Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/48 

ел

со ;о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использонано при построении централизованных источников ВТОР1ГЧНОГО электропитания (ИВЭ) с синусоидальным, стабилизируемым или регулируемым в определенном диапазоне выходным напряжением при работе на нагрузку, именгдуто как активный, так и реактивный характер.

Цель изобретения - расширение области использования путем обеспечения возможности регулирования В€шичи ны выходного напряжения.

На фиг.1 показана схема силовой части преобразователя; на фиг.2 - принципиальная схема блока управления преобразователя; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя и форма выходного фазного напряжения преобразователя .

Преобразователь постоянного напряжения в квазисинусоидальное трехфазное (фиг.1) содержит три однофазные мостовые инверторные ячейки 1-3, выполненные в виде двух основных стоек ключей 4-15 на транзисторах (или других полностью управляемых элементах, например, тиристорах), шунти рованных диодами 16-27 обратного тока, и третьей вспомогательной стойки на ключах 28-33 переменного тока.

Точки соединения ключей основных стоек 4-15 подключены к основной пер вичной обмотке 34-36 соответствующего выходного трансформатора 37-39, а точка соединения ключей 28-33 вспо могательной стойки подключена к одному концу дополнительной обмотки 40-42, другой конец которой соединен с разноименным по полярности концом соответствующей основной первичной обмотки 34-36. Вторичные обмотки 43-45 трех трансформаторов 37-39 соединены в звезду.

Блок управления преобразователем (фиг.2) содержит задатчик 46 частоты, связанный с модулятором 47 ширины импульсов с парафазным выходом S, S, и двенадцатиканальным распре делителем 48 импульсов с парафазньми выходами QJ, Q,, Q, Q,---,Q, 0,2 на триггерах 49-60, а также три аналогично выполненных логических узла 61-63, пыходами через усилительно- развязывающий узел 64 связанные с уп равлнющими входами соответствующих ключеГ .4-15, 28-33. Выходы Oj, Q,

QIC QIO 6 6 триггеров 51, 58 и 54 непосредственно, минуя логический узел, связаны с управляющими входами

и Mj ключей 4, 5; 8, 9; 12, 13 первых основных стоек однофазных мостовых инверторных ячеек 1-3. Каждый логический узел 61-63 содержит четырнадцать логических элементов

ЗИ-НЕ 65-78, два логических элемента 2И-НЕ 79 и 80, два логических элемента 4И-НЕ 81 и 82. Канал логического узла 61, предназначненый для формирования управляющего сигнала

ключом 7 (или 6) второй основной

стойки инверторной ячейки 1 и связан- ньш выходом с управляющим входом ключа 7 (6), содержит четыре логических элемента ЗИ-НЕ 65-68

(69-72). К входам первых трех элементов ЗИ-НЕ 65-67 (69-71) подключены выходы модулятора 47 ширины импульсов и распределителя 48 импульсов так, что связи между ними определяются логическими выражениями: на выходе логического элемента ЗИ-НЕ 65

(69) QQ S (Q Q,S), на выходе логи- ( 1 4

ческого элемента ЗИ-НЕ 66 (70)

35

30 Q,, (Q,Q, S), а на выходе логического элемента ЗИ-НЕ 67 (71) -

(Q Q-S). На выходе логического элемента ЗИ-НЕ 68 (72), подключенного к одному из выходов логического узла 61, к входам которого подключены выходы логических элементов ЗИ-НЕ 65-67 (69-70), формируют управляющий сигнал, определяемый логическим выражением

М

д., (Q,Q,S) () ()

5

0

5

А2 Л Ч

Канал того же логического уэла 61, предназначенный для формирования

управляющего сигнала М

AJ

(М) КЛЮЧОМ 29 (28) вспомогательной стойки, содержит три логических элемента ЗИ-НЕ 73-75 (76-78) и по одному логическому элементу 2И-НЕ 79 (80) и 4И-НЕ81(82). Выход логического элемента 4И-НЕ 81 (82) образует один из выходов логическогоузла 61 и связан

с управляющим Bxn;uiM

А5

АЗ)

ключа 29 (28) инверторной ячейки 1. Связи между узлами блока управления в этом случае опррле.чяются следующими

314

лсм ическими яы1)лже11илми: на выходе лси ического элемента ЗИ-НР; 73 (76)

Q Q S (Q Q S), логического элемента ЗИ-ИЕ 7Д (77) Q/),jS (,jS), логнче- ского элемента ЗИ-НЕ 75 (7С) Q Q S (Q Q S), логичеекот о элемента 2И-НЕ

79 (80) q,q(). Выходы этих эле- ментов подключены к входу логического элемента 4И-НЕ 81 (82) так, что на выходе последнего формируют управляющий сигнал, определяемый логическим вьфажением

A3

М., () () () ()

fti -1 -4 -г з

(Мд,, (Q,QS) () (QQ, S) (Q Q )

Два других логических узла 62 и 63 выполнены аналогично с учетом сдвига на угол 211/3 управляющих сигналов фаз А,В,С.Можно записать в общем виде логические вьфажения,определяющие связи между логическими элементами в каждом канале всех трех логических узлов 61-63. Так для ключей 6,7; 10, 11; 14, 15 вторых основных стоек

М . (Q,Q S) (Q Q S) X JJ n-3 1 + 2 i-t-i

X (Q Q S);

1 1-H

. .. (.2,.3 )

)

a дляключей 28-33 вспомогательных стоек

(Q Q . S) (Q.Q. S) X

X (Q.Q. S) (Q . Q. )

. + тч7

M .

