Устройство для управления @ -пульсным выпрямителем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/12 

11

Изобретение относится к электротенике и может быть использовано в преобразовательной технике для управления импульсньми вьтрямителями, к которым предъявляются повышенные требования к качеству выпрямленного напряжения .

Целью изобретения является повышение эффективности компенсации неканонической гармоники вьшрямленного напряжения, обусловленной несимметрией напряжений питающей сети и повышение помехоустойчивости устройства

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 задающих импульсов, блок 2 задержки, коммутатор 3 импульсов, второй вход которого соединен с питающей сетью через блок 4 синхронизации, и вьтрямитель 5. Управляющий вход блока 2 задержки подключен к питающей сети через последовательно включенные датчик 6 напряжений обратной последовательности, фазорегулятор 7, сумматор 8 и функциональный преобразователь 9. Вход избирательного блока 10 подключен к выходу преобразователя, его вькод - к одному входу трехуровневого компаратора 11 непосредственно, а к второму - через фиксатор 12 уровня.к управляющему входу которого присоединен выход генератора 13 импульсов. Выход трехуровневого ком- паратора 11 соединен с входом фазорегулятора через интегратор 14. i

Устройство работает следующим образом.

Однофазное напряжение сети подается на генератор 1, формирующий .последовательность равноотстоящих, синхронизированных с напряжением сети импульсов, следующих, с частотой mf , где m - пульсность выпрямителя, f - частота сети. Импульсы генераторов 1 подаются на блок 2 за- - держки, где в случае полной симмет.- рии напряжений питающей сети осуществляется их сдвиг на угол о, пропорциональный напряжению управления U. Сдвинутые на угол о/ импульсы с помощью коммутатора 3 распределяются на соответствующие вентили выпрямителя. Синхронизация работы коммутатора обеспечивается блоком 4.

При несимметрии напряжений питающей сети равноинтервальность вы

62

ходных импульсов генератора 1 не нарушается. В то же время на выходе датчика 6 напряжений обратной последовательности появляется синусоидалькое напряжение, амплитуда которого равна составляющей напряжения обратной последовательности системы несимметричных питающих напряжений. Причем фаза этого напряжения связана с фазой низкочастотной компенсируемой гармоники, возникающей в выходном напряжении выпрямителя 5 из- за несимметрии сети, следующей зависимостью:

( о/ -/1 V + ,

где с - угол управления вьтрямителем;

/3 у - угол между напряжениями прямой и обратной последовательностями системы несимметричных напряжений питаю- - . щей сети;

0 - фазовый сдвиг, вносимьш датчиком 6.

Управляемым фазорегулятором 7 обеспечивается синфазность напряжения датчика 6 и компенсируемой гар- МОНИКИ. Напряжение с выхода фазорегулятора 7 подается на инвертирующий вход сумматора 8, а на прямой вход последнего поступает напряжение управления U, .Результирующее напря- жение сумматора 8, равное сумме.напряжения управления и инвертированного синусоидального напряжения фазорегулятора 7, подается на блок 2, вследствие чего последовательность выходных импульсов блока 2 задержки, а следовательно, и последовательность управляющих импульсов оказываются модулированными. Поэтому в выходном напряжении вьшрямителя 5 появляется дополнительная компенсирующая гармоника, частота и амплитуда которой равна частоте и амплитуде компенсируемой гармоники, причем компенсирующая и компенсируемая гар- моника оказываются противофазными. Последнее и обеспечивает их компенсацию.

В результате прохождения компенси- 55 Рующей гармоники через блоки 2,3 и 5 противофазность последней по отношению к компенсируемой гармонике может нарушаться вследствие изменений режимов работы выпрямителя и случайных

31

флуктуации параметров блоков всего устройства. Поэтому подстройку фазы компенсирующей гармоники фазорегулятором 7 целесообразно производить из условия обеспечения минимума компенсируемой гармоники на выходе выпрямителя 5 . Для этого избирательным блоком 10 выделяется напряжение, пропорциональное среднему либо амплитудному значению компенсируемой гармоники. Избирательный блок 10 может например, состоять из последовательного соединения избирательного усилителя, настроенного на частоту компенсируемой гармоники, выпрямителя и фильтра нижних частот.

