Способ управления выпрямителем с емкостным фильтром Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано ля управления выпрямителем с емкостным фильтром при повьшенных тре;- бованиях к качеству выходного напряжения .

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения выпрямителя.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его,

На фиг. 1 показаны первичный источник питания, представленньй последовательным соединением фазных источников 1-3 синусоидальных напряжений и индуктивных внутренних сопротивлений 4 - 6. Первичный источник питает управляемый выпрямитель, собранный по нулевой схеме на тиристорах 7-9, на выходе которого включены емкостный фильтр 10. и активная нагрузка 11. Аноды тиристоров 7-9 соединены с первыми входами компараторов 12 - 14, вторые входы которых соединены с источником 15 эталонного напряжения и через диоды 16 - 18 - с входами сумматора 19, Выход сумматора 19 соединен с входом усилителя 20, которьш вместе с конденсатором 21 и управляемы14 ключом 22, включенными между входом и выходом усилителя 20, образует интегратор с установкой нуля,

Выход усилителя 20 соединен с первым входом компаратора 23, второй

вход которого соединен с выходом источника 24 эталонного напряжения. Выход компаратора 23 соединен с первыми входами элементов И 25 - 27, вторые входы которых соединены с выходами компараторов 12 - 14 соответственно.

Выходы элементов 25 - 27 соединены с входами формирователей 28-30 длительности импульсов соответст- . венно. Выход каждого из формирователей 28 - 30 соединен с входом соответствующего выходного каскада 31 - -33, а выходы последних соединены с управляющими Электродами тиристоров 7 - 9.

Выходы компараторов ,12 - 14 соединены с входами элемента ИЛИ 34, выход ,. которого соединен с управляющим уходом ключа 22, разряжающего конденсатор 21.

Способ служит для управления выпрямителем с емкостным фильтром в 5 устройствах стабилизированного электропитания постоянного тока, К таким устройствам предъявляются повышенные требования к качеству формы выходного напряжения, а именно к коэффици- Q енту пульсаций и гармоническому составу выходного напряжения, минимальному содержанию неканонических гармоник. Эта задача решается за счет фор мирования одного опорного сигнала (ДЛЯ всех вентилей выпрямителя с со- 5 хранением индивидуального влияния на- пряжения сети на опорный сигнал.

Способ реализуют следующим об- разом.

При работе выпрямителя на противо ЭДС, создаваемую конденсатором 10 фильтра, напряжение на каждом тиристоре имеет вид, показанный -на фиг.26 В зависимости от величины и знака напряжения на тиристоре можно выделить три интервала времени. Первый интервал (t.-t) соответствует положительному напряжению на тиристоре от момента его перехода ,через ноль до момента включения тиристора t. На

этом интервале напряжение равно разности фазного напряжения сети ей напряжения U,,, конденсатора 10 .(фиг.2а). На следующем интервале (tj tj) тиристор включен, напряжение на нем положительно и равно прямому па дению напряжения. В момент спадани к нулю тока через тиристор к нему скачком прикладывается отрицательное напряжение, которое сохраняет отри- цательньй знак до начала первого ; подынтервала нд следующем периоде питающей сети (tj), С помощью компараторов 12 - 14 вьщеляют интервалы времени, на которых напряжение и тиристора превышает эталонное напряжение Ujy источника 15 (фиг.26, в,г).

Поскольку зти интервалы соответствуют непродолжительному времени по .сравнению с периодом сети, то для различных тиристоров они не перекрьгваются (фиг. 2д,е,ж). С помощью диодов 16 - 18 вьщеляют участки с поло- жительными напряжениями на тиристора и суммируют эти напряжения суммато- ром 19, формируют эталонный сигнал U;(q (фиг. 2к), интегрированием которого формируют опорный сигнал , (фиг. 2л). Интегрирование выполняют интегратором, состоящим из усилителя 20 и конденсатора 21, на интервалах превьппения напряжения g каж.- дого тиристора над напряжением Uj.. Для вьщеления этих интервалов с помощью элемента 34 суммируют импуль- jCH , U,j и и,, Компараторов 12 - 14 (фиг. 2и) и под 1ЮТ их на ключ 22, подключенный пapaJ лeльнo конденсатору 21, Во время действия любого им- пульса на выходе компараторов 12 - 14 ключ 22 разомкнут и выполняется интегрирование выходного сигнала сумматора 19. При этом на выходе усилителя 20 формируется опорньй сигнал

15

20

0761

отрицательной полярности, который подается на первый вход компаратора 23, на второй вход которого поступает управляющий сигнал с выхода источника 24. .

Б момент равенства этих сигналов компаратором формируются импульсы (фиг. 2м). Импульс компаратора 23 поступает на вход элементов 25 - 27, на другие входы которых поступают импульсы -койпараторов 12 - 14. Элементы 25-27 выполняют распределение импульсов компаратора 23, которые проходят на выходе только одного элемента в канапе управления того тирисГтора, на котором действует положительное напряжение, большее

10

прямого падения напряжения (U,.,U.

2f

и фиг.2н,о,п). Импульс с выхода запускает соответствующий формирователь 28-30 (фиг.2р,с.т), выходное импульсы U2g jU, и и 30 которых усиливаются выходными каскадами 31 - 33. Импульс управления включает тот тиристор, к которому приложено положительное напряжение. После включения тиристора напряжение на нем уменьшается до прямого падения напряжения. За счет этого уменьшается сигнал на выходе сумматора 19 и срабатывает соответствующий компаратор .12-14, отменяя разрешение на формирование опорного сигнала. В этот момент (например, 2) исчезает сигнал на выходе элемента 34 и замыкается ключ 22, разряжая конденсатор интегратора. В результате опорный сигнал уменьшается до нуля (фиг.2л).

Далее процессы формирования опорного сигнала повторяются для следующего тиристора после появления на нем положительного напряжения, большего по величине прямого падения напряжения. За счет одного для всех тиристоров канала формирования опорного сигнала повьш1ается симметрия импульсов управления и повьштается качество управления выпрямителем.

Формула изобретения

Способ управления выпрямителем с емкостным фильтром, заключающийся в том, что измеряют напряжение между анодом и катодом каждого тиристора выпрямителя, формируют эталонный сиг- нал интегрируют его и получают опорный сигнал, формируют управляющий сигнал, сравнивают его с опорным сигналом и в моменты их равенства формируют импульс управления, после чего уменьшают опорньй сигнал до ну ля, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества выходного напряжения выпрямителя, фор мируют эталонное напряжение, превышающее падение напряжения на включенном тиристоре, выделяют положи4607616

тельные значения каждого измеренного напряжения между анодом и катодом тиристора, формирование эталоного сигнала проводят путем суммирования всех выделенных положительных значений, сравнивают .измеренные напряжения с эталонным напряжением, а сформированный импульс управления подают TQ на управля рщий электрод тиристора, напряжение на котором больше, чем эталонное напряжение.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления стабилизированным выпрямителем с емкостньм фильтром на выходе. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения. Для управления выпрямителем измеряют напряжение между анодом и катодом ти