Устройство для фазового управления преобразователем Советский патент 1985 года по МПК H02M7/00 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться при автоматизации технологических процессов, например в системах управления станами холодного проката.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей устройства и расширение ее полосы пропускания.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства на фиг.2 временные диаграммы сигналов.

В состав устройства (фиг.1) входят блок 1 потенциальной развязки типа М-ДМ, блоки 2-4 импульско-фазового управления, блок 5 силовых тиристоров, сумматоры 6-8, интеграторы 9-11, релейные элементы 12-14, элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 16-19, разделительный элемент 20, ин.юрмационный 21 и управляющий 22 входы блока 1, синхронизирующие входы 23-25 блоков 2-4, выходная клемма 26 устройства, клеммы 27-29 для подключения напряжения питания.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 типа М-ДМ выполнен с разделительным трансформатором и предназначен для потенциального разделения входной цепи устройства для фазового управления преобразователем, что позволяет повысить помехоустойчивость преобразователя.

Блоки 2-4, предназначены для преобразования выходного аналогового сигнала блока 1 в импульсы управления тиристорами блока 5, фазовый сдвиг которых по отношению к напряжению соответствующей фазы зависит от амплитуды сигнала управления на информационном входе 21 устройства. Синхронизирующий сигнал блоков 2-4 подается со стороны клемм 23-25.

Работа формирователя сигнала несущей частоты блока 1 происходит следующим образом.

Релейные элементы 12-14 имеют симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения, а их выходной сигнал неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания функциональных блоков устройства.

Б исходном состоянии каскады, образованные звеньями из соответствующих сумматора, интегратора, релейного элемента работают в режиме устойчивых автоколебаний, при котором выходные сигналы интеграторов 9-11 имеют форму симметричного пилообразного напряжения с амплитудой, нормируемой зоной неоднозначности релейньпс элементов 12-14,

При подключении входа сумматоров 6-8 к напряжению питания (клеммы

27-29) автоколебательные каскады переходят в режим вынужденной .синхронизации с частотой напряжения соответствующей фазы U(t), Ug(t), U(-(t) (фиг.1) меандр (фиг.2а,б,в, диаграммы, изображенные пунктирной линией) со средним нулевым значением и отстающим по фазе от напряжения соответствующей фазы напряжения сети на угол порядка 90 эл.град. (на

фиг.2а,б,в с целью упрощения временных диаграмм сигналов напряжения U(t) , и g(t) , Uj (t) изображены в виде прямоугольных биполярных импульсов) .

Знак выходного сигнала элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15-19 соответствует знаку произведения их входных воздействий. В результате на выходе блока 15 формируется сигнал типа

меандр со средним нулевым значением и с частотой, превьщ1ающей частоту напряжения сети в 2 раза (фиг.2г).. Аналогичные по форме сигналы формируются и на выходе элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 16 и 17 (фиг.2д,е).

В результате на выходе элемен- тов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15-17 сигналы .(t), (t) и UiT(t) (фиг.2г,д.е) представляют собой трехфазную систе У напряжений, аналогичную системе напряжений U(t), Ug(t), Ug(t) (фиг.2а,б,в), но с частотой в 2 раза выше частоты сетевого напряжения преобразователя.

С помощью элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 18 выходные сигналы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15 и 16 (фиг.2г,д) преобразуются в импульсы (фиг.2ж), период которых равен периоду выходных импульсов элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15 и 16, а постоянные составляющие равны 30% от амплитудного значения импульсов (t).

С помощью элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ

19 происходит сравнение выходных

сигналов элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 17 (фиг.2е) и 18 (фиг.2ж). В результате на входе элемента 20 формируется

1

сигнал (фиг.2з), частота которого в 6 раз превышает частоту напряжения питания преобразователя.

Таким образом, осуществляется увеличение частоты несущих колебаний блока 1 , что позволяет, снизить массогабаритные показатели разделительного трансформатора и одновре810884

менно расширить полосу пропускания системы фазового управления преобразователем. При необходимости дальнейшее увеличение частоты несущих 5 колебаний тракта М-ДМ может быть достигнуто за счет последовательного включения каскадов, аналогичных трактам (6,9,12,15), (8,10,13,16) и (8,11i14,17).

)

/

а irrr

о

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее последовательно включенные блок потенциальной развязки типа модулятор-демодулятор с разделительным трансформатором и три блока импульсно-фазового управления, выход каждого из которых предназначен для соединения с соответствующей фазой напряжения питания силового блока тиристорньЬс ключей, пёрвьй элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого через разделительный элемент подключен к управляющему входу блока потенциальной развязки типа модулятор-демодулятор, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и расширения полосы пропускания системы фазового управления преобразователем, оно снабжено третьим, четвертым и пятым элементами РАВНОЗНАЧНОСТЬ, а также тремя идентичными каналами преобразования, состоящими из последовательно включенных сумматора, интегратора и релейного элемента, выход которого подключен к первому входу сумматора, причем второй вход каждого сумматора предназначен для соединения с соответствующей фазой напряжения (Л питания и подключен также к первому входу третьего, четвертого и пятого элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соответственно, вторые входы которых соединены с выходом соответствующего релейного элемента, кроме того выход третьего и четвертого элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, а выход пятого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к второму входу второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ.

.2