Напряжение избирательного блока 10 подается на два входа трехуровневого компаратора 11, причем на второй вход компаратора 11 подается нгш ряжение, фиксированное на определенное время At фиксатором 12. В качестве фиксатора удобнее всего применять, устройство выборки и хранения, бремя фиксации ut задается гене ратором 13 и зависит от инерционности подстройки фазы компенсирующей гармоники.

Компаратор 11 определяет знак приращения текущего значения компенсируемой гармоники по отношению к фиксированному ее значению и в зависимости от знака приращения определяет направление изменения фазы компенсирующей гармоники фазорегулятором 7. В случае отрицательного значения приращения компенсируемой гармоники

U(t - it) U(t),

U(t-4t) U(t)

напряжение блока 10, фиксированное блоком 12;

текущее значение напряжения блока 10.

На вход интегратора 14 подается положительньй сигнал с выхода компаратора 11, напряжение на выходе интегратора начинает линейно возрастать, изменяя фазу компенсирующей гармоники. Увеличение напряжения на выходе интегратора и, следовательно, увеличение фазы компенсирующей гармоники фазорегулятором 7 происходит до тех пор, пока приращение - напряжения блока 10 не становится равным.

9196

ди I U(t- 4t) - U(t)| ,

fO

J5

20

25

30

где cf - малая величина, зависящая от требуемой степени ком- 5пенсации гармоники.

При вьтолнении равенства (1) напряжение на выходе компаратора 1 1 равно нулю, а напряжение на выходе интегратора 14 (входе фазорегулятора 7) не изменяется, чем обеспечивается баланс фаз компенсирующей и компенсируемой гармоник. Если же знак приращения напряжения на выходе избирательного блока 10 положительный U(t-4t) U(t), то на выходе компаратора 11 появляется отрицательное напряжение, которое, интегрируясь интегратором 14, вызьгоает уменьшение напряжения на интеграторе и уменьшение фазы модулирующей гармоники фазорегулятором 7. Процесс уменьшения фазы происходит до тех пор, пока не вьшолнится условие (П, после чего напряжение на выходе компаратора 11 вновь становится равным нулю, а фаза модулирующей гармоники не изменяется.

Применение предлагаемого устройства позволяет снизить уровень неканонических гармоник в выпрямленном напряжении при несимметрии питающей сети, а также повысить помехоустойчивость устройства.

35 I

Формула изобретения

Устройство для управления т-пульс- ным выпрямителем, содержащее после- 40 довательно соединенные генератор

задающих импульсов, блок задержки и первый вход коммутатора импульсов, второй вход которого предназначен для подключения к сети через блоки 45 синхронизации, управляющий вход блока задержки предназначен для подключения к сети через последовательно соединенные датчик напряжений обратной последовательности, первый вход 50 линейного фазорегулятора и первый вход сумматора, второй вход которого предназначен для подключения к ис - точнику управляющего сигнала, избирательный блок, вход которого предназ- 55 начен для подключения к выходу преобразователя, оТличающее- с я тем, что, с целью повьщ1ения эффективности компенсации неканонической гармоники выпрямленного напря513191966

жения, обусловленной несимметрнейратор и первый вход трехуровневого

напряжений питающей сети и повьгаениякомпаратора, второй вход которого

помехоустойчивости,оно снабжено ге- .подключен к выходу избирательного

нератором импулт сов, фиксаторомблока через фиксатор уровня, управуровня, трехуровневым компаратором ляющий вход которого присоединен к

и интегратором, причем второй входвыходу генератора импульсов, а управлинейного фазорегулятора соединенляющий вход линейного фазорегулятора

с выходом избирательного блока че-предназначен для подключения к исрез последовательно включенные интег-точнику управляющего сигнала.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями. Целью изобретения является повышение компенсации неканонической гармоники выпрямленного напряжения и повьшение помехоустойчивости. Напряжение избирательного блока 10 и фиксатора 12 уровня подается на трехуровневый компаратор 11. Время фиксации задается генератором 13 и зависит от инерционности подстройки фазы компенсирующей гарманики. Компаратор 11 определяет знак приращения текущего значения компенсируемой гармоники по отношению к фиксированному значению, и в зависимости от знака приращения определяют направление изменения фазы компенсирующей гармоники фазорегулятором 7. 1 ил. (Л со со со 05