Способ формирования выходного напряжения выпрямителя Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

4

О

со

;о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямительных установках, состоящих из последовательно включенных выпрямительных секций, каждая из которых подключена к соответствующей фазе питающей сети.

Цель изобретения - повьпиение качества выходного напряжения и входного тока.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие способ на примере формирования выходного напряжения тремя выпрямительными секция.ми, подключенными к трехфазной сети переменного тока, с числом центров q 12; на фиг. 2 - схема трехфазного выпрямителя; на фиг. 3-- 6 - устройство для реализации способа.

Схема трехфазного выпрямителя (фиг. 2), реализующего способ, содержит три идентичные по всей структуре выпрямительные секции 1-3, каждая из которых содержит однофазный мостовой неуправляемый выпрямитель 4-6, ключ 7-9 и шунтирующий диод 10-12.

В каждой секции 1-3 ключ 7-9 одним выводо.м соединен с общей точкой диодов катодной группы выпрямителя 4-6, а другим выводо.м через шунтирующий диод 10-12 - с общей точкой диодов анодной группы со- ответствуюца.его выпря.мителя. Шунтирующие диоды 10-12 секций 1-3 соединены последовательно между собой и с нагрузкой 13. Питание выпрямительных секций осуществляется от трехфазной сети.

Устройство (фиг. 3) содержит синхронизатор 14, вырабатывающий короткий импульс в момент, когда .мгновенное значение напряжения фазы А равно нулю, R-S- триггер 15, осуществляющий запуск и остановку ждущего генератора 16, частота которого равна 2q с, fc - частота напряжения сети , счетчик и.мпульсов 17, дешифратор 18, выделяющий импульс, который является последним импульсо.м генератора 16 на полунериоде напряжения сети в фазе А, блок 19 фор.мирования центров первых, вторых и третьих групп для каждой фазы питающего напряжения, блок 20 формирования широтно-модулированных импульсов на отдельных поддиапазонах, блок 21 формирования управляющих и.мпульсов. Блок 19 (фи1 4) содержит шесть дешифраторов 22-27, формирующих короткие импульсы соответственно в моменты О, л/6, л/3, гс/2, 2л,/3, 5л:/6 в течение полупериода напряжения сети в фазе А, шесть триггеров 28-33, три элемента ИЛИ-НЕ 34-36. Блок 20 (фиг. 5) может быть выполнен по традиционной схеме фазовых регуляторов и содержать интегратор 37, осуществляющий формирование опорного пилообразного напряжения, и щес:ть идентичных каналов, каждый из которых содержит компаратор 38-43, выделяющий момент равенства опорного и управляющего напряжения Uynp., фор0

мирователи 44-49 прямоугольных импульсов, элементы ИЛИ 50-53, дифференцирующие цепочки 54-63, триггеры 64-68, элементы 69-73. Блок 21 (фиг. 6) содержит

три идентичных б. юка 74 - 76, каждый из которых содержит четырнадцать логических элементов И 77-90, три элемента НЕ 91-93, шесть элементов ИЛИ 94-99, пять формирователей 100-104 разреп ающих импульсов, которые сохраняют логическое состояние «1 только при наличии на их входе импульсов.

Выход синхронизатора 14 (фиг. 3) сое- .1инен с первым входом триггера 15. Выход триггера 15 соединен с входом генератора

5 16, выход которого соединен с входо.м счетчика 17. Выход младшего разряда счетчика 17 соединен с входом интегратора 37 блока 20. Выходы счетчика 17 соединены с входами дешифраторов 22-27 блока 9 и дешифратора 18, выход которого соединен со вто0 рым входом триггера 15. В блоке 19 выход дешифратора 22 соединен с первым выходом триггера 3 и вторым входом триггера 33. Выход деп.1ифратора 23 соединен со вторым входом триггера 28 и первым входом

