Одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямителях, ведомых сетью, инверторах, реверсивных преобразователях и непосредственных преобразователях частоты при изменении частоты синхрнизации.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит формировател 1 синхроимпульсов, фазосдвигающий блок 2, управляемые одновибраторы 3.1, 3.2 и 3.3, формирователи 4.1 и 4.2 коротких импульсов, формирователи 5.1,...,5.п импульсов управления блок 6 формирования фазового сдвига между вентилями, элемент И 7, элемент ИЛИ 8, элемент НЕ 9, усилители 10.1-10.п с элементами И на входе, генератор 11 импульсов, модулятор 12 длительности импульсов. Устройство содержит также блок 13 коррекции включающий элементы И 14 и 15, транзисторы 16-19, конденсаторы 20 и 21 и резисторы 22-26.

Устройство работает следующим образом.

На вход формирователя 1 поступает одна из фаз напряжения сети И (фиг.2а). На выходе формирователя в моменты перехода синусоидального напряжения от отрицательньк зиачений к положительным формируются короткие синхронизирующие импульсы, следуюцре с частотой сети (фиг.2&). Эти импульсы поступают на вход одновибратора 3.1 блока 2, с выхода которого через формирователь 4.1 на входы формирователя 5о1 и блока 6 поступают импульсы, сдвинутые на заданный регулируемый угол-oi относительно синхронизирующих импульсов. Этими импульсами запускаются управляеГ ЫЙ одновиб ратор формирователя 5.1, а через элемент ИЛИ 8, управляемый одиовибра тор 3.2 блока 6. Длительность импульсов t управляемых одновибраторов 3.3 формирователей 5.1-5.П, определяемая параметрами времязадающих цепей одновибраторов 3.3, задается в

Т пределах

Т 6

t, --- рля трех

фазного мостового преобразователя, где Т - период си.нхронизации.

o

5

0

5

0

5

С

Длительность И1.шульса одновибратора 3.2 блока 6 задается рав ной t Т/6. При окончании импульса на выходе одновибратора 3.2 запускается формирователь 4.2, подключенный через элемент НЕ 9 к выходу блока 6. На выходе блока 6 формируется короткий импульс, сдвинутый на t относительно выходных импульсов блока 2. Этот импульс запускает управляемый одновибратор 3.3 формирователя 5.2, который формирует второй входной импульс длительностью ty| . Одновременно выходной сигнал блока 6 через элемент И 7, поступает на второй вход блока 6. При этом одновибратор 3.2 вновь формирует импульс длительностью t. На выходе блока 6 появляется импульс, запускающий одновибратор формирователя 5.3, который формирует импульс, сдвинутый на 2t, относительно выходного импульса блока 2.

Когда формируется и myльc формирователя 5.П-1, он поступает на запрещающий вход элемента И 7 и закрывает его, в результате выходной импульс блока 6 не поступает на вход, но запускает одновибратор фор1 1ирова- теля 5.п.

Выходные импульсы фс рГ Шроватедей 5.1-5,п поступают на первые входы элементов И усилителей 10,1-10.п, На вторые взводы элементов И поступают высокочастотные импульсы генератора 11. Выходные Н1 - пул:ссы элементов.. И усиливаются до необходимой амплитуды ycvuiK 0;;лам мо л.нссти и подаются в управлягошую цепь вентилей преобразователя. Генератор 11 запускает также модулятор 12, ноторъш управляет адповибратора1«и 3.1,. 3,,2 и 3.3 в блоках 2 и & и форвд-1ров-э. 5. 1-5.п.

Блок 13 зырэ.бата в.гг напряжение, прямо пропорционагсыюе длительности временного интепБапа, начало которого соответствует имтгульса формирорз. г еля 5 „п. а конец - концу импульса однозибратора 3,1 блока 2 (углу управлглшл об).

На выходе элемента 14 формируется и№-:ульс и,,,., (фиг, 2), цри сов- падении импульса фор.шрователя 5.п (фиг.2 г) и импульса одновибратора 3.1 (фиг.2§). В статическом режиме импульс на выходе элемента 14 подерживается равным н /З, Выходной штульс элемента 14 через резистор 25 открывает транзистор 16. При этом

31

конденсатор 20 начинает заряжаться через резистор 22 с нулевого напря женин (фиг.2ж) .Величина постоянной времени цепи: резистор 22 - конденсатор 20

выбирается равной. 1/6 fд,„, , где fА,,, минимальная рабочая частота устройства. В момент времени об транзистор 16 закрывается и прекращается заряд конденсатора 20. Короткий импульс с выхода формирователя 4.1 поступает на базу транзистора 19. Конденсатор 21 разряжается через резистор 23, постоянная времени выбирается равной 1/100 f,av.c , где fМО,КС - максимальная рабочая частота вентильного преобразователя.

По окончании импульса U элемента 14, формируется импульс sbixi выходе элемента 15, (фиг.2е), открывающий через резистор 26 транзистор 18. Потенциал коллектора транзистора 18 будет всегда больше потенциала эмиттера, так как конденсатор 21 до этого бьш разряжен. Потенциалы конденсаторов 20 и 21 уравниваются. Напряжение на конденсаторе 21 является выходным дапряже- нием блока 13. По окончании выходного импульса элемента 15 транзистор 18 закрывается и напряжение на конденсаторе 21 не изменяется, так как вход модулятора 12 является высокоом ным. Через интервал времени с момента формирования выходного импульса блока 2 формируется короткий импульс на выходе двухвходового логического элемента И формирователя 5.2. Этот импульс отпирает транзистор 17 (фиг.) и конденсатор, 20 разряжается через резистор 24, постоянная времени цепи разряда выби- ра ется равной 1/6 f. Выходное напряжение блока 13 воздействует на модулятор .12 таким образом, что дли- тельность импульсов модулятора пропорциональна частоте синхроимпульсов U(. (фиг.20.). При этом фазовая длительность импульсов формирователей 5.1-5.П равна 2 |Г/3 и не зависит от частоты синхронизации, фазовая длительность импульсов одновибратора 3.1 также не меняется при изменении частоты и остается равной об . При этом повышается точность регулирования выходного напряжения при изменении частоты синхронизации.

