Устройство для управления двухмостовым преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 

1 1

1 5зобре ген1- е относится к электро-- технирсе и может быть итлюльзовано з систеьгах управления мо1циыми преоб- разова гельными установками, в. также в двухмостояых преобразовательных устройствах5 питаемых от эмергосис темы, перемемиое ко: пи:чество полюсс- З частотной характеристики, например, при ступенчатом регулировании комиенсируклщей мощности сило-- вьгх резонансных фильтров

Целью -изобретения является повышение надежности путем уменьиения искг1жений напряжения питающей сети за сче создания условий .имоком-- пенсаци: для калдтой из возможных гармоник, действие какой-либо и в да НР;1и момент времени будет опре- делягощргм,

На фиг, 1 изображена фуирлгионал,- ная схема з стройства; на фигч 2 - блок анализатора гармоник; на фит .З- блок сдвига управляющих импульсов; на фиг, 4 - BpeNseHHbie диаграммы работы устройства с приоритетом 7 -й гармоники.

Функт.гг-юнальная схема содержит двух 1остовое преобразовательное устройство с мостами 1,1 и 1,2 вентилей соединенных с сетью через iipeo6pa3o- вательнь е трансформаторы 2, 1 и 2,25 блок 3 ана..- изатора гармоник я блок L сдвига управляющих импульсов. Цепи формирования управляючщх импульсов состоят из источ1-;ика управляющих импульсов, включЕиЮщег о в себя систв™ му 5 импульсно-фззового упранления, сое,диненн 1о через распр еделители 6 и 7 и усш1ители 8 и 9 с упразляющими электродами вентилей мостов. Датчик 0 высршх гармонических (датчик напряжения) соединен с входом (Злока 3 анализатора гармоник (фиг, 2),. содержащего последовательно соединенные блок II полосовых фильтров, блок 12 детекторов, блок 13 фильтров нижних частот блок 14 осуществленвя выборов: сигнала и блок 15 формирования матрицы символов Кронекера,выход которого соединены с цифровьми входами приоритета бпока 4 сдвига уп- равляюисих импульсов (фиг. 3) ,, содержащего блок 16 управления ключами, выходами соединенного с упра.вляющи1-1И

входами У блока 17 ключей, выходы ко-5Е пульсно-фазовс)го упря.Бления вырабг- горого соединены с синхронизирующими тывяет сигнал .. (ф ;нг, 4J, хоторый входами С блока 1В фиксированных через распределитель 6 и блок i уси- задержек, информационные входы D ко- лителей поступает на управляюшле торого подк.гаочены к системе импульс- электроды соответствч ющих вс нтилей

i

0792

1О-)азовог о у-1рП1).те;гия, а ныход - к рас-гределитепю импульссяч, а также бло : 19 геи -торотз фиксирпнамнъгх частот, выходы ко ;Т ро: о соединень с вхо;,ъ ямм б:юка 20 ; х)рмирователей яы- ходы которогчз 10дкл1эче:-:ы к информа- пио:- ным пхода:--( блока к:;ючей, блок 21 формирования сигнала з ;;рета сброса. -| .- iii-ixc-ды которого с:)един.еиь; с. - холами Н блока управления ключами:, одни входы которого corдииекы с выходами б.1О1 :а анализатора гармоник, а другие нхо,;хы - с в 1ходом ; е};ератэра 22 синхроимпульсов, вь;ход которого IOДKJTГО-

чеа к входам у блока осуиде- ствления выборок и к ;5ходам блока roiepaTOTon | икс:иро и- ых часто, его вход 1:одл;;ючен к CHcreMti импульс1:о-й.1;:зового ое1у.ли- ро занин, а ВУ од :;брС)са - к зыхолу б. фикс -фованпых задержек,

На фиг, 2 изсбрал.ена фу;:к:;11оиа ь- яая схема блока ai;;jj.ii3aTopa гармо- г:идерж1 Т :: канапо)з по возможных rapNOimK. прил;е;- н к;.ис:,о.ч канйле по.. осовой фнльтр 1 1 ;а ектор 2; филм р 13 v favA-A чи- сто : и б.пок ч сигнала сое-- д1-:нены иоследокатальио, Блок форми- роиания матрицы символов РС;)гнекера 4bir;OJiHeJF компараторах ,, четь:рех клочах 26

