регулируемый двухполярный сигнал управления, выход умножителя подключен к неинвертирующему входу компаратора, относящегося к тому же фазному каналу управления, кроме этого, вход генератора опорного треугольного напряжения через умножитель частоты подключен к выходу сетевого фильтра, относящегося к одному из каналов управления.