Кроме того, при уменьшении угла управления (фиг.2Ь) соответственно

O 5

5 ,,

5

5

1924

уменьшаются длительность выходного импульса элемента 14 и время заряда конденсатора 20, который заряжается до меньшего напряжения-(фиг.), соответственно и конденсатор 21 заряжается до меньшей величины. Выходное напряжение блока 13 уменьшается, что приводит к увеличению длительности выходных импульсов UB(,| модулятора 12 (фиг.2) и соответственно к уменьшению сдвига между импульсами в одновибраторе 3.2 так, что фазовая длительность выходного импульса элемента 14 вновь станет равной м /З, в следующий период выходное напряжение блока 13 станет равньм напряжению до изменения угла управления.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее источник питания, формирователь синхроимпульсов, выход которого подключен к синхронизирующему входу фазосдвигающего блока, содержащего управляемый одновибратор, вход коте- рого является синхронизируюш 1м входом фазосдвигающего блока,а два управляющих входа - yпpaвляющи п входами фазосдвигающего блока, выходом которого является выход формирователя коротких импульсов, вход которого подключен к прямому выходу управляемого одновибратора, первый управляющий вход фазосдвигающего блока предназначен для подключения управляющего напряжения, выход фазосдвигающего блока подключен к первому входу блока формирования фазового сдвига между вентилями,который содержит последовательно включенные элемент ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока, yпpaвляe ый одно- вибратор, управляющий вход которого является третьим входом блока, формирователь коротких импульсов и элемент НЕ, выход которого является выходом блока, п формирователей импульсов уп- равления и п усилителей с элементом И на входе, где п - число вентилей преобразователя, каждый формирователь импульсов управления содержит управ- ляемый одновибратор, управляющий вход которого является первым входом формирователя, выходом которого является выход управляемого одновибратора, каждый формирователь импульсов

51

управления кроме первого содержит также элемент И, входы которого являются вторым и третьим входом формирователя импульсов управления, выход указанного элемента И соединен с вхо- дом управляемого одновибратора, вход управляемого одновибратора в первом формирователе импульсов управления является вторым входом этого формирователя и подключен к выходу фазосдви- гающего блока, первые входы всех формирователей импульсов управления, второй управляющий вход фазосдвигаю- щего блока и третий вход блока формирования фазового сдвига между венти-

лями подключены к выходу модулятора .длительности импульсов, вход которого и первые входы элемента И всех усилителей подключены к выходу генератора импульсов, второй вход элемента И каждого усилителя соединен с выходом соответствующего формирователя импульсов управления, второй

.вход каждого формирователя импульсов управления, кроме первого, соединен с выходом предыдущего формирователя импульсов управления, третий вход указанного формирователя соединен с выходом блока формирования фазового сдвига между вентилями, второй вход которого подключен к выходу элемента И, прямой вход которого соединен с выходом блока формирования фазового сдвига между вентилями, инверсный вход элемента И соединен с выходом (п-1)го формирователя импульсов управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено блоком коррекции, который содержит два эле-г мента И, четыре транзистора, пять ре- зисто йэв и два конденсатора, а управ

5

0

0

5

0

5

1926

ляемый одновибратор фазосдвигающего блока снабжен инверсным выходом,причем первые входы обоих элементов И блока коррекции являются первым и вторым входами этого блока и подключены к прямому и инверсному выходам управляемого одновибратора фазосдви- гающего блока, в блоке коррекции по- ложительньй вывод источника питания через коллектор-эмиттер первого транзистора и последовательно соединенные первые резистор и конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выводы первого конденсатора соединены через второй резистор . и коллектор-эмиттер второго транзистора, база которого является третьим входом блока коррекции, общая точка первых резистора к конденс;втора через коллектор-эмиттер третьего транзистора соединена с выходом блока коррек- цди, который через второй конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выводы второго конденсатора соединены через третий резистор и коллектор-эмиттер четвертого транзистора, база которого является четвертым входом блока коррекции, пятым входом которого являются соединенные вторые входы элементов И, выходы которых через четвертый и пятый резисторы подключены соответственно к базам первого и третьего транзисторов, третий вход блока кор- рекищи подключен к выходу элемента И второго формирователя импульсов управления, четвертый вход - к выходу фазосдвигающего блока, пятьй вход - . к выходу п-го формирователя импульсов управления, а выход - к управляющему входу модулятора длительности иг-шульсов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Целью изобретения является повьшение точности регулирования. Выходное напряжение блока 13 коррекции воздействует на модулятор 12 таким образом, что длительность импульсов модулятора пропорциональна частоте синхроимпульсов. При этом фазовая длительность импульсов формирователей 5.1-5.П равна 2/3 и не зависит от частоты синхронизации, фазовая длительность импульсов одновибратора 3.1 также не, меняется при изменении частоты. Таким образом, повышается точность регулирования при изменении частоты синхронизации. 2 ил. AmodJ