Способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности

Союз Советскни

Социалистических

Респубпнк

О П И С A Н И Е ()788337

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 6.02.79 (21) 2725540/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н02 P 13/16

Гасударственный комитет ио делам иэабретеиий и открытий (53) УДК 621.316..727 (088.8) Опубликовано 15.12.80. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.80 (72) Автор изобретения

В. М. Остреров

Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов УкрНИИСИП (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ

ИМПУЛЪСНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может применяться в электроприводах постоянного и переменного тока, а также в исполнительных устройствах автоматики.

Известен способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности с искусственной коммутацией, состоящий в том, что включают тиристоры контура искусственной коммутации с неизменной частотой и включают тиристоры рабочей цепи с некоторой временной задержкой относительно момента включения коммутирующих тиристоров (1).

Недостаток этого способа состоит в больших потерях в импульсном усилителе мощности.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности с искусственной коммутацией, состоящий в том, что включают коммутирующие тиристоры и заряжают коммутирующий конденсатор колебательного LC-контура, периодически включают рабочие тиристоры при наличии управляющего сигнала на входе им,, =:- = ; ?!jykkTM;

2 пульсного усилителя мощности и после каждого включения рабочих тиристоров включают коммутирующие тиристоры (2).

При этом способе также наблюдаются большие потери в импульсном усилителе мощности.

Цель изобретения — снижение потерь в импульсном усилителе мощности.

Поставленная цель достигается тем, что непрерывно измеряют амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе, включают только коммутирующие тиристоры при значении напряжения на конденсаторе ниже заданного уровня, запрещают включение тиристоров при значении напряжения на конденсаторе выше заданного уровня и при . отсутствии управляющего сигнала.

На чертеже приведена блочно-принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Представленный импульсный усилитель мощности содержит блок 1 искусственной коммутации, предназначенный для неодновременного и поочередного отключения токов в двух рабочих цепях 2 и 3 с нагрузками. Рабочие тиристоры 4 и 5 подключают через соответствующие нагрузки к источнику напряжения, который одновременно является источником питания блока искусственной коммутации 1, содержащего общий коммутирующий конденсатор 6, два коммутирующих тиристора 7 и 8, каждый из которых совместно с соответствующим коммутирующим дросселем 9 и 10 (или трансформатором) и коммутирующим конденсатором 6 образует коммутирующий колебательный контур.

Управляющие цепи каждого тиристора

7, 8, 4 и 5 подключены к выходу соответствующего усилителя 11 — 14 импульсов. Широтно-импульсный модулятор 15 обеспечивает на своих выходах а и б импульсы для включения рабочих тиристоров 4 и 5, а на выходе в — тактовые импульсы для включения коммутирующих тиристоров 7 и 8.

Выход в соединен через логический элемент

И 16 со счетным входом триггера 17, каждый из выходов которого соединен с одним усилителем импульсов 11 и 12, управляющих коммутирующими тиристорами 7 и 8.

К коммутирующему конденсатору 6 блока искусственной коммутации 1 подключен пороговый элемент 18, сигнал на выходе которого соответствует логической единице при амплитуде напряжения на конденсаторе

6 меньшем определенной заданной величины, и логическому нулю при амплитуде напряжения, превышающей заданный уровень. Выход порогового элемента 18 подключен к одному входу логического элемента ИЛИ 19, к другому входу логического элемента ИЛИ 19 подключен выход индикатора 20 импульсов. При наличии управляющих ймпульсов на рабочих тиристорах ча выходе индикатора — логическая единица, при отсутствии — логический ноль. Выходы широтно-импульсного модулятора 15 а и б соединены с соответствующими тиристорами 4 и 5 через прямые входы логических элементов И 21 и 22 и усилители импульсов

13 и 14. Инверсные входы логических элементов И 21 и 22 подсоединены к выходу порогового элемента 18, В состав блока искусственной коммутации входят заряднь,й дроссель 23, диоды 24 и 25 и конденсаторы

26 и 27 фильтра, Реализуется предлагаемый способ следующим образом.

После подключения источника питания поочередно включают тиристоры 7 и 8 блока искусственной коммутации 1. При первом включении одного из этих тиристоров, например тиристора 7, коммутирующий конденсатор 6 оказывается включенным последовательно с коммутирующим дросселем

9, зарядным дросселем 23 и источником постоянного тока с половинным напряжением, роль которого выполняет конденсатор 26 фильтра. Когда напряжение на обкладках конденсатора 6 достигнет значения, близкого источнику питания, ток в колебательном контуре изменяет направление и

788337 тиристор 7 отключается. При этом нижняя (см. чертеж) обкладка конденсатора имеет положительный потенциал, а верхняя — отрицательный, и напряжение на конденсаторе 6 не изменяется (если пренебречь утеч5 кой) до включения тиристора 8. При включении тиристора 8 конденсатор 6 перезаряжается сначала через коммутирующий дроссель 10 и диод 25. Так как при протекании тока через диод 25 зарядный дроссель 23 оказывается подключенным к источнику с

1р половинным напряжением, роль которого теперь выполняет конденсатор 22, то ток в дросселе нарастает по экспоненте. При этом через диод 25 протекают в разных направлениях токи различных цепей. В прямом направлении — изменяющийся по сину соиде ток колебательного контура, в обратном направлении — ток, возрастающий по экспоненте. В тот момент, когда эти токи становятся равными по величине, диод 25 оказывается смещенным в обратном направ р ленин и запирается, ЭДС самоиндукции дросселя 23 возрастает до значения, равного половины источника питания, и ток зарядного дросселя 23 замыкается через диод

24 и конденсатор 26. При этом благодаря тому, что диод 24 проводит ток, цепь ком мутирующего контура (конденсатор 6 и дроссель 8) оказывается подключенной к источнику и вторую часть коммутационного интервала конденсатора 6 перезаряжается с одновременным подзарядом. При реверсе тока в контуре тиристор 8 отключается. При последующем включении тиристора 7 процесс протекает аналогично. В течение 6 — 8 тактов амплитуда напряжения достигает установившегося значения, после чего блок искусственной коммутации готов к работе, и могут быть включены рабочие тиристоры 4 и 5, подключающие нагрузки 2 и 3 к источнику напряжения. Усилители импульсов 11—

14 и широтно-импульсный модулятор 15 обеспечивают периодическое включение ра4ф бочих тиристоров 4 и 5 и отключение их при включении коммутирующих тиристоров

7и8.

Амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе 6 сравнивает с заданным значением пороговый элемент 18, ко входу которого подключены обкладки конденсатора 6. Наличие или отсутствие управляющего сигнала определяется индикатором 20. Тактовые импульсы, поступающие на вход логического элемента И 16, попадут на ком$0 мутирующие тиристоры 7 и 8 при наличии логической единицы на выходе логического элемента ИЛИ 19, т. е. при наличии управляющего сигнала или при его отсутствии, но при напряжении на коммутирующем конденсаторе 6 меньшем напряжения, опреде5$ ляемого пороговым устройством 18.

При прекращении подачи управляющих импульсов на рабочие тиристоры 4 и 5 на выходе индикатора 20 — логический ноль.

788337

/,р

Составитель Е Жданов

Редактор П. Бабич Текред А. Бойкас Корректор М. немчик

Заказ 8375/68 Тираж 783 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При напряжении на конденсаторе 6, большем заданного, на втором входе логического элемента 19 — также логический ноль.

При этом тактовые импульсы, идущие от выхода в широтно-импульсного модулятора через логический элемент И !6, перестанут включаться, и напряжение на конденсаторе зафиксируется на каком-то уровне. Из-за влияния утечек напряжение на конденсаторе 6 может снизиться ниже заданного уровня, на выходе порогового элемента 18 появится сигнал логической единицы, и тактовые 16 импульсы поступят на счетный вход триггера 17, блок искусственной коммутации будет работать до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 6 не превысит заданный уровень.

Таким образом, циклы работы коммутирующего блока «следят» за работой нагрузочных цепей. При наличии в цикле работы нагрузочных цепей пауз предлагаемый способ позволяет повысить КПД силового преобразователя за счет уменьшения потерь, 2в обусловленных работой блока искусственной коммутации.

Формула изобретения

Способ управления тиристорамк импульсного усилителя мощности с искусственной ка коммутацией, состоящий в том, что включают коммутирующие тиристоры и заряжают коммутирующий конденсатор колебательного LC-контура, периодически включают рабочие тнристоры при наличии управляющего сигнала на входе импульсного усилителя мощности и после каждого включения рабочих тиристоров включают коммутирующие тиристоры, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь. непрерывно измеряют амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе, и при значении напряжения на нем ниже заданного уровня включают коммутирующие тиристоры, а при значении напряжения на конденсаторе выше заданного уровня и при отсутствии управляющего сигнала запрещают включение всех тирнсторов.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Гольц М. Е, и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователямн.

М., «Энергия», 1972, с. 57 — 59.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2657438 07, кл. Н 02 P 13/!, 1 1.08. 78.