Преобразователь переменного напряжения в постоянное

1,> 886696

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.12.79 (21) 2857067/24-07 (51) М. Кл.з

Н 02 M 7/12 с присоединением заявки М—

Государственный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 621.314.57 (088.8) Опубликовано 30.04.82. Бюллете.ть X 16 по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 30.04.82. (72) Авторы изобретения

Е, H. Логачев, В. A. Нецветаев и В. Л. Соседка

Днепропетровский ордена Трудоього Красного

Знамени горный институт им. Артема 1

1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве регулируемого преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Известен целый ряд устройств силовой преобразовательной техники, применяемых для регулировки напряжения, их можно разделить на две группы: устройства, основанные на изменении коэффициента трансформации силового трансформатора, с последним выпрямлением переменного напряжения (1); устройства мпогофазного выпрямления с применением тиристорных преобразователей с фазовым управлением (2, 3).

Основными недостатками их являются завышенные затраты, связанные с необходимостью установки двух последовательно соединенных преобразователей; плохая (искажаемая высшими гармониками) форма выпрямленного напряжения при глубоком регулировании.

Наиболее близким и предлагаемому изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий и последовательно включенных по выходу выпрямителей, выполненных на управляемых вентилях и параллельно выходу каждого из котортях включен шунтирующий вентиль (3).

Этот преобразователь применяется длч улучшения потребляемой реактивной мощ5 ности при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. Отношение максимальных напряжений отдельных выпрямителей на стороне постоянного тока может быть любым, если часть илп все вен1О тили управляемые. Б этом случае во всех элементах допустимо регулирование напряжения и отдельные элементы могут работать как в выпрямительном, так и в инверторном режимах.

«5 Этот преобразователь имеет следующие недостатки: низкие энергетические показатели при глубоком регулировании; искажение формы выпрямленного напряжения при глубоком регулировании.

20 Целью изобретения является улучшение формы выходного напряжения и повышения энергетических показателей при глубоком регулировании напряжения.

Цель достигается тем, что предлага25 емый преобразователь переменного напряжения в постоянное снабжен генератором ступенчатого напряжения, счетчиком, преобразователем код-аналог, компаратором, и триггерами, причем выход генератора зо ступенчатого напряжения соединен с входом счетчика, выходы счетчика соединены с входами триггеров и преобразователя код-аналог, выход последнего соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход которого соединен со счетными входами триггеров, а выход каждого из триггеров соединен с управляющими входами управляемых вентилей соответствующего выпрямителя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, Преобразователь состоит из силового трансформатора, содержащего одну первичную т-фазную обмотку 1 и п вторичных т-фазных обмоток 2. Каждая вторичная обмотка 2 совместно с управляемыми вентилями 3 и неуправляемым 4 представляет собой преобразователь 5 переменного тока в постоянное. Управление управляемыми вентилями 3 производится с помощью логического блока 6, в состав которого входят генератор 7 ступенчатого напряжения, счетчик 8, преобразователь 9 код-аналог, компаратор 10, п триггеров 11.

На инвертирующий вход компаратора 10 подается задающее напряжение U„. На выходе управляющий сигнал представлен в виде кода (например двоичного). Напряжение на выходе каждого т-фазного преобразователя 5 определяется следующим соотношением:

U = /,-а — 1 где U, — напряжение i-го преобразователя;

U> — напряжение с наименьшим коэффициентом трансформации, которое определяет величину дискретности; а — основные системы счисления.

Сигнал задания U, поступает на инвертирующий вход компаратора 10, на неинвертирующий вход которого поступает сигнал с генератора 7 ступенчатого напряжения через счетчик 8 и преобразователь 9 код-аналог. Сигналы с выходов преобразователя код-аналог поступают непрерывно на входы триггеров 11. Пока ступенчатое напряжение меньше напряжения аналогового входного сигнала U.,íà выходе компаратора

10 действует нуль. Когда ступенчатое напряжение становится больше напряжения входного сигнала U, на выходе компаратора 10 появляется единица. Перепад выходного напряжения компаратора 10 запускают триггеры 11. Сигналы с триггеров

11 представляют в цифровой форме амплитуду выборки аналогового входного сигнала.

Сигнал логической единицы открывает управляемые вентили 3 соответствующих преобразователей 5, и последние генерируют ток в цепь нагрузки 12, неработающие преобразователи шунтиру ются вентилями 4.

Если выходной сигнал изменяется по какому-либо закону, то в этом соответствии

4 изменяется набор логических единиц и нулей на выходе логического блока 6, что приводит к соответствующему переключению преобразователей 5.

При снятии управляющего сигнала с работающего преобразователя 5 управляемые вентили 3 последнего после окончания коммутационных процессов запираются и он коммутируется вентилем 4, кото1р рый обеспечивает путь тока от оставшихся в работе отдельных преобразователей.

В этом устройстве максимальная величина напряжения на выходе преобразовательного устройства U определяется соотношением

У, = Ui(a" — 1).

Максимальное число вторичных обмоток при задании дискретности и максимальном выходном напряжении определяzp ется соотношением

Ua сх 2 где У,1 — напряжение постоянного тока на выходе схемы;

Uz — напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Величина напряжения вторичной обмотки трансформатора при заданной величине дискретности определяется из соотношения

U U а — 1

2 сх сх

Предлагаемое устройство позволит улучшить форму кривой и повысить энергетические показатели прп глубоком регулировании, Формула изобретения

Преобразователь переменного напряже65 ния в постоянное, содержащий п последоn = loga

U)

При снятии управляющего сигнала с д5 управляющих электродов работающий в этот момент вентиль не закроется до тех пор, пока по нему будет проходить ток.

Ток через вентиль перестанет проходить в момент, когда ЭДС вторичной обмотки

Зр соответствующей фазы трансформатора поменяет знак на противоположный. Одновременно с отключением работаю цего преобразователя отпирается шунтирующий его диод, обеспечивая прохождение тока ч5 по нагрузке от других, работающих в данный момент времени преобразователей.

На чертеже приведен вариант последовательно соединенных преобразователей переменного напряжения в постоянное, со4р бранных по нулевой схеме. В общем случае может быть любая модификация схемы выпрямителя, например мостовая схема с коэффициентом схемы

886696 вательно включенных по выходу выпрямителей, выполненных на управляемых вентилях и параллельно выходу каждого из которых включен шунтируюш,ий вентиль, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения и повышения энергетических показателей при глубоком регулировании напряжения, он снабжен генератором ступенчатого напряжения, счетчиком, преобразователем код-аналог, компаратором, и триггерами, причем выход генератора ступенчатого напряжения соединен с входом счетчика, выходы счетчика соединены с входами триггеров и преобразователя код-аналог, выход последнего соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход котороro соединен со счетными выходами триггеров, а выход каждого из триггеров соединен с управляющими входами управляемых вентилей соответствующего выпрями5 теля, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник «Проблемы технической

1о электродинамики», вып. 41, с. 23 — 31, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 523497, кл. Н 02 М 7/12, 1975.

3. Чиженко И. M. и др. Основы преобразовательной техники, М., «Высшая школа», с. 163 — 165, 1974.