Ъ

(Q . Q S5 (Q Q S) X 1 + 7 1 -bi1 -

X (Q;Q. S) (Q. Q J,

1+ . 1+1 i+

379

(фиг.З): LI , - сигнал с выхода за- длтчика 46 частоты, синхронизирующего работу прообразопателя, и.,.

А7

- соответствен}Ю сигналы S и

с рыхода модулятора 47 ширины им- пульсоь. Длительность этих сигналов пропорциональна вешкчине U ,, определяющего величину выходного напряжеQ ния преобразователя. С выхода распределителя 48 импульсов получают прямоугольные симмемричные импульсы, сдвинутые друг относительно друга на один такт (период сигнала задатg чика частоты),равный 1/24 Т,, где Т (j - период выходного результирующего сигна.па (или равный 15 эл.град). Например, с выхода триггера 49 сигналы Q и Q , с выхода триггера 50

0 Q-2 Q Z (диаграммы U - Uga После осуществления соответствунвдих логических операций над полученными последовательностями импульсов на выходах логических элементов 65-82

5 логических узлов 61-63 получены новые последовательности импульсов, определяемые приведенными логическими выражениями. Номер каждого логического элемента 65-82 в ло-

Q гическом узле 61 соответствует индексу полученной последовательнЪсти импульсов (фиг.З). В результате ключи 4-13 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом, а на обмотках трансформа торов 37-39 сформировано напряжение вида и огг При симметричной нагрузке преобразователя, соединенной в звезду без нулевого провода, фазное напряжение имеет вид U« (фиг.З).

0

Таким образом, устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное позволяет существенно 5 расширить область его применения за счет обеспечения возможности стабилизации или регулирования величины выходного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями. Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения возможности регулирования выходного напряжения. Регулирование напряжения ведется при помощи метода частичного широтно-импульсного регулирования за счет введения модулятора ширины импульсов. Оно происходит на частоте квантования в двенадцать раз вьше выходной частоты, что обеспечивает высокие динамические свойства преобразователя. Необходимый алгоритм распределения импульсов обеспечивается логическими узлами на выходе устройства. 3 ил. сл

Для фазы A i 1, для фазы В i 8, a для фазы С i 16. Следует учесть, что, если результирующий индекс оказывается больше двенадцати (числа триггеров 49-60 в распределителе 48 импульсов), следует осуществить операцию замены Q , Q м

Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами

50ФоР Ула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное, 55 включающим три однофазные мостовые инверторные ячейки, каждая в виде двух основных стоек ключей с управляющими входами М| , , и -,,, Mj соответственно и третьей вспомога514

тельной стойки на ключах переменного тока с управляющими входами М.: М-п где j А, В, С - индексы фазы,причем точки соединения ключей основных стоек каждой ячейки подключены к основной первичной обмотке соответствующего выходного трансформатора, точка соединения ключей вспомогательной стойки подключена к одному концу дополнительной первичной обмотки, другой конец которой соединен с раз- ноименньм по полярности концом основной первичной обмотки этого трансформатора, вторичные обмотки трех трансформаторов соединены в звезду, содержащую последовательно связанные между собой задатчик частоты, двенад- цатиканальный распределитель импульсов с параф§зными пыходами Q , Q, Qj, QII . Р(ги три аналогично вьтолненных логических узла, выходы которых связаны с управляющими входами М„, Mjrt соответствующих ключей вторых основных и входами М. , Mj вспомогательных стоек трех упомянутых инверторных ячеек, а управляющие входы ключей первых основных стоек Mj и М J- трех ячеек связаны с выходами распределителя импульсов непосред-, ственно, причем-Н- Q, и Mj Q , отличающееся тем, что, с целью расщирения области использования путем обеспечения возможности ре- гулировния величины выходного напряжения, оно снабжено модулятором ширины импульсов с парафазными выхода79 6

ми S, S, включенными между эадатчи- ком частоты и соответствующими входами трех логических узлов, причем связи между модулятором ширины импульсов, распределителем импульсов, входами и выходами логических узлов для ключей вторых основных стоек инверторных ячеек определяются следующими

логическими выражениями:

М

и М

J2

Ч..з .9..3

X (. S)

(J5.Q. S)(Q. Q. S) X «-З

20

X (Q,Q., S),

a для ключей вспомогательных стоек - выражениями

25 М

J3

(Q Q . S) (Q Q. S) X 1-ьз1 1

x(Q,Q., S) (Q,Q.)

30 ---

.3 ,..из Q,.t Q.

35

где i 1 (8, 16) соответственно для фазы A (В, С), причем Q Q

Q..

faz.l

T miwntHtttHmtHmui

к i в. 12.5Л 6. 10. /i Д 8. Jff. 32 -L

УХХ J

.. iJ

u:

If

59

60

Л;)

flLt.Z