Устройство для фазового управления автономным инвертором тока с самовозбуждением Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

1

Иэобре Г1 ие относ ит : я к элак Г ро- технике и может оь.ггь мс пользовано

для ТТраВЛРНИЯ тиристорами ИНВ(-ртО; 13

являюще Л ося с ос тан ной частью гцгух-ii ff

званных преобразователей частоты,i м

которые применяются и ротермк - i ii г iь

в качестве источ -1и;со з 1ита; 4-;я ,т iм н

Цель изобретения - повьп1: :- ие точ- i i i ti

НОСТИ регулнро}5ания и расшнре,;и-:е диа- ,,) i MI р ii

пазона регулирования.ц i i и

На фиг, i показана струк/г риая i ii

схема устройства для фазового управ-i i

Ленин автономным инверторо;-: сi ч с i i

самовозбужпением:, на фиг . 2 .зремр);- ,,, ,./.. . ij.40,ii:i ные диаграммы эле ментоя устройствак пмп coo.ni-:

для фазового упргшления автонэм аымТ 1 n-::i,:voM инвер

инвертором тока с; самоБОзбужп.а иису; ,лоч триг1 е,1,)а

Устройство содержит четь: ре блокаПлгл-:;; j-Tipa

t-4 формирования сигнгиьа упразлекия и блок 5 устройства уг11)азле1-ия, Ка.ж- дый из четырех б.г;оков 1- J- фюрмирова™ ния сигналов унразлеь-и. т солер:кит соответственно одир из HitTer paтороаj 6-9 5 выход каждог о из которь х соеди- i j i ii i нен с входом одного из xoMriaoai op-oB i i , входящих соотв с гственяо в сое- i i г i тав упомянутых блоков -ч :Ьо Э1чирова i ния сигнала управлакия . Па вчотт лаж- д дого И л интеграторов 6--9 подхлючано i , по три ключа, БХС Дягцих в COCT;I;- J i i блоков : j ф Орми рован - : сиг нала уг:- i равления. На , ;iH i-cr ра гор.: 6 ключены ключи i 4 -16, :-;i- ратора 7 - К:БОЧЛ 7- У5 тегратора 8 - KJK--I - 2С- 22, на вход интеграггора 9 - клю - /-.) -2 j, Е.тгол 5 устройства yjTpaB:;:t;:jJ i i .-; );icp:«:r; формирователь 26 прямоу: v:. .:Л( )солгба.- НИИ, инвертор 27 J i,ij; ipKirapu 23 и 29 со счетным dxo;., а таккс 12 блоков управления клн:чами . При этом выход формиро;з:лТР;И1 26 1ря:-;о- угольных колебаЕ1кй coe;: HBe;i с инверт(зра 27 и входом григг ера 28 со счетным входом, а эь ход ялверт ора

27 - с входом 1 ркггера 29 со с:чс Т1 Ы:ч-р.лн..-:;- i 13, 1

входом,. Входы блока 30 управленияиий :лп чал U;

ключами соединень соо В етстзенно сус Трэйс 1 ва у1:р-1: лс л;.- - сигиа, ; 1,

выходом формирователя 25 прямоуголь- :,,- ,:;ли.: а, ц);;1-,2, . лрс11О);1Ио- аЛ)- ных колебаний и прямым выход; г триг-лг.тй З1.ходному ла) ав ; олэм,;о-

гера 28 со счетньм входом; 31г;- iL-niep ropa Toi ca с :a) Oзc:ж;;eниe-

управления к1Бочами с .выходом бло-к(Л о.х)е носл- - ciiHyooiupurbHWH харзкка формирования сигнала управлениятер. По;:; даж-Лз оло;л1ого к yiipaiiи инверсным выходом триггера 28 соf,; Jif-icnxro слги:л7 Х |);}р;1лрую гс)- ;5;форсчетньм входом, блока 32 управления ;auHi nii:,ie ус гройства для фаключами - с выходом инвертора 27, ;о:чо1Ч) управлемля ан -UHCJM л,;.: iiaBL-p- -oблока формирования сигнала у:: равле Рпм члж/) с г.;| ои ;;1бу -;л,гл-:ис ----, riijc-Tv-ния 1 и прямьм вьп :одом триггера 28r:a/ :iiie б;:ок(л гЬормищчиаиия

сигнала управления к формирователю импульсов управления. Сигнал UH синхронизирует работу всего устройства для фазового управления автономным инвертором тока с самовозб чкде- нием5 что является необходимым условием при реализации принципа самовозбуждения .