30

Ь

0

5

33---36 И двух инверторах 37 и 38,

сЬункциснальная с.:ема блока сдви- т а импульсов фиг .. 3 содер/кит в каж- лоу. канале генератор 19 фиксиройан- jibix частот, формирователь 20 и ключ 17, Блок 21 фсрмироБзния запрета сигнала сброса содер : ит четыре эле- 2И-НЕ 39-42, Блок 16 уггравпе- ПИЯ ключами выпол1 ен- на четырех KS- т-рнггерах 43- -lo,, а б.юк фиксировак- иъгх задержек - на четыр :х - -ригге- рах 47-50,

Устройство pa6oi aL5T гл;ед-:-лошт;-: (б- )азо1- „

Работу устройства рассмотри - на примере возможного г одавления , -,,л гармоническихэ о;;ределен- ности приняв, что спектр содержит гармоники 5, . П и 13 порядков с приоритетом 5 системь им-

моста 1.1. Одновременно сигнал IJ поступает на информационные D-входы триггеров блока J8 фиксированных задержек о Перед}1ий фронт выходного сигнала блока 18 появляется только по истечении действия на одном из синхронизирую1чих входов С триггеров выходного сигнала от блока 17, равного полупериоду 5, 7, 11 или 13 гармоник, который далее поступает через распределитель 7 и блок 9 усилителей на управляющие электроды вентилей моста 1.2.

Сигнал LV , содержащий основную гармонику и ряд высших гармонических с выхода датчика 10 гармонических трансформатора поступает на вход блока полосовых фильтров 5, 7, 11 и 13 гармоник 11, на выходах которого образуются сигналы U.cpj, UnipT и„,,„ которые поступают на блок 12 детекторов, Выходнь е сигналы блока 12 поступают на блок 13 фильтров нижних частот, на выходе которого образуются сигналы и,,

и„

ко- (р5 5 Cfll

торые поступают на входы блока 14 осуществления зь борок сигнала. Таким образомJ на информационных входах блока 14 постоянно присутств тот непрерывные выходные сигналы блока 13, пропорциональные амплитудам 5. 7s 11J 13 гармоник, однако выборки могут осугиествляться только при наличи на синхронизирующих входах блока 14 синхроимпульсов с выхода блока 22 генератора синхроимпульсов.

Сигнал и также по.ступает на вход запуска блока 22, который запускается и начинает генерировать синхроимпульсы частотой f , поступаюп;ие на синхровходы блока 14, на выходе которого при этом образуются сигналы выборок, пропорциональные амплитудам 5, 7, 11, 13 гармоник. Сигналы выборок поступают на блок 15 формирования матрицы элементов Кронекера, на выходе которого образуются сигналы

Ug,, Ug, , U5,, и Ug,,.

Блок 15 работает следующим образом. Компараторы 23 и 24 образуют первую ступень сравнения, два инвертора 37 и 38 и четыре ключа 26-29 обеспечивают поступление на входы компаратора 25 второй ступени сравнения больших из двух ранее сравниваемых сигналов. Выходные сигналы компараторов U|, U , представляют собой информационны цифровой код приоритетной (наибольшей) гармоники,Де

иифратор, содержащий три элемента 2И-НЕ 30-32 и четыре элемента 2И 33- 36, преобразует информационный цифровой код прио.ритетной гармоники в матрицу элементов Кронекера; присвое ние значения логической 1 приоритетной гармонике и нуля - остальным гармоническим. Применительно к рассматриваемому варианту: к 0; U, U,,|, ; и 0; ключи работают таким образом, что пропускают входной сигнал при наличии логической на их управляющих входах У, U(i,,,, U| 1. Комбинации сигналов U j. , Ul{ , Uj (0,0,1) соответствуют выходные сигналы блока 15 Ug, Ug Эм Ug,, (0 ,1 ,0,0) , которые являются выходными и для составного блока 3 анализатора спектра, и в общем случае представляют собой единичную матрицу-столбец В текущего приоритета j гармоники:

В-Р.

.. S.

;.