5 триггера 32. дешифратора 24 соединен с первым входом триггера 29 и вторы.м входом триггера 31. Выход дешифратора 25 Соединен с первым входом триггера 30 и вторым входом триггера 32. Выход дешифратора 26.соединен с первым входо.м тригге0 ра 33 и вторым входом триггера 29. 3ыход дешифратора 27 соединен с первы.м входом триггера 28 и вторым входом триггера 30. Выход триггера 28 соединен с первым входом элемента 34 и с первы.м входом блока 74. Выход триггера 29 соединен со вторым вхо5 дом элемента ИЛИ - НЕ 34 и с третьи.м входом блока 74. Выход элемента 34 соединен со вторым входом блока 74. Выход триггера 30 соединен с первым входо.м элемента 35 и с первым входом блока 75. Выход триггера 31 соединен со вторым входом эле- .мента 35 и с третьим входом блока 75. Выход элемента 35 соединен со вторым 115 входом блока 75. Выход триггера 32 соединен с первым входо.м эле.мента 36 и с первым входо.м блока 76. Выход триггера 33 соеди5 ней со вторым входом элемента 36 и с третьи.м входом блока 76. Выход элемента 36 соединен со вторым входом блока 76. В блоке 20 выход интегратора 37 соединен с первыми входами компараторов 38-43, на вторые входы которых подается Uynp. На третьи вхо0 ды компараторов 39-43 подаются соответствующие напряжения с.мещения. Выход каждого компаратора 38-43 соединен с входом соответствующего формирователя 44- 49. Выход формирователя 44 соединен с первым входом элемента 69 и с цепочкой 54,

5 выход которой соединен со входом S триггера 64. Выход триггера 64 соединен со вторым входом элемента 69. Выход формирователя 45 соединен с первым входом элемента 70 и с цепочкой 56, выход которой соединен со входом S триггера 65. Выход триггера 65 соединен со вторым входом элемента 70. Выход формирователя 46 соединен с первым входом элемента 71 и с цепочкой 58, выход которой соединен со входом S триггера 66. Выход триггера 66 соединен со вторым входом элемента 71. Выход формирователя 47 соединен с первым входом элемента 72 и с цепочкой 60, выход которой соединен с входом S триггера 67. Выход триггера 67 соединен со вторым входом элемента 72. Выход формирователя 48 соединен с первым входом элемента 73 и с цепочкой 62, выход которой соединен со входом S триггера 68. Выход триггера 68 соединен со вторым входом элемента 73. Выходы формирователей 45-49 соединены с входами элемента 50, выход которого через цепочку 55 соединен со входом S триггера 64. Выходы формирователей 46-48 соединены со входами элемента 51, выход которого через цепочку 57 соединен с входом S триггера 65. Выходы формирователей 47-49 соединены со входами элемента 52, выход которого через цепочку 59 соединен со входом S триггера 66. Выходы формирователей 48 и 49 соединены со входами элемента 53, выход которого через цепочку 61 соединен со входом S триггера 67. Выход формирователя 49 через цепочку 63 сое- динен со входом триггера 68. Выход элемента 69 соединен с четвертыми входами 108, 117, 126 блоков 74-76. Выход элемента 70 соединен с пятыми входами блоков 74-76. Выход элемента 71 соединен с шестыми входами блоков 74-76. Выход элемента 72 соединен с седьмыми входами блоков 74- 76. Выход элемента 73 соединен с восьмыми входами блоков 74-76. Выход формирователя 49 соединен с девятыми входами блоков 74-76. Блоки формирования управляющих импульсов 74-76 полностью идентичны, поэтому рассмотрим соединения элементов на примере блока 74. Первый вход соединен с первы.ми входами элементов 77, 80, 82, 83, 85. Второй вход соединен с первыми входами элементов 78, 81, 84 и элемента 98. Третий вход соединен с элементо.м 79 и элементами 96-98. Четвертый вход соединен со вторым входом элемента 77. Пятый вход соединен со вторым входом элемента 78, со входом формирователя и через логический элемент 91 со вторым входом элемента 83, выход .которого соединен со входом элемента 94. Выход элемента 78 соединен со входом элемента 94. Выходы элемента 94 и формирователя 100 соединены со входами элемента 86. Шестой вход соединен со вторым входом элемента 79, со входом формирователя 101 и через элемент 92 со вторым входом элемента 84, выход которого соединен со входом элемента 95. Выход элемента 79 соединен со входом элемента 95. Выходы элемента 95 и

формирователя 101 соединены со входами элемента 87. Седьмой вход соединен со входом формирователя 102 и со вторым входом элемента 80, выход которого соединен со