Формирование информационных сигна- д ния сигнала управления в нечетные

лов устройства для фазового управления автономным инвертором тока с самовозбуждением рассмотрим на примере блока 1 формирования сигнала управления. В момент времени, со- ответств аощий началу нечетной положительной полуволны выходного напряжения и (диаграмма а,фиг.2) под действием сигнала Uuj (диаграмма з, фиг,2) замыкается ключ 14 и напряжение и, (диаграмма б,фиг.2) на выходе интегратора 6 начинает линейно нарастать под действием опорного сигнала U, .В момент окончания нечетной положительной полуволны синхронизирующего напряжения

и,

и под

ствием сигнала Unj (диаграмма к, фиг. 2) замыкается к.пюч 16, а ключ 14 размыкается, так как сигнал Uy становится равным нулю. В течение нечетной отрицательной пол волны напряжения U на выходе интегратора 6 сохраняется постоянное значение напряжения U, В момент начала четной положительной полуволны синхронизирующего напряжения ключ 16 размыкается, так как U принимает нулевое значение,а ключ 15 замыкается под действием сигнала и | 2 (диаграмма и, фиг.2). В момент достижения сигналом U (диаграмма б,фиг.2) нулевого значения ключ 15 размыкается, так как сигнал и, принимает нулевое значение, а ключ 16 замыкается под действием сигнала Uu, (диаграмма к,фиг.2), чем обеспечивается нулевое значение напряжения на выходе интегратора 6 до начала следующей нечетной положительной полуволны синхронизирующего напряжения U. После этого процесс вновь повторяется.

Компаратор 10 преобразует сигнал и, в сигнал прямоугольной формы U (диаграмма в,фиг,2), поступающий к формирователю импульсов управления Задний фронт прямоугольного сигнала и приходится на четную положительную полуволну синхронизирующего нап15

положительные полуволны синхронизирующего напряжения Uj , блоком 3 фор мирования сигнала управления - в че ные отрицательные полуволны, а блоком 4 формирования сигнала управления - в нечетные отрицательные полу в олны.

Формирование управляющих сигнало Uy , и, и Оп) на ключи 14-16

1 формирования сигнала управблокаления, а управления U, 17-19 блока

также г

аналогичных сигналов

,и„

и;

на ключи

25

3

и,

и,

1 -г J3

2 формирования сигнала

т

на ключи 20 и 21 бло

30

, , -yi , ка 3 формирования сигнала управле4-4 4

НИН иУп, чг - чэ ключи 23-2 блока 4 формирования сигнала управл ния осуществляется в блоке 5 устрой ства управления.

Рассмотрим формирование сигналов

и,

и

управления U a 14,15 и 16 соответственно.

э

на ключи Сигнал

35

40

Uiji появляется на выходе блока 30 управления ключами при наличии на его входах сигнала U (диаграмма г, фиг.2) с выхода формирователя 26 прямоугольных колебаний и сигнала Uf (диаграмма е, фиг.2)

г го

с прямовыхода триггера 28 со счетным входом. Наличие упомянутых сигналов и 3 и U,- на входах

45 блока 30 управления ключами совпад а ет с нечетной положительной полувол ной синхронизирующего напряжения и. Таким образом, с выхода блока 30 управления ключами на управляю „ щий вход ключа 14 поступает сигнал и„ (диаграмма з,фиг.2) в течение нечетной положительной полуволны . синхронизирз.тощего напряжения Уц (диаграмма а, фиг,2). Сигнал U

появляется на выходе блока 31 управ ления ключами при наштчии на одном его входе сигнала Ug (диаграмма ж, фиг,2) с прямого выхода триггера 2 со счетным входом и в отсутствие на

350796

ряжения и„. Таким образом, блок формирования сигнала управления формирует информационный сигнал на формирователь 1мпульсов управления в четные положительные полуволны синхронизир тощего напряжения. Аналогичным образом формируется информационный сигнал блоком 2 формирова

положительные полуволны синхронизирующего напряжения Uj , блоком 3 формирования сигнала управления - в четные отрицательные полуволны, а блоком 4 формирования сигнала управления - в нечетные отрицательные полу- в олны.

Формирование управляющих сигналов Uy , и, и Оп) на ключи 14-16

1 формирования сигнала управблокаления, а управления U, 17-19 блока

также г

аналогичных сигналов

,и„

и;

на ключи

5

3

и,

и,

1 -г J3

2 формирования сигнала

т

на ключи 20 и 21 бло0

, , -yi , ка 3 формирования сигнала управле4-4 4

НИН иУп, чг - чэ ключи 23-25 блока 4 формирования сигнала управления осуществляется в блоке 5 устройства управления.

Рассмотрим формирование сигналов

и,

и

управления U a 14,15 и 16 соответственно.

э

Uiji появляется на выходе блока 30 управления ключами при наличии на его входах сигнала U (диаграмма г, фиг.2) с выхода формирователя 26 прямоугольных колебаний и сигнала Uf (диаграмма е, фиг.2)

г го

с прямовыхода триггера 28 со счетным входом. Наличие упомянутых сигналов и 3 и U,- на входах

блока 30 управления ключами совпад а- ет с нечетной положительной полуволной синхронизирующего напряжения и. Таким образом, с выхода блока 30 управления ключами на управляющий вход ключа 14 поступает сигнал и„ (диаграмма з,фиг.2) в течение нечетной положительной полуволны . синхронизирз.тощего напряжения Уц (диаграмма а, фиг,2). Сигнал U

появляется на выходе блока 31 управления ключами при наштчии на одном его входе сигнала Ug (диаграмма ж, фиг,2) с прямого выхода триггера 28 со счетным входом и в отсутствие на

другом его входе сигнала U, 1ди аграмма в, фиг. 2) на 1зъгх:о.;:(е finOKa i формирования сигнала уп равгсеи-ия , Таким образом, с вьходй блока 51 упраз ления ключами на управ.): яющий Eixo.a ключа 15 поступает сигчгал L,, (диаграмма к, фиг. 2) с момента 1ачала четной аоложитгльной полуво.пмь; синх ронизир тощег-о напряжения U ,, рамма а, фиг. 2) до моме Н ;-а дости-- жения сигналом U, (дкаг рамма и,, фиг. 2) нулевого зр :ачерия,

, о

Ub лоявляе1Ч .я на вькоце o, з/

управления к:гюча и при (изявлетгки сигнала U4 на выходе инвертора 27 при наличии сигнала Uj (диаграмма е, фиг, 2) на прямо -;: выходе т j) и- г ера 28 со входом У: чОтсутстБрг.- сигнала 11 (диа:г рамка з, фи,2; яа выходе блока 1 фофмировадил с.игилла управления или дри доявленин сг-л нала и в отсутстние сигтшлг U я наличии си1- нала и„ , Такигм образо:-, сиг( нал U.,,j постудает с выхода блока 32

управления на, удранлжогций вход ключа 16 в течение, нечетной отрицательной полу:Е;одны с :иихрояизирун;- щего напряжения U ) :и с момента спад;,; к нулю сигнала U па выходе и:чтегра- тора 6 до момента начала cj.ieu:;noujeft нечетной положительной полуволны синхро:н1- :3ирлтощего даг:(ряжгния ij .

Аналогичнь :; образом формируются управляющие на все .остальные ключи устройства.

Блоки; 30-41 упранле.ния кл:очами: могут быть вьтолнекь: :H;:I ло1 ичгски:х элементах в соответствии с c:i: r icaH - нь:1М алгоритмом функциоиировак:ня Так например, блоки 30,j33;36 к 39 управления :к1: ючами ногу: быть нь:до, в виде логических ячеек И.,

Получение заданного значе.ния угла опережения инвертор; не::.ав:ис:11мо от длительност и положительной и отри цателы-юй полуволн зыхо.п;ного н.апря- жения переходнскм реламе достигается за счет управ. 1К-шерто :::ом по положите тьнь м и отрнца.тельныг-: ; :о.пу-- волнам независимо,, В .е не-- личина угла опЁ режения в положя- тельный полупериод опре.целяется длительностью пр€ .дыдуЕ.;его пол зх итель ного полупериода; а в отрицательиьш полупериод - длительностью дредь,ду щего отрицательного полупериода. Это позволит расБШрить диапазон регулирования инвертора в двух:ЗБенном

5 о 7 9 о6

ир1-;Г О :ч1ОМ n:ioo6pa3Oija : ejie , 1 ри ре- . v. inc.)Fi;iчнм .галходг о .; напряжения :-Kri;iC ro:: Hoi47 п pecf разователя часто- ть1 :.;:1ме1 е шем yi - -S. опережения ин U ;vrr;pa ко:1фф }ииепт г.-лэщности преоб- ра сг:1ат. 1я осчаотся пос- -ояпш и рав- iji-ai-i roM-ina.iibiit-ii-i . .начению.

геройство .Г1ЛЯ фазового v:ipa3j:(e-- ai TOHOMfi)C.i HiiL;epTOpoM тока с озбуж;. ен: 1ем , с;о..;ерычащее два : ф: рмиро:чаяия с, управлеi : саждь й из кот.зрых входит ин- .этор.; на i3xo.ii. :i oroporc подклю- . три S Bhixo,; иптегрйтсра. илеч с вхо, чо:-; |аратпра i блок .aj:it -n-m кл5очамИ; ) Y л т; ч а ю- г с я том, ч ГС 4 с довьпие- 1ч;ччос : и у. .;ас:;.И рения диапазона .riTponaiiJij , : tcei o ане.пеиь: два ,пительн,: п.:1ока. формидолакия .З-ла управ. 5 а блок управ.ле-- хлючлг-. i iirao:iT;cH с пятью вхо.да-.Д15 ; падпа : %к:1 i;b Xijj:i,aMH. вырабаты- на периэ. ььжоде сигнал, замы :;й :.лк1Ч , п :).; (ЛгНии нечетного .:ть}1ОГ : : fa. ia па первом ВлО- 1Л горем с ыходе - (ри появлении :j; O пo.IICЖI- тeJJЬЧo::o ...:;а на лм зходс V: (:)тс:у r .:Ti3iie си нала ii& зм зхол.е., ча тоетьем з J:Xoдe - :ия:зленик fieMtiTHoro o ; ptii;a : enbHO-- .;гна.ла на тервом вхо.де в э : сут- сигнала на втором входе паи

::оячден:и:1 ::игнал,:1 НА втором вхо- ка четвертом п сходе - тфи появле- .етногс п.о.по/х1-ггельно: О сиг нала грвом нкода, на :1ятом Бьгк:оде - :тоязлении нечетного положигельси:.нала на первом входе в от- Т вие ситчгала lia третьем входе, на ом - поя : лекии четного члте 1ЬНО1Ч) :игчала на пет д ом вхо

от:.:утст 1ис сигнала па третьем J кли поя}.;;;: нии сиг нала на треть-ходе ка седьмом вьоссде - при по- :п-ш чече но;ч1 ст:1Ицательг ОЕ о сигча nepBov-j J:lxoдe:. на Bocbj-ioM . - при 1тояв)гении четного от-- телъного с H Mia.ia K.:I черзом вхо -

отсутствие с;и: нала па четвертом Л, - при пояз- 1 1шчет. отри:.:;а ; ельнсго сигна iiepBOM входе в отсутствие .яла на четвертом входе к.л:и при .пении сигнала на четвер ом вхо-- :;а .десятс.; нь:хо:рг - ::ри появ еНИИ четного отрн11ательР1О1 о сигнала на первом входе, на одиннадцатом выходе - при появлеьгии нечетного отрицательного сигнала на первом входе в отсутствие сигнала на пятом входе, на двенадцатом выходе - при появлении четного отрицательного сигнала на первом входе в отсутствие сигнала на пятом входе или при появлении сигнала на пятом входе, причем первый вход предназначен для соединения с выходом автономного инвертора тока с самовозб 7кдением, второй вход - с выходом первого блока формирования сигнала управления, третий вход - с выходом второго блока формирования сигнала уцравления, четвертый вход - с выходом третьего блока формирования сигнала управления, пятьш вход - с выходом четвертого блока формирования сигнала управления, а первый выход соединен с управляющим входом первого ключа первого блока.формирования сигнала управления, второй выход - с управляющим входом второго ключа первого блока формирования сигнала управления, TpeTHii выход - с управляющим

350796°

входом третьего ключа первого блока формирования сигнала управления, четвертый выход - с управляющ 1м входом первого к:1юча второго блока формирования сигнала, пятый выход - с уп- равляюидам входом второго ключа второго блока формирования сигнала управления, шестой выход - с управляющиь входом третьего ключа второго б.чока формирования сигнала управления, седьмой вььчод - с управляю1Ц1- м входом первого ключа третьего бодока формирования сигнала управления, восьмой выход - с управляющим входом второго ключа третьего блока формирования сигнала управления, девятый выход - с управляющизч входом третьего ключа третьего блока формирования сигнала управления, девятый выход - с управ- ляюпшм входом первого ключа четвертого блока формирования сигнала управления, одиннадцатый выход - с уп- равляюгцим входом второго ключа чет- 25 вертого блока формирования сигнала управления, двенадцатый выход - с управляющим входом третьего ключа четвертого блока формирования сигнала управления.

15

20

-%л о-

л/ е

о

mz

ОЗиг.г

Изобретение относится к электротехнике и может быть 1спользовано в электротермии в качестве источников питания. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования. Получение заданного значения угла опережения инвертора независимо от длительности положительной и отрицательной полуволн выходного напряжения в переходном режиме достигается за счет управления инвертором по положительным и отрицательным полуволнам независимо. Величина угла опережения в положительный полупериод определяется длительностью предыдущего положительного полу - периода , а в отрицательный полупериод - длительностью предыдущего отрицательного полупериода. 2 ил. (О ел

(. аставитель О ЛТар зенова Редактор А.Ворозич ехре;:; И.,По11ови:чКорректор (; ЛИекмар

Заказ 5295/55Тираж 559Подписное

ВНГОШИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическо пр(: ;ииМ1Ятие , г.У го;5с.д, уп, Прог-нтиач, 4