Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M5/257 

113

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей путем повышения устойчивости инвертора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для регулирования перемен ного напряжения; на фиг.2 - блок- схема индикатора фазы; на фиг.З принципиальная схема регулирующего органа.

Устройство (фиг.1) содержит источник 1 переменного напряжения (сеть), входной вывод 2, нагрузку, 3, регулирующий орган в виде инвертора (И) 4, блок 5 импульсно-фаз.ового управления (ИФУ), задающий генератор (ЗГ) 6, сумматор (С) 7, датчик (Д) 8 напряжения первой гармоники и индик атор 9 фазы (ИФ).

Блок 5 ИФУ реализует способ вертикального управления путем выработки импульсов управления по моментам сравнения задающего синусоидального напряжения, поступающего от ЗГ 6, с треугольным напряже1{ием, вырабатываемым в блоке 5 ИФУ.

ИФ 9 (фиг.2) содержит блок 10 измерения фаз (БИФ) напряжением сети и выходным напряжением и ограничитель 1 1 полярност,и (ОП) выходного сигнала ИФУ, который включен параллельно входу БИФ 10.

И 4 (фиг.З) состоит из четырех полностью управляемых вентилей 12- 5, четырех обратных диодов 16-19 и фильтрового конденсатора 20 в цепи постоянного напряжения инвертора

Устройство работает следующим образом.

И 4 формирует на своих выводах переменного тока напряжение Е. Это обеспечивается при подаче в блок 5 ИФУ синусоидального напряжения от ЗГ 6. Б блоке 5 ИФУ это напряжение сравнивается с треугольньм напряжением, вырабатываемым в блоке 5 ИФУ, и по моментам совпадения вырабатываются импульсы управления на полностью управляемые вентили 12-15. Полностью управляемые вентили 12-15 совместно с обратными диодами 16-19 формируют широтно-модулированное напряжение.

0

5

602 2

Напряжение И 4 (его первая гармоника) должно быть сдвинуто на 90 эл. град, по отношению к току нагрузки, так как в звене постоянного тока И 4

5 нет активного источника постоянного напряжения, а есть только заряженный конденсатор 20 и, следовательно, не возможны ни потребление, ни отдача активной мощности инверторам, т.е. И 4 работает в режиме источника реактивной мощности. Дальнейшее приближение формы напряжения инвертора к синусоидальной можно обеспечить использованием фильтра на выходе инвертора. Однако в реальной схеме из-за наличия потерь активной мощности конденсатор 20 стремится разрядиться, и для стабилизации напряжения на нем , потери можно покрыть за счет потреб0 ления из сети переменного тока равной активной мощности путем введения небольшого фазового сдвига v между напряжением инвертора Е и напряжением сети. Б результате ток инверто5 ра будет содержать необходимую актив- иую составляющую, причем величина активной составляющей тока определяет уровень напряжения на емкости фильтра, которое, в свою очередь,

0 влияет на величину напряжения инвертора, а следовательно, и напряжение на нагрузке. При подключении данного устройства к сети переменного напряжения угол сдвига между напряжением,

35 сети и напряжением инвертора может быть как положительным, так и отрицательным. Положительное значение угла vy не допустимо для работы устройства для регулирования переменного напря40 жения, так как при этом активная

составляющая первичного тока сдвинута относительно напряжения сети на

80

Чтобы исключить такую ситуацию,

введен ИФ 9, который работает следую- им образом, БИФ 10 измеряет сдвиг аз между напряжением сети и выходным напряжением инвертора. Когда сдвиг фаз больше нуля, то разность сигнала, пропорционального сдвигу фаз, и сигнала с выхода ОП 11 поступает на третий вход С 7, что приводит к увеличению сигнала задания на выходе С 7 и, соответственно, росту фазы напряжения инвертора до тех пор, пока она не превысит фазу напряжения сети, В этом случае на выходе ИФ 9 сигнал равен 0. При этом ИФ 9 не оказывает никакого влияния на работу устройства.

3 . 13 Рассмотрим режим регулирования напряжения на нагрузке.

Регулировать напряжение на нагрузке можно изменением напряжения задания. При его изменении (увеличении) на выходе С 7 увеличивается сигнал ошибки, который приводит к росту фазы модулирующего сигнала. Это. вызывает рост угла iff, а следовательно, рост активной мощности, потребляемой инвертором на покрытие потерь, и установление баланса активной мощности при большом значении напряжения на конденсаторе 20, что означает увеличение напряжения инвертора и, следовательно, напряжения на нагрузке, которое соответствует вновь установленному значению напряжения задания на входе С 7.

Формула изобретения

Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее регулирующий орган, включенный между входным и выходным выводами, блок импульсно-фазового управления, выход которого соединен с входом управле

76024

НИН регулирующего органа, сумматор, первый вход которого связан с источником опорного напряжения, датчик амплитуды первой гармоники и задаю щий генератор, при этом регулирующий орган выполнен в виде инвертора с обратными диодами и конденсатором, включенным в цепь постоянного тока инвертора, выводы переменного тока

O которого включены в силовую цепь, датчик амплитуды первой гармоники включен между выходным выводом и вто- рьш входом сумматора, выход которого соединен с входом управления фазой

5 задающего генератора, выход которого соединен с входом блока импульсно- фазового управления, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью улучше- :ния энергетических показателей путем

0 повышения устойчивости инвертора,

оно снабжено индикатором фазы, а сумматор выполнен трехвходовым, при этом выход индикатора фазы соединен с третьим входом сумматора, а вход

5 подключен между входным и выходным выводами, кроме того, задающий гене- ратор выполнен нерегулируемым по напряжению.

/

4 tfJue.Z

О/пселп.

От лжа тру

Редактор А.Огар .

Составитель В.Руденский

Техред м.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 2431/52

Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Производственио-полиграфи 1еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

ф1/2.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей. Регулирование напряжения на нагрузке осушествляют изменением напряжения задания на первом входе сумматора 7. Сигнал сумматора 7 влияет на фазу сигнала с выхода задающего генератора 6, который задает фазовый сдвиг между- входным напряжением и напряжением на выходе инвертора 4. Значение фазового сдвига определяет величину активной мощности инвертора 4 и величину напряжения на нагрузке 3. Индикатор фазы 9 обеспечивает работу устройства с положительным фазовым сдвигом Ц , за счет чего достигается положительный эффект. 3 ил. (О (Л со . фигЛ