входом элемент 96. Выходы элемента 96 и формирователя 102 соединены со входами элемента 88. Восьмой вход соединен со вторым входом элемента 81, со входом формирователя 103 и через элемент 93 со вторым

входом элемента 85, выход которого соединен с входом элемента 97. Выход элемента 81 соединен с входом элемента 97. Выходы элемента 97 и формирователя 103 соединены со входами элемента 89. Девятый вход соединен с входом формирователя

104 и с вторым входом элемента 82, выход которого соединен с входом элемента 98. Выходы элемента 98 и формирователя 104 соединены с входами элемента 90. Выходы элементов 77, 86, 87, 88, 89, 90 соединены с входами элемента 99. Выходы блоков 74 - 76 являются выходами устройства формирования управляющих импульсов.

Выходное напряжение на нагрузке 13 формируется выпрямителями 4-6 при замыкании ключей 7-9.

На первом поддиапазоне регулирования UBUX. (фиг. 1, 2) в момент ti (t;j) подают импульс управления на замыкание ключа 7 при разомкнутых к. 1ючах 8 и 9. При этом на интервале ti - .i) через ключ 7 и диоды 11 и 12 к нагрузке 13 прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. ,а) с секции 1.

В момент i2{i) подают импульс управления на размыкание ключа 7. На интервалах to-ti, .i, t.) - tr, при разомкнутых ключах 7-9 выходное напряжение равно

нулю.

В мо.мент i5(t-) подают импульс управ.. 1е- ния на замыкание ключа 9. При этом на интервале tg-1б((7-ts) через ключ 9 и диоды 10 и 11 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,в) с секции 3.

В момент tf.lts) подают импульс управления на размыкание ключа 9. На интервалах tf,-{-, при разомкнутых ключах

7-9 выходное напряжение равно нулю.

На втором поддиапазоне формирования импульсов (фиг. 1,г) при регулировании выходного напряжения выпря.мителя в диапазоне от 0,125 до 0,375 его максимального значения в .момент ti()(t|9) подают импульсы

управления на размыкание ключа 9 и замыкание ключа 8 при разо.мкнутом ключе 7. При этом на интервале tm-tn (tia-1|з) через ключ 8 и диоды 10 и 12 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,6) с секции 2.

В момент tii(ti3) подают импульсы управления на размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9. При этом, на интервалах tp-ti(i, til - ti2, ti3-tn через ключ 9 и дио

ды 10 и 11 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,в) с секции 3.

В момент t,|.i(ti6, tis) подают импульсы угь равления на размыкание ключа 9 и замы- кание ключа 8 при разомкнутом ключе /. При этом на интервале ti-,-(15 (tie-in, ti8-tig) через ключ 8 и диоды 10 и 12 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,6), с секции 2.

В момент ti5(ti7) подают импульсы управления на размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9. При этом на интервалах ti.s-tif,ti7-t|K через ключ 9 и диоды 10 и 1 1 к пагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,в) с секции 3.

На третьем этапе формирования импульсов (фиг. 1,г) при регулировании выходного напряжения выпрямителя в диапазоне от 0,375 до 0,5 его максимального значения в мо.мент t2o(t22) подают импульсы управления на размыкание ключа 7 и замыкание клю- ча 9 при разо.мкнуто.м ключе 8. При этом на интервале 1 п-t2i(t22-1-2я) через ключ 9 и диоды И) и 11 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,в) с

секции 3.

В момент t2i(t2.i) подают импульсы управления па размыкание ключа 9 и замыкание ключа 7. При этом на интервалах tis-120, tvi-122, tj. i-i 24 через ключ 7 и диоды 11 и 12 к нагрузке прикладывается импульс вы- ходного напряжения (фиг. 1,а) с секции 1.

В мо.мент t2.-i(t27) подают импульсы управления на размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9 при разомкнутом ключе 7. При этом на интервале t2.s-12(,() через ключ 9 и диоды 10 и 11 к нагрузке нрикла- дывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,в) с секции 3.

В мо.мент t26(t28) подают импульсы управления на размыкание ключа 9 и замыкание ключа 8 при разомкнутом ключе 7. При этом на интервалах t24-t2r, t26-127, t2«-129 через ключ 8 и диоды 10 и 12 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,6) с секции 2.