где

SMсимвол Кронекера; S,-: , при

О, при i - порядковый номер, ,3,

4,..,;

j - порядок приоритетной гармоники; ,p,l,.,.,k, при этом формирование матрицы В происходит циклически, путем параллельного многоканального анализа ампли- тудного спектра с помощью выборок текущих значений амплитуд гармоник, частота которых удовлетворяет условию

f 9-Г

где f - частота гармонической наибольшего порядка. Выходной сигнал синхрогенератора 22 запускает блок 19 генераторов фиксированных частот 5-го, 7-го, 11-го и 13-го порядков, выходные сигналы которого поступают на блок 20 формирователей, на выходе которого образуются сигналы ифу, , иф„ и U.j

по длительности равные полупериоду соответственно 5, 7, 11, 13 гармонических, которые поступают на информационные входы блока 17 ключей. Но любой из этих сигналов проходит

через блок

5i:

7 ключей лшиь при наличии сигнала логической 1 на одном из его у11ра1и1яющих входоя У, Выходные сигналы состави.ого блока анализатора спектра Пд,, Ьэт - з и поступают на входь: f Р . -триггероз блока 6 управления , который предназначен для того, чтобы ;;наче- нием матрицы-столбца В на ул;рс . щих входах блока I7 сохранялось и течение всего времени приоритета J гармоники, Однов1)еме1-1но сигналы 3f и U-j ,1, поступают на одни входм блока . i формирован1-1я сиг- запрета сброса, на другие входы которого подаются импульс 1 uacTD- той f(. „ Блок 21 состоит из четырех элементов 2И-НЕ и предназначен дJTЯ обеспечения надежной работы блока i 6 управления ключами, для чет о он н течение времени приоритета ,1 гармоники донолнительно подае-т импульсы частотой fj на входы сброса ;-1 трех невзведенных триггеров блока 16 и одновременно запрещает подач-;,- сбрасывающего сигнала на вход R тртте- ра, на входе Я которог-о приг:утству- ет логическая 1, В с. гучае, если на выходе блока 15 cyuiccTBye-:: остаточный о1иибочнБ-гй сигнап, то при отсутствии импульсоэ частотой на зходах блока 21 тюследнкй сбросит зсе четыре Ро -три:-гера блока 16 и тем самым предотвратит прохождение каких-либо сигнз - С Н чер::;з 17 ключей. Таким образоМ; г:и1Ч5алы с )зыхода блока 16 nijcTyMaioT иг;; улравля ющие входы У блок л 17 к.;ю-че;йз на ннформапд-юнные входы которого; поступают сигналы Uypf, ,, и,р„„, ифр„с 15ЫХОДОВ блока 2U popMi-ipi; ват елей. выходной сигнал блока Г/ , присутс .твует на выходе олько одног о из ключей и поступает на синхронизирующий вход С соответст;зующего 1)--триггера блока 18 фиксиро.гиигных эадер- кек, ка информационные входы j которого подан сигнал U, На выходе блока 18 появляется сигнал и , задер- 5 :анный относительно 1,, на вели-чину длителькости сигнала U,, , который поступает через блок расл1)еделит Элей 7 и усилителей 9 на управляюп.ие электроды моста 12. Сигнал IJ пост-упает : акже на вход сброса блока 22, кото- эый прекращает свою работу до прихода очередного управлямщего импульса U .

Составной блок осуп ествления сдвига управляющие: импульсов форми-

507976

матрицу c:T ifjKv А псчмоч Цщх j-ap- Moii нческих 5 4HC.(- in nieime элемегг к: торо--1 равно 1;}лунс риог.у г-ар- o:n-;к :

1

f-.ae .. частота C:HOBI;(..H i :iep; O;i;

г -1;)мС)н,икн ; т, . ,К -- поряд1 ;.и p;:.icrmx

и осуг1ествляет -;;е.пенацравле11Н1.й сдвиг- ,1 ; 1;ранляюп1 1Х и.У|;;у.-ПзС:О-ч путем пере- миолешик матриц; г-строки А и ;атрицы- c-fo.-Uina В:

Тс;. образе :--., :;рнме С:Ние цредла- :-а;- МС ГО устройства у::рав.:1ения и ооз- даь:ие искусственного сдви1-а посладо- в а -i-e.j;.bHC сти .их , л; сон и, мс-ста 1 ., 2 по отнопению к пос;:е- допат e:ih.}ioci-p: : ,, моста 1,1 обесночи- вае -улу-ч11 с;ние i а}- мо}щческого состава iu-тающего и;-цря;-кения за счет соз- условий аи; ч1комцепсации для каждсй ;;зозможнсй rapMOHiiKH, дейсм-вие ко Г орой яв;:яетс: с; реде:1яю Д1 ;--, чем дос-:- :гается y:-iyi-;t;:c- ;-uiG ка-iecraa элек -I iio i U}p;;-HH ;; ;5Ь :о; ;-1йние г;-)еС)сваннй з.;;с-:- -рО1- а; ы-:1-нск сонмест.ожз. i-и коп- де;:с:а 1-орнмх ба-/арс:й и д;5-/ги ; ).;f;i-троГ1рИС МН1- КОВ ,

