Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное Советский патент 1989 года по МПК H02M7/48 

9

ел

ч|

Од 4

фм,/

tt t .f tt i

HatfaifM Hes a

Изобретение относится к преобра- овательнйй технике и может быть Использовано при построении центра- Ьизованньк источников вторичного электропитания с синусоидальным регулируемым или стабилизированным JB определенном диапазоне выходным |нап ряжением.

Целью изобретения является улуч- ю шение энергетических показателей преобразователя и упрощение узлов формирования управлякщих сигналов.

На фиг. 1 представлена принципиаль2ИЛИ-НЕ 29, 30 и один элемент 2ИЛ11

31. Канал узла 19, предназначенный для формирования з равляющего сигна- 5 ла Мд(М;(з) .-содержит последовательно соединен1|| е элементы 23(24) и ЗИ 27(28), На выходе последнего будет сформирован сигнал, определяемый логическим выражением М,

-.- п1

S,I)5,S-Q,,5,i(Mftj ). Для формирования.управляющего сигнала М

J5

используются два элемента 2И 25, 26 и элемент 2ИЛИ 31, соединенные так, ная схема устройства для управления 15 выходе последнего будет сфор- преобразователем, на фиг. 2 - схема мирован сигнал, определяемый логиче- силовой части преобразователя-, на ским выражением ТЛ Q iQ и . фиг. 3 - временные диаграммы, пояс- Д формирования управляющего сигна- няющие принцип работы устройства для N(() используют-дополнительно управления преобразователем, и форма 20 элемент 2ИЛИ-НЕ 29(30)к входам кото- выходного напряжения преобразователя. подключены выходы элемента ЗИ

Устройство для управления(фиг. 1) 27(28) и элемента 2И 26(25), На вы- преобразователем постоянного напряже- °f элемента 2ИЛИ-НЕ 29(30) будет ния в трехфазное (силовая часть кото- РИ .этом сформирован сигнал Мд1 M;I,+ рого представлена на фиг. 2) включает25 + QtQn (А4 Лъ QaQi)- в себя задатчик J частоты, подключен- других узла 20, 21 формиро- ный к делителю 2 частоты на два, вы- вания управляющих сигналов выполне- ход которого подсоединен к счетному аналогично с учетом фазового сд ви- входу двенадцатиканального распреде- 27г/3 сигналов с выходов рас- лителя 3 импульсов с парафазными вы- 30 пределителя 3 импульсов и триггеров ходами Q, 0, Q2,.Q,, ..., Q, , 5 16-18, В общем виде логические выра- Распределитель 3 импульсов может быть вьшолнен, например, на двенадцати 1-К-триггерах 4-15 (на фиг.. 1 показано только четыре 1-К-триггера 4, 35 5 и 14,15) с перекрестной связью. В м состав устройства входят также три дополнительных 1-К-триггера 16-18, счетные входы которых объединены и подключены к выходу задатчика 1 час- 40 тоты. Установочные I- и К-входы триггеров 16-18 подключены к соответствую-- щим выходам двенадцатиканального распределителя 3 импульсов так, что I, Q4. К, ,1г Р9 KV Qg,

жения, определяющие связи в каждом из них, можно представить в виде.

М;, ,,SQ-,-Q; +11,

J1 Ji

Mj.- Q

MPi

( + 0

I 3 Q,, Kj Q,, a выходы D , D ,.. ., D3, D .j триггеров 16-18 подключены к входам трех аналогично вьшолненных узлов 19-21 формирования управляющих сигналов M,,M.2,Mj,Mi,Mj.K осталъньм входам узлов 19-21 подключены соответствующие выходы Т.-К-триг- геров 4-15 распределителя 3 импульсов и выход S модулятора 22 щирины импульсов. Последний может быть вы- 55 полней автономным или синхронизированным от задатчика 1 частоты. Каждый узел 19-21 содержит по два элеMj3 DmDm.,SQiQHii. М, Mj.,-f Q,4, Q,4,., Mjs Q;, Qi,, Qi.i Qi,,,.