На четвертом этапе формирования и.м- нульсов (фиг. 1,3) при регулировании вы- ходного напряжения выпрямителя в диапазоне от 0,5 до 0,625 его максимального значения в момент t.3i(t.3.3) подают импульс управления на замыкание ключа 7 при разомкнутом ключе 9 и замкнутом ключе 8. При этом па интервале tsi-1з2() че- рез ключи 7 и В и диод 12 к нагрузке 13 прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,е) с секций 1 и 2.

В момент t;i2(t34) подают импульс управления на размыкание ключа 7. При этом, па интервалах ,,, , ,-1зг, через ключ 8 и диоды 10 и 12 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,е) с секции 2.

0

0

..

5

0

5

5 0

5

0

В момент t.is (t:j7) подают импульс управ- тения на замыкание ключа 9. При этом, на интервале t:is -t:j,;(t37-1.зя) через ключи 8 и 9 и диод 10 к нагрузке прикладываются импульсы выходного папряжения (фиг. 1,е,ж) с секций 2 и 3.

В момент t.36(Vw) подают им.чульс управления на размыкание ключа 9. При этом, на интервалах LJH --(37, i M-i:K через ключ 8 и диоды 10 и 12 к нагрузке прикладывается импульс выходного напряжения (фиг. 1,е) с секции 2.

На пятом Э1апе формирования и.мпуль- сов (фиг. ,з) при регулировании выходного напряжения выпрямителя в диапазоне от 0,625 до 0,875 его максимального значения в момент 140(1.12) подают импульсы управления на раз.мыкание ключа 9 и замыкание ключа 8 при замкнуто.м ключе 7. При этом, на интервале 140-t4i(t42-143) через ключи 7 и 8 и диод 12 к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,е) с секций 1 и 2.

В момент 141 (14з) подают импульсы управления на размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9. При этом, на интервалах 1з9-40, 141-42, 143-44 через КЛЮЧИ 7 и 9 и диод 1 I к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,ж) с секций 1 и 3.

В момент 144(146, 148) подают импульсы управления на размыкание ключа 9 и замыкание ключа 8 при замкнутом ключе 7. При этом, на интервале 144-14г,(14б-147, 148-Iw) через ключи 7 и 8 и диод 12 к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1, д,е) с секций 1 и 2.

В момент 14.т(147) подают импульсы управления на размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9. При этом, па интервалах t,5 - tji5 , 1,5, -1,8 через ключи 7 и 9 и диод 1 1 к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,ж) с секций 1 и 3.

На шестом этапе формирования импульсов (фиг. 1,з) при регулировании выходного напряжения выпрямите ля в диапазоне от 0,875 до 1,0 его максимального значения в момент tsodf):) подают импульс управления на замыкание ключа 8 при замкнх- тых ключах 7 и 9. При этом, на интервале too-tsi (152-153) через ключи 7, 8 и 9 к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,е,ж) с секций 1, 2 и 3.

В момент Is: (tsa) подают импульс управления на размыкание ключа 8. При этом, на интервалах 149-tr,o, Ui-152, t53-154 через ключи 7 и 9 и диод 11 к нагрузке прикладываются, импульсы выходного напряжения (фиг. 1,д,ж) с секций 1 и 3.

В момент 15.5(157) подают импульс управления на замыкание ключа 7 при замкнутых ютючах 8 и 9. При этом на интервале -1 (157-158) через ключи 7-9 к нагрузке прикладываются (импульсы выходного напря жения (фиг. 1,д,е,ж) с секций 1, 2 и 3.

В момент tseCtss) подают импульс управления на размыкание ключа 7. При этом, на интервалах t54-tss, tse-ts, tss-tsg через ключи 8 и 9 и диод 10 к нагрузке прикладываются импульсы выходного напряжения (фиг. 1,е,ж) с секций 2 и 3.

