Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - упрощение и улучшение качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник. Устройство для управления преобразователем содержит последовательно соединенные задатчик частоты 1, двенадцатиканальный регистр сдвига 2, три идентично выполненных узла 15, 16, 17 формирования управляющих сигналов ключами, модулятор ширины импульсов 18. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, выполненным в виде трех однофазных инверторных ячеек. Каждая кнверторная ячейка имеет две стойки ключей, к средним точкам которых подключена первичная обмотка трансформатора, средней точкой через пятый ключ ячейки подключенная к шине питания. Регулирование величины напряжения обеспечивается за счет соответствующих переключений ключей ячеек методом частичного широтно-импульсного регулирования. 3 ил. SS (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 Н 02 М 7 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTGPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4426846/07 (22) 19.05.88 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (71) Московский текстильный институт им, А. Н. Косыгина и Московский энергетический институт (72) А. В. Чесноков и Г. С. Мыцык (53) 621.316,72? (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1292143, кл. Н 02 М 7/48, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1504764, кл. Н 02 М 7/48. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЕМ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения упрощение и улучшение качества выходного напряжения преобразователя за счет

ÄÄSUÄÄ 1644331 уменьшения его коэффициента гармоник.

Устройство для управления преобразователем содержит последовательно соединенные задатчик частоты 1, двенадцатиканальный регистр сдвига 2, три идентично выполненных узла 15, 16, 17 формирования управляющих сигналов ключами, модулятор ширины импульсов 18. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, выполненным в виде трех однофазных инверторных ячеек. Каждая инверторная ячейка имеет две стойки ключей, к средним точкам которых подключена первичная обмотка трансформатора, средней точкой через пятый ключ ячейки подключенная к шине питания.

Регулирование величины напряжения обеспечивается за счет ссютветствующих переключений ключей ячеек методом частичного широтно-импульсного регулирования. 3 ил.

l644331

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания (ИВЭП) с квазисинусоидальным стабилизированным напряжением.

Целью изобретения является улучшение качества преобразованного напряжения за счет уменьшения его коэффициента гармоник и упрощение устройства.

На фиг. 1 принципиальная схема устройства для управления преобразователем; на фиг. 2 — принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 1), силовая часть которого представлена на фиг. 2, содержит задатчик

1 частоты, подключенный к счетному входу двенадцатиканального регистра 2 сдвига с парафазными выходами Q1, Qi,...,pip, $13.

Регистр 2 может быть выполнен, например, на двенадцати последовательно соединенных триггерах 3 — 14 (фиг. 1, показано только четыре триггера 3,4 и 13, 14) с перекрестной связью. Выходы триггеров 3 — 14 подключены к входам трех аналогично выполненных узлов 15 — 17 формирование управ ля ющих сигналов M 1 — М;5. Модул ятор 18 ширины импульсов, выходом S также подключен к входу этих узлов 15 — 17. Модулятор 18 может быть выполнен автономным либо синхронизированным от задатчика

1 частоты (фиг. 1). Каждый из узлов 15 — 17 содержит два элемента ЗИ-НЕ 19 и 20, элемент ЗИ-2ИЛИ 21,два элемента 2И 22 и 23 и два элемента 2ИЛИ-НЕ 24 и 25. На выходах элементов 2И 22 и 23 узла 15 сформированы управляющие сигналы М и Мд4, определяемые логическим выражением

MaZ=g1Q1z и М44, —— pipit. Канал узла 15, предназначенный для формирования управляющего сигнала М,45, содержит элементы

ЗИ-НЕ 19 и 20, выходы которых подключены к элементу ЗИ-2ИЛИ 21 так, что на выходе последнего сформирован сигнал

MA594QgSQ3Q4+ Q4QgSQ3Q11. Для формирования сигналов МА1 и Мл 3 используют дополнительно элементы 2ИЛИ-НЕ 24 и 25, к входам которых подключены выходы элементов 2И 22 и 23 и выход элемента

ЗИ-2ИЛИ 21. На выходах. элементов

2ИЛИ-НЕ 24 и 25 при этом с о мированы управляющие сигналы Мд3= д4+Мд5.

Два других узла 16 и 17 формирования управляющих сигналов выполнены аналогично с учетом фазового сдвига на угол 2л/3 сигналов с выходов регистра 2 сдвига. В общем случае логические выражения, определяющие связи между выходами регистра

2 сдвига и выходами узлов 15 — 17, можно представить в виде:

1р

Mp Q; Q п A1;<=Q;Q;+ii

М/5= pi+3 Qi+SS pi+! pi+10+ pi+3 Qi+g S pi+1 X

X 91+10

M;1=М1г+М15 М13=М;4+М;5

Для фазы A (j=A) индекс i принимает значение, равное «1», для фазы Bi=9, для фазы Ci=17. Если результирующий адрес сигнала Q скажется больше 12 (числа триггеров 3 — 14), то его значение необходимо уменьшить на 12 с одновременной инверсией данного сигнала. Такая операция может осуществляться неоднократно, до удовлетворения поставленному условию. Выходы М;1 — М;5 узлов 15 — 7 связаны через усилительно-развязывающий узел 26 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразователя (фиг. 2).

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 2), для управления которым используется предлагаемое устройство, содержит три однофазные инверторные ячейки 27 — 29, выполненные в виде двух стоек ключей 30 — 41, причем ключи 30 — 35, подключенные к первой (например, плюсовой) шине 42 питания пре25 образователя, выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а смежные с ними ключи 36 — 41 стоек — в виде встречно-параллельно включенных, например, транзистора и диода. Средние точки стоек ключей 30 — 41 каждой инверторной

ЗР ячейки 27 — 29 подключены к концам первичной обмотки 43 — 45 соответствующего выходного трансформатора 46 — 48, а средние точки упомянутых обмоток 43 — 45 подключены через ключи 49 — 51 (выполненные также, как и ключи 36 — 41 в виде встречнопараллельно включенных транзистора и диода) и первой шине 42 питания преобразователя. Вторичные обмотки 52 — 54 трансформаторов 46 — 48 соединены в звезду.

Задатчик 1 частоты определяет выход4р ную частоту преобразователя, синхронизирует работу устройства. Импульсы вида

U1 с его выхода поступают на вход регистра

2 сдвига. Фазовый сдвиг между последовательностями симметричных импульсов вида Q1, Q3„, @13 составляет л/12. Для

45 обеспечения регулирования выходного напряжения преобразователя устройство для

его управления снабжено модулятором 18 ширины импульсов, сигнал U13 с выхода которого изменяет свою длительность L пропорционально управляющему сигналу

Ыа. Сигнал U15 (S), а также сигналы

U3 — U14 (Q1 — Я1г) с выхода регистра 2 сдвига поступают на входы узлов 15 — 17 формирования управляющих сигналов ключами 30 — 41 и 49 — 51 преобразователя.

После осуществления соответствующих логических операций над указанными последовательностями импульсов на выходах элементов 21 — 25 получены новые последо1644331 вательности импульсов Мч — М;, определяемые приведенными логическими выражениями. Номер каждого элемента 19 — 25 в узле 15 ссютветствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых приведены на фиг. 3. В результате ключи 30 — 41, 49 — 51 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом. Регулировочные паузы длительностью L и дополнительные включения соответствующих ключей вводятся на определенных интервалах проводимости.

Соответствующий выбор этих зон позволяет сформировать на выходе преобразователя напряжение вида Ц (фиг. 3).

Предлагаемое устройство для управления преобразователем может найти применение при разработке централизованных ИВЭП в тех случаях, когда требуется обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки, а также стабилизацию (или регулирование) последнего в диапазоне +-20Я при высоком его качестве.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, включающим три однофазные инверторные ячейки с трансформаторным выходом, каждая из которых выполнена в виде двух стоек ключей с управляющими входами M ...M;4, где j =-Л,В,C-индекс фазы, причем ключи с управляющими входами

Мр и М;4, подключенные к первой шине питания, выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а ключи с управляющими входами Мч и М;з, подключенные к второй шине питания в виде встречно-параллельно включенных транзистора и диода, средние точки стоек ключей подключены к концам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой через ключ с управляющим входом

М;q, также выполненным в виде встречно5 параллельно включенного транзистора и диода, подсоединена к первой шине питания преобразователя, содержащего задатчик частоты, выходом связанный со счетным входом двенадцатиканального регистра сдвига, парафазные выходы фД,...,giz,giz которого .подключены к соответствующим входам трех аналогично выполненных узлов формирования управляющих сигналов, а выходы М,ч, Mp,...,Mp предназначены для подключения к соответствующим управляю15 щим входам упомянутых ключей преобразователя, причем к выходу задатчика частоты подключен также модулятор ширины импульсов, выходом S соединенный с одним из входов узлов формирования управляющих сигналов, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучшения качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник, связи между входами и выходами узлов формирования управляющих сигналов вы25 полнены реализующими следующие логические выражения

М)2 Q(Qi+ I I М)4 ЩЩ+ i 1

М ь=

1" (+э@4-85(2 ->Я .0 о+Щ. зф+„SQ,+ )(XQi+io

Mq>=M p+My s Mya=Mi4+Mp где i=1,9,17 соответственно для j=A,В,С, . причем, если результирующий индекс при

Q оказывается больше двенадцати, то его величина должна быть уменьшена на 12 с одновременной инверсией адреса данного выходного сигнала регистра сдвига и такой переход может выполняться . неоднократно до удовлетворения поставленному условию.

1б4433!

Г Т !ь °

Q б, „, т, L

t, «:(i, ! г, *(1 (..с

1г Cv c (| — -. г ( / и( -)» г! г

4v,i

7

Фиг. 3

Составитель О. Парфенова

Редактор М. Блаиар Тех ред А. Кр а в чу к Корректор М. Пожо

Заказ 1246 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101