Устройство для управления многофазными выпрямителями Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электро- техшосе и может быть использовано в преобразовательной технике для управления многофазными вьшрямнтелями,

Цепь изобретения - повьшение стабильности выходного напряжения вьшря- мителя при изменяющейся частоте питающей сети и высокой симметрии управляющих импульсов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг, 2- вариант выполнения стробируемого ключа; на фиг, 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит многоканаль- ный генератор 1 синхронизированных с напряжением сети импульсов (фиг, 1) подключенный входами к многофазной сети, а выходами - по два к каждому каналу формирования задержанного импульса управления тиристором (выходы 2 и 3 для первого канала), в каждый из которых входит стробируемый генератором 1 ключ 4, подключенный выходом к запоминающему устройству 5, генератор. 6 пилообразного напряжения, подключенный входом управления к выходу запоминающего устройства 5, а выходом - к первому входу компаратора 7, сигнал с выхода которого управляет формирователем 8 импульса управления тиристором выпрямителя, параллельного первому входу компаратора 7 подключен первый вход вспомогательного компаратора 9, к .второму входу компаратора 7 подключен источник 10 сигнала управления фазовым сдвигом, общий для всех каналов, а к входу вспомогательного компаратора 9 - источник 11 опорного сигнала, общий для всех каналов, выход вспомогательного компаратора подключен к входу стробируемого ключа 4,

Устройство работает следуюпдим образом.

Многофазное напряжение т-фазной сети и поступает на m входов генератора 1 синхронизированных с напряжением сети импульсов, который для улучшения синхронности входных импульсов с фазовыми напряжениями при несимметрии амплитуд фазовых напряжений синхронизируется в моменты обнуления фазовых напряжений. Импульсы генератора 1 синхронизируют генератор 6 пилообразного напряжения каждого канала через вход об1гуления (фиг. 3, По,), Пилообразное напряже

0

5

0

5

0

5

0

5

ние и управляющий сигнал 11 jp от источника 10 сигнала управления фазовым сдвигом 10 сравниваются компаратором 7, сигнал с которого запускает формирователь 8, и в момент сравнения формируется импульс управления тиристором выпрямителя Ug, Пилообразное напряжение 11, кроме того, сравнивается с компаратором 9 (фиг, 3, Ug) с опорным напряжением от источника 11, Сигнал Ug с компаратора подается на стробируемый ключ 4, назначение которого изменять величину постоянного напряжения на выходе запоминающего элемента 5 пропорционально длительности сигнала рассогласования сигналов на входе компаратор а 9, Схемное решение стробируемого ключа 4 и запоминающего устройства 5 приведен на фиг. 2, Пунктирной линией вьщелено запоминающее устройство 5, Транзисторы 12 - 15, элементы 16 и 17 совпадения, инверторы 18 и 19 импульсного сигнала составляют стробируемый ключ 4, который через резистор 20 заряжает накопительный конденсатор 21,

Стробируемый ключ работает следующим образом. Через один инвертор подают на первые входы элементов совпадения сигнал Из с выхода компаратора 9. На второй вход.одного элемента совпадения подают стробирую- щий сигнал tr, на второй .вход другого элемента совпадения - инвертированный сигнал 1Ц, В зависимости от знака рассогласования сигналов на входе компаратора 9 к моменту изменения полярности стробирующего сигнала и сигнал и на входе ключа имеет положительную или отрицательную пол ярность, В зависимости от знака этого сигнала один из элементов совпадения вырабатывает импульс U , длительность которого пропорциональна величине рассогласования опорного напряжения и линейного фронта пилообразного напряжения (фиг, 3) в момент изменения полярности стробирующего сигнала, и отпирает плечо заряда или разряда накопительного конденсатора . Напряжение U на нем меняется на величину ЛИ, при этом наклон линейного участка пилообразного напряжения изменяется настолько, что ликвидируется большая часть рассогласования (в идеале - полност.ью), так что в следующий период длительность

импульса при условии прекращения дальнейшего изменения периода повторения составляет незначительную долю от предыдущего значения (в идеале - нулевута), и, таким образом, симметрия импульсов и их синхронност с сетевым напряжением почти восстанавливаются {в идеале - полностью) уже в течение первого же периода.

Идеальный случай характеризуется соотношением

t20 ЛИ

т иТ

(1)

где Т - период повторения сети.

Найдем необходимую величину RC, характеризую1цую процесс разряда (заряда) напряжения памяти, представляющего собой конденсатор с емкостью С, разряжаемый (заряжаемый) через резистор R, Этот процесс характеризует равенство 4р

.U4 -Ьй i.jo

R-C

(2)

где Q4 величина изменения заряда

емкости;

I - ток заряда (разряда), которое в случае t 5 Т выполняется с большой точностью, так как при этом I(t) 2; const(t) , Учитывая предыдущее равенство, получаем

КС Т

(3)

Реально соотношение (3) точно для устройства, изображенного на фиг; 2, не выполняется, так как сам период Т изменяется. Поэтому выравнивание амплитуды пилообразного напряжения происходит через несколько периодов по закону геометрической прогрессии. Если равенство (3) выполняется с точностью не хуже 20%, то геометрическая прогрессия убьшает быстрее, чем по закону exp(-t/T), и, следовательно, постоянная времени восстановления симметрии импульсов предлагаемого устройства меньше, чем Т, что существенно лучше, чем в известных устройствах. При этом линейность пилообразных напряжений в предложенном устройстве может нарушиться только в момент стробирования, т.е. при максимальных углах задержки, соответ

ствующнх минимальрсмм величинам на11ря- жения на выходе выпрямителя. Так как процесс изменения наклона линейного участка пилообразного напряжетшя при изменении частоты протекает во всех каналах одинаково, то во время изменения частоты симметрии импульсов управления претерпевает плавное и равномерное по всем каналам изменение.

Формула изобретения

Устройство для управления многофазными выпрямителями, содержащее многоканальный генератор синхронизированных с напряжением сети импульсов в каждом канале, управляемый генератор пилообразного напряжения, компаратор и формирователь импульсов, причем выходы многоканального генератора синхронизированных с напряжением сети импульсов подключены к входам обнуления генераторов пилообразного напряжения, первые входы компараторов присоединены к выходам генераторов пилообразного напряжения, вторые предназначены для подключения к источнику управляющего напря

жения, а выходы присоединены к входам

ормирователей импульсов, отлиающееся тем, что, с целью овьшения стабильности выходного напряжения выпрямителя при изменяющей- ся частоте питающей сети и высокой симметрии управляющих импульсов, оно ополнительно снабжено одним вспомогательным компаратором, стробируемым ключом, запоминающим устройством на каждый из каналов формирования импульсов управления тиристорами и одним общим источником опорного напряжения, причем в каждом канале один вход вспомогательного компаратора подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, .ниход компаратора подключен к входу стробируемого ключа, стробируемый вход которого подключен к многофазному генератору,

а выход - к входу запоминающего устройства, выход которого подключен к управляющему входу генератора пилообразного напряжения, и для всех каналов вторые входы вспомогательных

компараторов подключены к общему источнику опорного напряжения.

О о

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах для управления многофазными выпрямителями с повышенной стабильностью выходного напряжения при непостоянной частоте питающей сети с высокой симметрией управляюнщх импульсов. Целью изобретения является повьш1ение стабильности выходного напряжения выпрямителя при изменяюи1ейct ся частоте питающей сети и высокой симметрии импульсов управления тиристорами. Устройство содержит многофазный генератор последовательностей уп- равляюоотх импульсов, содержащий в каждом канале управляемый генератор линейного пилообразного напряжения 6, цепь обратной связи, включающую вспомогательный компаратор 9, стробируемый ключ 4 и запоминающее устройство 6, и один обпо1й источник опорного напряжения 11. Амплитуда пилообразного напряжения каждого канала сравнивается с опорным напряжением и в момент сравнения формируется сигнал управ - ления генератором пилообразного напряжения, запоминаемый на один период. При этом устраняется рассогласование с опорным напряжением. Благодаря быстродействию цепи обратной связи при изменении частоты не происходит заметного изменения углов задержки импульсов управления и выходное напряжение не меняется. 3 ил. (Л с 4ib 4i Ф 05 00 .4 л«/

г У ui