Плавное регулирование выходного напряжения в диапазоне от О до 1,0 его максимального значения осуществляют в соответствии с описанным способом широтно- импульсной модуляции выходных напряжений 3 п - последовательно по выходу включенных выпрямительных секций, входами подключенных к Зп фазам питающего напряжения, а именно, например, для трехфазной сети (), на первом этапе путем изменения моментов замыкания и размыкания одного или двух ключей относительно первых фаз, на втором этапе путем одновременного изменения моментов замыкания (размыкания) одного ключа относительно вторых фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно первых фаз, на третьем этапе путем одновременного изменения моментов замыкания (размыкания) одного ключа относительно третьих фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно вторых фаз, на четвертом этапе путем изменения моментов замыкания и размыкания одного или двух ключей относительно первых фаз при замкнутом состоянии третьего ключа на интервале третьих фаз, на пятом этапе путем одновременного изменения моментов замыкания (размыкания) одного ключа относительно вторых фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно первых фаз при замкнутом состоянии третьего ключа на интервале третьих фаз, на щестом этапе путем изменения моментов замыкания и размыкания одного ключа относительно первых фаз при замкнутом состоянии двух других ключей на интервалах вторых и третьих фаз.

Устройство, управляющее ключами 7-9 (фиг. 3,), работает следующим образом.

В исходном состоянии (перед моментом to) имеем логическое состояние «О на выходе триггеров 15, 29, 30, 31, 32, на всех выходах триггеров счетчика 17, на всех выходах блоков 20 и 21; логическое состояние «1 на выходах триггеров 28 и 33, на элементе 35.

В момент to, когда значение напряж.е- ния в фазе А равно нулю, на выходе синхронизатора 14 (фиг. 3,) формируется импульс, который переводит триггер 15 в состояние «1. При этом, ждущий генератор 16 запускается и на его выходе появляются импульсы с частотой 2qf с.

В момент to, когда значение напряжения в фазе А- (фиг. 4) равно нулю, на выходе дешифратора 22 блока 19 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика 17 формируется короткий импульс, ко

5

торый переводит триггер 31 в состояние «I,

триггер 33 - в состояние «О, элемент 35 -

в состояние «О, элемент 36 - в состояние «1.

В момент 14(л/6), когда значения напряжений в фазах Л и С равным, на выходе дешифратора 23 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика формируется короткий импульс, который переводит триггер 28 в состояние «О, триггер 32 - в состояние «1, элемент 34 - в состояние «1, элемент 36 - в состояние «О.

В момент t9(л/3), когда значение напряжения в фазе С равно нулю, на выходе дешифратора 24 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика формируется

короткий импульс, который переводит триггер 29 в состояние «1, триггер 31 - в состояние «О, элемент 34 - в состояние «О, элемент 35 - в состояние «1.

В момент tu(. i/2), когда значения напряжений в фазах В и С равны, на выходе де0 шифратора 25 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика формируется короткий импульс, который переводит триггер 30 в состояние «1, триггер 33 - в состояние «О, элемент 35 - в состояние «О, элемент 36 - в состояние «1.

В момент ti9 (2л:/3), когда значение напряжения в фазе В равно нулю, на выходе дешифратора 26 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика формируется короткий импульс, который переводит триг0 гер 29 в состояние «О, триггер 33 - в состояние «1, элемент 34 - в состояние «1, элемент 36 - в состояние «О.

В момент t24 (5.1/6), когда значения напряжений в фазах Лий равны, на выходе

5 деши фратора 27 под действием импульсов с выходов триггеров счетчика формируется короткий импульс, который переводит триггер 28 в состояние «1, триггер 30 - в состояние «О, элемент 34 - в состояние «О, элемент 35 - в состояние «1.

На интервалах to-14, t24-129 на выходе триггера 28 - состояние «1, а на интервале t4-124 - состояние «О. Состояние «1. на выходе триггера 28 сохраняется на интервалах О - Л./6, 5л/6+д в течение полу5 периода напряжения фазы А. На этих же интервалах выбирают первую группу центров формирования импульсов в фазе А. Аналогичная закономерность формирования интервалов сохраняется на выходах триггеров 30 и 32 по отношению к напряжениям фаз

0 В, С соответственно.

На интервалах t 4-tg, ti9-r-t24 на выходе элемента 34 - состояние «1, а на интервалах to-tV, tg-ti9, t24 -129 - СОСТОЯНИе «0.

Состояние «1 на выходе элемента 34 сохраняется на интервалах л/6-л/3, 2л/3-5л/6 5 в течение полупериода напряжения фазы А. На этих же интервалах выбирают вторую группу центров формирования импульсов в фазе А. Аналогичная закономерность фор

мирования интервалов сохраняется на выходах элементов 35 и 36 по отношению к напряжениям фаз В, С соответственно.

На интервале tg-tig на выходе триггера 29 - состояние «1, а на интервалах to--ig, t|H-129 - состояние «О. Состояние «1 на выходе триггера 29 сохраняется на интервале л/3-2л./3 в течение полупериода напряжения фазы А. На этом же интервале выбирают третью группу центров формирования импульсов в фазе А. Аналогичная закономерность формирования интервалов сохраняется на выходах триггеров 31 и 33 по отношению к напряжениям фаз В, С соответственно.

Рассмотрим работу блока 20.

Импульсы с л-енератора 16 (фиг. 3,), поступая на счетчик 17, фор.мируют на выходе его младшего разряда соответствую- шие импульсы. Эти импульсы, поступая на интегратор 37 блока 20, формируют опорное пилообразное напряжение, которое подается на входы компараторов 38-43. На первом поддиапазоне, когд,а опорное пилообразное напряжение превышает управ- ляюшее напряжение Uynp на интервалах ti-(2, 1з-14, tj -ti; и т.д. на выходе формирова- теля 44 устанавливается состояние «1. На выходах формирователей 45-49 сохраняется состояние «О. В моменты t|, 1з, is., и т.д. на выходе цепочки 54 формируются импульсы, которые устанавливают триггер 64 в состояние «1. Под действием импульсов с формирователя 44 и триггера 64 на выходе элемента 69 на первом этапе фор.мируются импульсы.

На втором поддиапазоне на выходе формирователя 45 устанавливается состояние «1. На выходах формирователей 46---49 сохраняется состояние «О, а на выходе фор- М|Ирователя 44 - состояние «1. В моменты ti, t2, ts и т.д. на выходах цепочек 56 и 55 (через элемент 50) формируются импульсы, которые переводят соответственно триггер 65 в «1, а триггер 64 - в «О. Нод действием импульсов с формирователя 45 и триггера 65 импульсы формируются на выходе элемента 70.

На третьем поддиапазоне на выходе фор- .мирователя 46 устанавливается состоя- ние «1. На выходах формирователей 47 - 49 сохраняется состояние «О, а на выходах формирователей 44 и 45 - состояние «1. В моменты 1|, t i, t.-j и т. д. на выходах цепочек 58 и 57 (через элемент 51) и цепочки 55 (через элемент ИЛН 50) формируются им лульсы, которые переводят триггер 66 в «1, а триггеры 65 и 64 - в «О. Под действие.м импульсов с формирователя 46 и триггера 66 импульсы формируются на выходе элемента 71.

На четвертом поддиапазоне на выходе формирователя 47 устанавливается состояние «1. На выходах формирователей 48 и 49 сохраняется состояние «О, а на выходах

0

с

0 О

5

5 0

5

формирователей 44-46 - состояние «1. В моменты ti, t3, t.r, и т.д. на выходах цепочек 60 и 59 (через элемент 52) цепочки 57 (через элемент 51) и цепочки 55 (через элемент 50) формируются импульсы, которые перводят триггер 67 в «1, а триггеры 66, 65 и 64 - в «О. Под действием импульсов с формирователя 47 и триггера 67 импульсы формируются на выходе элемента 72.

На пятом поддиапазоне на выходе формирователя 48 устанавливается состояние «1. На выходах формирователя 49 сохраняется состояние «О, а на выходах формирователей 44-47 - состояние «1. В моменты tb 1з, tr,, и т.д. на выходах цепочек 62 и 61 (через элемент ИЛИ 53), цепочки 59 (через элемент 52), цепочки 57 (через элемент 51) и цепочки 55 (через элемент 50) формируются импульсы, кото- переводят триггер 68 в «1, а триггеры 67-64 - в «О. При этом, импульсы формируются на выходе элемента 73.

На шестом поддиапазоне на выходе формирователей 44-49 устанавливается состояние «1. В моменты ti, ta, to и т.д. на выходах цепочек 63 и 61 (через элемент 53) цепочки 59 (через элемент 52), цепочки 57 (через эле.мент 51) м цепочки 55 (через элемент 50) формируются импульсы, которые переводят триггер 68-64 в «О. Импульсы формируются на выходе формирователя 49.

Наличие и длительности широтно-моду- лированных и.мпульсов на выходах блока 20 обуславливаются величиной управляюшего напряжения.

Рассмотрим работу блока 21.

Импульсы с выходов блока 19 и с выходов блока 20 поступают на логические эле- .менты блоков 74-76. На выходе блока 74 формируются упра ляюшие импульсы для управления ключом 7 (фиг. 2) в соответствии с логической функцией Fa al-Xl -f (а2-Х2+а -Х2)-Р1 + (аЗ-ХЗ +

-fa2- ХЗ)- Р2+(аЗ + а1- X4)P3+(a3-f

+ a2-X5-f al-X5) P4-f (аЗ+ a2 + ) P5, где al, 3.2, аЗ -- переменные, отображаю- шие логическое состояние триггера 28, элемента 34, триггера 29 и определяющие интервалы существования соответственно центров положен-ия импульсов в фазе /4; XI, Х2, ХЗ, Х4, Х5, Х6 - переменные, отображающие логическое состояние соответственно элементов69,70, 71,72, 73, 49; Р1, Р2, РЗ, Р4 Р5 - переменные, отображающие логическое состояние соответственно формирователей 100-104 и определяющие существование управляющих импульсов на выходе блока 74 соответственно на втором, третьем, четвертом, пятом, шестом поддиапазонах. На выходе блока 75 формируются управляющие импульсы для управлепия ключом 8 в соответствии с логической функцией.

F(, Ь1-Х1 + (Ь2-Х2+Ы-Х2)-Р1+ (Ь3-Х3+ + Ь2.-ХЗ)-Р2+(ЬЗ+Ы-Х4)РЗ+ (ЬЗ+Ь2-Х54+Ы Х5) Р4+ (Ь3+ Ь2+ Ы-Х6)-Р5,

гдеЫ, Ь2, ЬЗ - переменные, отображающие логическое состояние соответственно триггера 30, элемента 35, триггера 3.

На выходе блока 76 формируются управляющие импульсы для управления ключом 9 в соответствии с логич еской функцией F, cl-Xl(c2-X2+cl-X2) Р1 + (сЗ-ХЗ +

+С2-ХЗ) Р2+ (сЗ+ С1-Х4) РЗ+ (сЗ+с2-Х5+

+с1 Х5)Р4+ (с2+сЗ+с1-Х6)-Р5,

гдес1, с2, сЗ - переменные, отображающие логическое состояние соответственно триггера 32, элемента 36, триггера 33.

В момент t28(t58), когда на счетчик 17 с генератора 16 приходит последний импульс.

«укладывающийся в полупериоде напряже

ния фазы А, на выходе дещифратора 18, под действием импульсов с выходов триггера 17, формируется короткий импульс, который переводит триггер 15 в состояние «О, при этом к моменту t29, tsg прихода оче- редного синхроимпульса с синхронизатора 14 на всех элементах устройства устанавливается исходное состояние. Далее процессы формирования управляющих импульсов повторяются.

Анализ гармонического состава выход- ного напряжения показывает, что данный способ обеспечивает уменьщение доли низкочастотных и увеличение доли высокочастотных гармонических в выходном напряжении выпрямителя, что улучщает качество выходного напряжения.

При осуществлении способа первая гармоническая входного тока имеет сдвиг по фазе, равный нулю, по отношению к напряжению источника питания, это обеспе- чивает повыщенный коэффициент мощности выпрямителя, во всем диапазоне регулирования выходного напряжения выпрямителя, а следовательно, улучшает качество входного тока.

Кроме того, данный способ обеспечи- вает линейность регулировочной характеристики.

Формула изобретения

Способ формирования выходного напря- жения выпрямителя,состоящего из Зп последовательно включенных по выходу выпрямительных секций, вход каждой из которых подключен к питающему напряжению соответствующей фазы, заключающийся в том, что для каждой выпрямительной секции на каждом аолупериоде питающего напряже

р

5

0

5

0 5

Q

5

0

ния задают q центров, отстоящих друг от друга на интервал 6 л/q, на каждом интервале 0 из выпрямленного питающего напряжения формируют импульс выходного напряжения длительностью в„, регулируют величину выходного напряжения путем изменения относительной длительности у„ его импульсов в пределах ..,1, где у„ 6,,/в, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения и входного тока, устанавливают ( 1,2,3...), крайние на полупериоде центры задают в точках, отстоящих на.л/2 от точек, в которых питающее напряжение равно нулю, в зависимости от положения на полупериоде питающего напряжения делят все центры на три группы, к первой из которых относят центры, лежащие на интервалах О-л/6 и 5л/6, к второй - на интервалах л/6-л/3 и 2.Т/3 - 5л/6, к третьей - на интервале л/3-2л/3, указанное изменение длительности импульсов осуществляют одновременным изменением положения фронтов и срезов импульсов или пауз относительно центров, которые являются центрами импульсов или пауз, весь диапазон регулирования лаелят на шесть поддиапазонов, первый - от О до 0,125 Умакс, второй - от 0,125 до 0,375 /7макс, третий - от 0,375 до 0,5 б макс, четвертый - от 0,5 до 0,625 Ь чакс, пятый - от 0,625 до 0,875 б макс и щестой от 0,875 до О макс, на первом поддиапазоне фиксируют центры вервой группы и относительно них формируют импульсы длительностью , на втором поддиапазоне фиксируют центры первой и второй групп и формируют импульсы длительностью 0 & 1 относительно центров второй группы и паузы длительностью относительно центров первой группы, на третьем поддиапазоне фиксируют центры второй и третьей групп и формируют импульсы длительностью 0 относительно центров третьей группы и паузы длительностью f,, относительно центров второй группы, на четвертом поддиапазоне фиксируют центры первой и третьей групп и формируют импульсы длительностью относительно центров первой группы и длительностью относительно центров третьей группы, на пятом поддиапазоне фиксируют центры всех групп и формируют импульсы с длительностью относительно центров второй группы, импульсы длительностью относительно центров третьей группы и паузы длительностью относительно центров первой группы, на шестом поддиапазоне фиксируют центры всех групп и формируют импульсы длительностью относительно центров первой группы и длительностью относительно центров второй и третьей групп.

2ф

2Ф

Изобретение относится к области преобразовательной те.хники и может быть использовано в преобразователях напряжения, тока и частоты, выполненных на управляемых вентилях. Цель изобретения - улуч- njenne качества выходного напряжения и входного тока. Б данном способе широтно- импульсной модуляции на первом этапе изменяют мо.менты замыкания (размыкания) одного ключа относительно вторых фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно первых фаз. На третьем этапе одновременно изменяют моменты замыкания (размыкания) одного ключа относительно третьих фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно вторых фаз. На четвертом этапе изменяют моменты замыкания и размыкания одного или двух ключей относительно первых фаз при замкнутом состоянии третьего ключа на интервале третьих фаз. На пятом этапе одновре.менно изменяют моменты замыкания (размыкания) одного ключа относительно вторых фаз и размыкания (замыкания) другого ключа относительно первых фаз при замкнутом состоянии третьего ключа на интервале третьих фаз. На шестом этапе изменяют моменты замыкания и размыкания одного ключа относительно первых фаз при замкнутом состоянии двух других ключей на интервалах вторых и третьих фаз в течение периода выпрямленного напряжения на нагрузке. Это позволяет уменьшить уровень пульсаций выходного напряжения, ка- честв о спектрального состава выходного напряжения и входного тока и тем самым улучшить качество выходного напряжения и выходного тока. 6 ил. со (Л

ff ZV 6 5 6 7 8 Э tro fff / tlstji tfstfftfTtfe fl9itoi2lizz Z5 f2

Ж

z j/ 6 ijstiif SddSTdSWff i/245 5 6 7 5051525 5 5556 {53

Фиё. 1

f

.t1

fB9

f

l I

l l

2 1

В

-

T 2

--Q

2 2

с

9ZS 2

7

. /

70

//

/J

n

2

cpue.Z

xJ .

о

Uynp

-

20

сриг.З

фигЛ

Uunn o

5

-0,1 5Uc/irr

-0,375Uc/f7

-0,5 a dm

-O..n

-n,875Lf

9

50

6

r

51

h

65

-

3

52

r

-

60

-N

5Ъ

67

62

I

фиг. 5