0

I о Устройство дзу ;мостозьгм лреоб а.зовате:1ем, вклю- чаюи;им в себя два г.реобразоЕ:ательн-ых места:: два силовых трансфор ;атора содер),ее источли уцранлякидих им- цул.ьсоз5 включающий в себя систему имл;-;;льсно-фазовс I o управления , JU - i распределителя г-с-у-JbccH., дна усИ:ЛИ- те;|Я нмлульсо; ; пь;ходъ1 котогь;х ;:ред- HasiiaHBHbi для 1:од1;лк1чения к управ

га управляющих импу:;;ь ;:ов и яапрл;я ения,, причем вь:код системы и1-г- цульсно-фазово го у дра здения с.оеди- н(:И с входом расггрс-делителя имдуль- соя первого моста нс;лоср ;дстве-г1но а второго моста - черс-з блок сдвига, о т л и ч а ю VA с с с н тем. что. С; целью позьпдения над|;гж;1 ости путем унен-ь;пения иск,зже;-1ия лапряжеяия пи-

тающей сети, оно снабжено генератором синхроимпульсов с входом запуска и входом сброса, блоком анализатора гармоник с информационным входом, входом синхронизации и цифровыми выходами кода приоритета (по числу возможных гармоник), блока сдвига управляющих импульсов снабжен входом синхронизации и цифровыми входами кода приоритета (по числу возможных гармоник), причем информационный вход блока анализатора гармоник соединен с датчиком напряжения, вход синхронизации - с выходом генератора синхроимпульсов, вход синхронизации блока сдвига подключен к выходу генератора синхроимпульсов, цифровые входы кода приоритета подключены к цифровым выходам кода приоритета блока анализатора гармоник, блок сдвига вьтолнен многоканальньм (по числу возможных гармоникJ, каждый канал которого содержит блок управления ключами, включающий RS-триггер, блок запрета сброса, включающий элемент 2И-НЕ, генератор синусоидальной фиксированной частоты,- формирователь прямоугольного импульса, блок ключей блок фиксированных задержек, включающий Б-триггер, при этом цифровые выходы кода приоритета блока анализатора гармоник соединены с

-входами RS-триггеров и одними входами элементов 2И-НЕ, другие входы которых соединены с выходом генератора синх-

роушпульсов, а выходы - с R-вхо дами RP-трнггеров, выходы которых соединены с управляющу ми входами У блока ключей, информационные входы которых соединены через последовательно соединенные блоки формирователей прямоугольных импульсов и генераторов сину- соидальньгк фиксированных частот с выходом блока генератора синхроим0 пульсов, а выходы - с С-входами D- .триггеров, D-входы которых соединены с выходом системы импульсно-фазового управления, а выходы - с входом распределителя второго моста.

5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анализатора гармоник содержит блок формирования матрицы символов Кронекера и многоканальные по числу возможных

Q гармоник блоки полосовых фильтров детекторов, фильтров нижних частот, осуществления выборок сигнала, причем выходы блока полосовых фильтров соединены с входами блока детекторов,

5 выходы которого соединены с входами блока фильтров нижних частот, выходы которого соединены с информационными входами блока осуществления выборок сигнала, синхронизирующие входы ко-

Q торого соединены с выходом генератора синхроимпульсов, а выходы - с входами блока формирования матрицы символов Кронекера, выходы которого являются выходами блока анализатора гармоник.

rf

и -г

----

ДОПИЛ )-DW 2йр М(1иКМ 1

1- -- |:--- ап..„.-.„.

i-l :H:«:HfH.«H

(-«

Г I

i5t: I

-|55

.J

-Ь У 1) i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в мощных преобразовательных установках. Целью изобретения является повышение надежности. Введение блока анализатора гармоник обеспечивает уменьшение искажения питающей сети за с чет создания условий взаимокомпенсации для каждой из тех возможных гармоник, действие- которых в данный момент времени будет определяющим, 1 з.п, ф-яы, 4 ил. S (Л С

Канал 7-й гарно и(а

Г 4/ H t h-1f7|r

......-г-.

Кенал 1-и sapf si- u/ i

™Э,«..

:-

Кана/)13-ц zapMoni i v,

I I «3 -.

Г

t

(