.Для фазы A (j A) индексы m и i PiBHbi „ Для фазы Б m 3, a i 9. для фазы С m 5, i 17, Следует

45 учесть, что, если результирующий индекс сигнала Q окажется больще двенадцати (числа 1-К-триггеров 4-15 распределителя 3 импульсов) или сигнала D - больще трех (числа дополни5Q тельных 1-К-триггеров 16-18), то

его значение будет равно результирующему минус соответственно 12 или 3 или с одновременной инверсией данного сигнала Выходы Kj,, М j,, Mj, ,

Mj4, Mjj узлов 19-21 связаны через усилительно-развязывающий узел 32 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразомента ЗИ-НЕ 23,24, 2И 25,26, ЗИ 27,28, .вателя, представленной на фиг, 2,

2ИЛИ-НЕ 29, 30 и один элемент 2ИЛ11

31. Канал узла 19, предназначенный для формирования з равляющего сигна- ла Мд(М;(з) .-содержит последовательно соединен1|| е элементы 23(24) и ЗИ 27(28), На выходе последнего будет сформирован сигнал, определяемый логическим выражением М,

-.- п1

S,I)5,S-Q,,5,i(Mftj ). Для формирования.управляющего сигнала М

J5

используются два элемента 2И 25, 26 и элемент 2ИЛИ 31, соединенные так, выходе последнего будет сфор- мирован сигнал, определяемый логиче- ским выражением ТЛ Q iQ и . Д формирования управляющего сигна- N(() используют-дополнительно элемент 2ИЛИ-НЕ 29(30)к входам кото- подключены выходы элемента ЗИ

27(28) и элемента 2И 26(25), На вы- °f элемента 2ИЛИ-НЕ 29(30) будет РИ .этом сформирован сигнал Мд1 M;I + QtQn (А4 Лъ QaQi)- других узла 20, 21 формиро- вания управляющих сигналов выполне- аналогично с учетом фазового сд в 27г/3 сигналов с выходов пределителя 3 импульсов и триггеров 16-18, В общем виде логические выра м

жения, определяющие связи в каждом из них, можно представить в виде.

(28) и элемента 2И 26(25 f элемента 2ИЛИ-НЕ 29(3 И .этом сформирован сигна QtQn (А4 Лъ QaQi)- других узла 20, 21 ния управляющих сигналов аналогично с учетом фаз 27г/3 сигналов с еделителя 3 импульсов и -18, В общем виде логиче м

М;, ,,SQ-,-Q; +11,

J1 Ji

Mj.- Q

MPi

( + 0

27(28) и элемента 2И 26(25), На вы- °f элемента 2ИЛИ-НЕ 29(30) будет РИ .этом сформирован сигнал Мд1 M;I,+ + QtQn (А4 Лъ QaQi)- других узла 20, 21 формиро- вания управляющих сигналов выполне- аналогично с учетом фазового сд ви- 27г/3 сигналов с выходов рас пределителя 3 импульсов и триггеров 16-18, В общем виде логические выра- м

Mj3 DmDm.,SQiQHii. М, Mj.,-f Q,4, Q,4,., Mjs Q;, Qi,, Qi.i Qi,,,.

.Для фазы A (j A) индексы m и i PiBHbi „ Для фазы Б m 3, a i 9. для фазы С m 5, i 17, Следует

учесть, что, если результирующий индекс сигнала Q окажется больще двенадцати (числа 1-К-триггеров 4-15 распределителя 3 импульсов) или сигнала D - больще трех (числа дополнительных 1-К-триггеров 16-18), то

его значение будет равно результирующему минус соответственно 12 или 3 или с одновременной инверсией данного сигнала Выходы Kj,, М j,, Mj, ,

Mj4, Mjj узлов 19-21 связаны через усилительно-развязывающий узел 32 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразоПреобразователь постоянного напряжения в трехфазное (фиг.2), для управления которым используется пред- лагаемое устройство, содержит три однофазные инверторные ячейки 33-35, выполненные в виде двух стоек ключей 36-47, причем ключи 36-41, подключенные к первой (например, плюсовой) шине 48 питания преобразователя, вы- полнены в виде полностью управляемьк ключей переменного тока, а смежные с ними ключи 42-47 стоек - в вдце встречно-параллельно включенных, например, транзистора и диода. Средние точки стоек ключей 36-47 каждой ин- |верторной ячейки 33-35 подключены к концам первичной обмотки 49-51 соответствующего выходного трансформатора 52-54, а средние точки упомяну- тых обмоток 49-51 подключены через ключи 55-57 (выполненные, как и ключи 42-47, в ввде встречно-параллельно включенных транзистора и диода) к первой шине 48 питания преобразо- вателя. Вторичные обмотки 58-60 трансформаторов 52-54 соединены в звезду

Принцип работы-устройства для управления преобразователем поясняется временными диаграммами, пред- ставленными на фиг. 3.

Задатчик 1 частоты синхронизирует работу устройства. Импульсы вида и, с его выхода поступают на вход делителя 2 частоты, а также определяют частоту работы модулятора 22 ширины импульсов. Импульсы Uj поступают на счетный вход распределителя 3 импульсов, Фазовый сдвиг между последовательностями симмет- ричных прямоугольных импульсов Q , составляет т/12. Каждый из триггеров 16-18 синхройизи- рован соответствующим сигналом с выхода распределителя 3 импульсов, а на их счетные входы поступает после- довательность ир пульсов U. В результате вьпсодные сигналы и 4- Ufj оказываются сдвинутыми на угол Jr/24 по отношению к сигналам Q, Q, Q , соответственно. Дпя обеспечения регулирования величины выходного напряжения преобразователя в соответствии с сигналом и изменяется длительность L сигнала S на выходе мoдyJЗЯ тора 22 ширины импульсов. Этот сигнал а также сигналы с выходов распределителя 3 импульсов и триггеров 16-18 поступают на входы трех узлов 19-2

с 5 0 5

0

З 0

5

0

формирования управляющих сигналов клюгг чами 36-47 и 55-57 преобразователя. После осуществления логических операций над последовательностями импульсов на выходах элементов 27-31 будут получены новые последовательности управляющих импульсов (сигналов), определяемые приведенными вьш1е логическими выражениями. Номер каждого элемента 23-31 в узле 19 соответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых представлены на фиг. 3. Б результате ключи 36-47 и 55-57 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом. Регулировочные паузы L и дополнительные импульсы вводятся при этом на определенном заранее интервале проводимости ключей 36-47 При симметричной нагрузке преобразователя, соединенной в звезду без нулевого провода, фазное напряжение на нагрузке (при соответствующей величине регулировочной паузы L) будет иметь вид U (см.фиг,3).

Таким образом, данный преобразователь позволяет обеспечить регулирование его выходного напряжения в определенном диапазоне.

Форм а изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, включающим три однофазные инверторные ячейки с трансформаторным выходом, каждая из которых выполнена в виде двух стоек ключей с управляющими входами My,, М д, Mj3 Му, где j А, В, С - индексы фазы, при- чем ключи с управляющими входами М.д и М; подключенные к первой шине питания преобразователя, выполнены в виде полностью з равляемых ключей переменного тока, а ключи с управляющими входами М у и К JJ, подключенные к второй иине питания, - в виде встречно-параллельно включенных транзистора и диода, средние точки стоек ключей подключены к концам первичной обмотки трансформатора, средняя точка этой обмотки через ключ с управляющими входом Myj- , также выполненный в виде встречно-параллельно включенного транзистора-и диода, подсоединена к первой шине питания преобразователя, содержащее задатчик частоты, двенадцатиканальный распределитель импульсов с парафазными выходами Q, Q, Q, Q,.,.., Q ,, Q , которые подключены к входам трех аналогично выполненных узлов формирования управляющих сигналов, выходы М ;, М.,..,,М: этих узлов предназначены для подключения к соответствующим управляющим входам вьшеупомянутых ключей преобразователя, причем к выходу задатчика частоты подключен модулятор ширины импульсовJ выходом соединенный с одним из входов узлов формирования управляющих сигналов, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей преобразователя и упрощения, оно снабжено делителем частоты и тремя 1-К-триггерами, счетные входы которых объединены и подключены к выходу задатчика .частоты, установочные I- и К-входы подключены к выходам дв надцатиканального распределителя импульсов, так что I , ,К , Q,

счетный вход двенадцатиканального ра

пределителя импульсов подключен к

4 Ufl 3

ВЫХОДУ делителя частоты, вход которого подключен к выходу задатчика час- тоты, соответствующие парафазные выходы 1-К-триггеров D,| , D,.. . ,D , D., подключены к входам узлов формирования управляющих сигналов, причем связи меясду ними определяются следующими логическими выражениями:

I

м,.

м

J-i

DmD.,SQiQ,-,..,

Mj, + Qj,, Q;.,,-,

M,3 .,SQ;Q,.,,/,

M;, Mj3 + Q;.,Qi.io .

M

15

Q,4iQi,o+ Q,--iQiгде i 1(9,17) и m ,5) соот- ветственно для j A (5,0), причем,

.если результирующий индекс при Q оказывается больше две надцати или при D более трех, то значение его равно результирующему минус соответственно 12 или 3 с одновременной

инверсией данного выходного сигнала,

J SS

Фие. Z

Составитель 0. Парфенова Редактор А. МаковскаяТехред М.Ходанич

Корректор В, Кабаций

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного энергопитания централизованного типа. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей преобразователя и упрощения. Устройство для управления преобразователем содержит задатчик 1 частоты, двенадцатиканальный распределитель 3 импульсов, модулятор 4 ширины импульсов, подключенный к трем аналогично выполненным узлам формирования управляющих сигналов 19-21. К выходу задатчика 1 частоты подключены три YK-триггера 16-18 и делитель 2 частоты. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное. Регулирование напряжения производится методом частичного широтно-импульсного регулирования, однако без присущего этому методу усложнения известной силовой части преобразователя. 3 ил.

Заказ 5263/54

Тираж 647

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное