Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное

 

Изобретение относится к электротехнике (преобразовательной технике) и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания с синусоидальным стабилизированным выходным напряжением. Цель изобретения - улучшение качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник и упрощение устройства. Устройство для управления преобразователем содержит задатчик 1 частоты двенадцатиканальный регистр 2 сдвига, модулятор 15 ширины импульсов и три идентичных узла 16 - 18 формирования управляющих управляющих сигналов. В отличие от известного, в предложенном устройстве выход задатчика частоты подключен к входу регистра сдвига непосредственно. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, содержащим три однофазные инверторные ячейки с трансформаторным выходом. Каждая ячейка выполнена по схеме мостового инвертора и снабжена стойкой дополнительных ключей, подключенной к второй дополнительной первичной обмотке трансформатора. Регулирование напряжения осуществляется методом частичного широтно-импульсного регулирования в диапазоне ±20%. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие. 1 (21) 4444773/24-07 (22) 19.05.88 (46) 30.12.90. Бюл. гЬ 48 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина и Московский энергетический институт (72) А.В»Чесноков и Г.С.Мыцык (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1415379, кл. Н 02 М 7/48, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 11447711226688, кл. Н 02 М 7/48, 1986.

5U,, 1617587 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ B ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛ Ь Н0Е (57) Изобретение относится к электротехнике (преобразовательной технике) и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания с синусоидальным стабилизированным выходным напряжением, Цель изобретения — улучшение качества выходного напряжения преобразователя за

1617587 счет уменьшения его коэффициента гармоник и упрощение устройства. Ус1ройство для управления преобразователем содержит задатчик 1 частоты. двенадцатиканальный регистр 2 сдвига, модулятор 15 ширины импульсов и три идентичных узла 16-18 формирования управляющих сигналов, В отличие от известного в предлагаемом устройстве выход задатчика частоты подключенн к входу регистра сдвига непосредственно, Устройство обеспечивает управление

Изобретение относится к элетротехнике(преобразовательной технике) и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания с синусоидальным (стабилизированным) в определенном диапазоне выходным напряжением.

Цель изобретения — i)ëó÷øåíèå качества выходного напряжения преобразователя путем уменьшения его коэффициента гармоник, а также упрощение устройства для управления.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для управления преобразователем; на фиг, 2-- принципиальная схема силовой части преобразователя постоянного напряжения в трехфазное кваэисинусоидальное; на фиr. 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работь) устройства, и выходное напряжение (фазное) преобразователя .

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное включает в себя задатчик

1 частоты, выходом подключенный к счетному входу двенадцатикэнального регистра 2 сдвига, с парафазньгми выходами 01, 01,. „0и, 01г.

Регистр 2 может быть выполнен, например, на двенадцати IK-триггерах 3 — 14 (на фиг. 1 показаны только триггеры 3, 4 и 13, 14) с перекрестной связью. 3адатчик 1 частоты подключен также к модулятору 15 ширины импульсов, выходом S подсоединеному к входу трех аналогично выполненных узлов 16 — 18 формирования управляющих сигналов Мр,....М16 . К остальным входам узлов 16 — 18 подключены выходы регистра 2 сдвига. При этом выходы 01, 01, Qg, Qg, 05, Q5 триггеров 3, 11, 7 регистра 2 образуют выходы М)1 и М)2 непосредственно, минуя узлы 16 — 18.

i0

40 преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, содержащим три однофазные инверторные ячейки с трансформаторным выходом. Каждая ячейка выполнена по схеме мостового инвертора и снабжена стойкой дополнительных ключей, подключенной к второй дополнительной первичной обмотке трансформатора. Регулирование напряжения осуществляется методом частичного широтно-импульсного регулирования в диапазоне

++ 20; . 3 ил.

Аппаратурная реализация узлов 16-18 формирования управляющих сигналов, обеспечивающая связи между их входами и выходами, определяется следующими логическими выражениями:

М)3 = G)-2.40)+9S ((н-2 О(+11, Mj4 = Ql+4 i4ltQS Qi ° 2 ()1411;

MP -- 0 ° 1+ М З:

М)6 = 01+1+ M)4.

Индекс! для фазы А равен 1, для фазы

В i =- 9, для фазы С! = 17. Если результирующий индекс при 0 (адрес регистра сдвига 2 импульсов) оказывается больше 12 (числа триггеров 3 — 14) следует осуществить замену адреса путем уменьшения его на 12 с одновременной инверсией выхода (О(0)(+1z = Q)(), причем эту операцию можно повторять неоднократно до удовлетворения поставленному условию.

Схемотехническая реализация приведенных логических выражений для М)з — M,«6 может быть различной в зависимости от серии и типа стандартных цифровых логических микросхем. На фиг. 1 приведен один иэ возможных вариантов. Так, каждый иэ узлов

16-18 содержит два элемента ЗИ-НЕ 19 и

20, два элемента ЗИ 21 и 22 и два элемента .

2ИЛИ вЂ” НЕ 23 и 24. Канал узла 16, предназначенный для формирования управляющего сигнала Мдз (Мд4) содержит последовательно соединенные элементы ЗИ-НЕ 19(20) и

ЗИ 21(22). На выходе последнего формируется сигнал Олйеделяемый еы ажением л1дз = ()О()1ОЯ ()з(412 (МА4 = ()е 1ОЯ ()2(412).

Для формирования управляющего сигнала

Мдб (Мдв) используется дополнительно элемент 2ИЛИ вЂ” НЕ 23(24). к одному иэ входов которого подключены выход элемента ЗИ 21 (ЗИ 22) и соответствующий выход регистра

2 сдвига импульсов. На выходе элемента

2ИЛИ вЂ” НЕ 23(24) формируется сигнал Мдб =

02 + Мдз (Мде = ()г 4. M44).

".-.. 7587

Выходы узлов 16 — 18 формироьания управляющих сигналов ключами преобразователя и выходы триггеров 3, 11 и 7 связаны через усилительно-развязывающий узел 25 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразователя, приведенной на фиг, 2. В ее состав входят три мостовые инверторные ячейки 26-28. выполненные в виде двух основных стоек ключей 29-40 (например, на транзисторах, шунтированных диодом) и третьей вспомогательной стойки ключей 41 — 46 переменного тока. Точки соединения ключей 29-40 основных стоек подключены к ocHQBHHM первичным обмоткам 47 — 49 соответствующих выходных трансформаторов 50-52, а точка соединения ключей 41-46 вспомогательной стойки — к одному из концов соответствующей из дополнительных обмоток

53 — 55, другой конец которой подсоединен к раэноименному концу соответствующей из основных первичных обмоток 47-49, Вторичные обмотки 56-58 трех тра сформаторов 50 — 52 соединены в звезду.

Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграмами, приведенными на фиг, 3, где представлены: U<— сигнал с выхода эадатчика 1 частоты, синхрониэирующего работу преобразователя;

01ь — сигнал S с выхода модулятора 15 ширины импульсов. Длительнос ь и этого сигнала пропорциональна величине Ua, определяющеи величину выходного напряжения преобразователя. С выхода регистра

2 получают симметричные импульсы Оз-Ui4 прямоугольной формы, сдвинутые друг относительно друга на угол л/12 (Ыз - 014 на фиг. 3). После осуществления логических операций над полученными последовательностями импульсов на выходах логических элементов 21-24 узлов 16 — 18 получают новые последовательности управляющих импульсов, определяемые приведенными логическими выражениями. Номер каждого из элементов 19-24 в узле 16 соответствует индексу полученной последсвательности импульсов, некоторые иэ которых представлены на фиг, 3. В результате ключи 29 — 46 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом. Регулировочные паузы а и дополнительные импульсы при этом вводятся не на всем интервале проводимости 0-л и тг2л, а только на определенном участке (Uz<—

024 на фиг. 3), При симметричной нагрузке преобразователя, соединенной в звезду без нулевого провода. фазное напряжение на нагрузке (при соответствующей величина регулировочной паузый) имеет вид Un (фиг. 3).

5=

Предлагаемое устройство для управления преобразователем может быть использовано при проектировании централизованных источников вторичного электропитания в тех случаях, когда требуется обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки, а также стабилизацию выходного напряжения в диапазоне до 15-20, при высоком

его качестве, Бесфильтровый способ улучшения качества преобразованной электроэнергии обеспечивает также хорошие ма согабаритные и динамические показате.л и преобразователя.

Формула изобретения устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное, вклю .ающим три мостовые инверторные ячейки, каждая в виде двух основных стоек кл,очей с управляющими входами Мп, Мр и Мр. М14 соответственно и третьей вспомогательной стойки ключей пеоеменного тока с управляющими входами М;g, Mji; где ) = А, В, С вЂ” индекс фазы, причем точки соединения ключей основных стоек каждой инверторной ячейки подключены к основной первичной обмотке соответствующего выходного трансформагора, точки соединения ключей вспомогательной стойки подключена к сдному концу дополнительной первичной обмотки, другой конец которой соединен с разноименным по поляоности концом основчой первичной обмотки этого трансформатора. содержащее задатчик частоты, связанный с двенадцатиканальным регистром сдвига, парафазные выходы 0>.Qi,...,0i,Qi,...,012,0а которого подключены к соответствующим входам трех аналогично выпал нен н ых узлов формирования управляющих сигналов, к выходу задатчика цастоты подключен также модулятор ширины импульсов, выходом S соединенный с одним из входом укаэанных узлов формирования управляющих сигналов, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам Мр,...,М;в соответствующих ключей преобразователя, а управ;яющие входы Mji, Mjz ключей первой основной стойки связаны с выходами двенадцатиканального регистра сдвига непосредственно, так, что Mjl = Qi, Mj2 = Qi, где =

1 (9, 17) соответственно для j = А (В, С), причем если результирующий индекс при Q оказывается больше двенадцати, то его величина уменьшается на 12 с одновременной инверсией адреса выхода регистра сдвига, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения erQ

1б17587

Фнг. 2 коэффициента гармоник и упрощения устройства, связи между входами и выходами указанных узлов формирования управляющих сигналов выполнены реализующими следующие логические выражения:

Vp = Она0н9$ QwzQi+»; М)4- Qi+aQI+s$

"Qi+2Ci+11;

М15- 0 +1+ М13; MJ6 О!+1+ М!4.

1617587

Редактор А. Огар

Заказ 4126 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 t

Ъ® Л ="Л1 4 Ф

u<>(«) " (0.г) агу

Г1 (4 ) Я(Ъ4 О (45) "г

Составитель О. Парфенова

Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши