Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

С& 4Ь Ј 00 СС

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - упрощение и улучшение качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник. Устройство для управления преобразователем содержит последовательно соединенные задатчик частоты 1, двенадцатиканаль- ный регистр сдвига 2, три идентично выполненных узла 15, 16, 17 формирования управляющих сигналов ключами, модулятор ширины импульсов 18. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, выполненным в виде трех однофазных инвертор- ных ячеек. Каждая кнверторная ячейка имеет две стойки ключей, к средним точкам которых подключена первичная обмотка трансформатора, средней точкой через пятый ключ ячейки подключенная к шине питания. Регулирование величины напряжения обеспечивается за счет соответствующих переключений ключей ячеек методом частичного широтно-импульсного регулирования. 3 ил. SS (/

т UШ-JМА5 ПА2 ПМ ndi ПС5

фиг.1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания (ИВЭП) с квазисинусоидальным стабилизированным напряжением.

Целью изобретения является улучшение качества преобразованного напряжения за счет уменьшения его коэффициента гармоник и упрощение устройства.

На фиг. 1 принципиальная схема устройства для управления преобразователем; на фиг. 2 - принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 1), силовая часть которого представлена на фиг. 2, содержит задатчик 1 частоты, подключенный к счетному входу двенадцатиканального регистра 2 сдвигу с парафазными выходами Qb Qi,...,Qi2, Qi2- Регистр 2 может быть выполнен, например, на двенадцати последовательно соединенных триггерах 3-14 (фиг. 1, показано только четыре триггера 3,4 и 13, 14) с перекрестной связью. Выходы триггеров 3-14 подключены к входам трех аналогично выполненных узлов 15-17 формирование управ ляющих сигналов . Модулятор 18 ширины импульсов, выходом S также подключен к входу этих узлов 15-17. Модулятор 18 может быть выполнен автономным либо синхронизированным от задатчика

1частоты (фиг. 1). Каждый из узлов 15-17 содержит два элемента ЗИ-НЕ 19 и 20, элемент ЗИ-2ИЛИ 21,два элемента 2И 22 и 23 и два элемента 2ИЛИ-НЕ 24 и 25. На выходах элементов 2И 22 и 23 узла 15 сформированы управляющие сигналы Млг и МА, определяемые логическим выражением и Мнц QiQi2. Канал узла 15, предназначенный для формирования управляющего сигнала МАЬ, содержит элементы ЗИ-НЕ 19 и 20, выходы которых подключены к элементу ЗИ-2ИЛИ 21 так, что на выходе последнего сформирован сигнал Mft5Q4QgSQ2Q4+Q4Q9SQ2Qu. Для формирования сигналов MAI и МАЗ используют дополнительно элементы 2ИЛИ-НЕ 24 и 25, к входам которых подключены выходы элементов 2И 22 и 23 и выход элемента ЗИ-2ИЛИ 21. На выходах- элементов 2ИЛИ-НЕ 24 и 25 при этом сформированы управляющие сигналы МАз МА4- -Мл5Два других узла 16 и 17 формирования управляющих сигналов выполнены аналогично с учетом фазового сдвига на угол 2я/3 сигналов с выходов регистра 2 сдвига. В общем случае логические выражения, определяющие связи между выходами регистра

2сдвига и выходами узлов 15-17, можно представить в виде:

Mj2 Qi-Qi+i Mn QiQl+n

0

MISF Qi+з Qi+sS Qi+1 Qi+, o+Q/+3 Qi+8 S Qi+1X

XQ,+io

,г+М,ь ,s

Для фазы А () индекс i принимает значение, равное «1, для фазы , для фазы . Если результирующий адрес сигнала Q скажется больше 12 (числа триггеров 3-14), то его значение необходимо уменьшить на 12 с одновременной инверсией данного сигнала. Такая операция может осуществляться неоднократно, до удовлетворения поставленному условию. Выходы Мц-/И/5 узлов 15-17 связаны через

усилительно-развязывающий узел 26 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразователя (фиг. 2). Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 2), для управлеQ ния которым используется предлагаемое устройство, содержит три однофазные инвер- торные ячейки 27-29, выполненные в виде двух стоек ключей 30-41, причем ключи 30-35, подключенные к первой (например, плюсовой) шине 42 питания пре5 образователя, выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а смежные с ними ключи 36-41 стоек - в виде встречно-параллельно включенных, например, транзистора и диода. Средние точки стоек ключей 30-41 каждой инверторной ячейки 27-29 подключены к концам первичной обмотки 43-45 соответствующего выходного трансформатора 46-48, а средние точки упомянутых обмоток 43-45 подключены через ключи 49-51 (выполненные также, как и ключи 36-41 в виде встречно- параллельно включенных транзистора и диода) и первой шине 42 питания преобразователя. Вторичные обмотки 52-54 трансформаторов 46-48 соединены в звезду. Задатчик 1 частоты определяет выход0 ную частоту преобразователя, синхронизирует работу устройства. Импульсы вида U с его выхода поступают на вход регистра 2 сдвига. Фазовый сдвиг между последовательностями симметричных импульсов вида Qi,Q2,.--,Qi2 составляет л/12. Для

5 обеспечения регулирования выходного напряжения преобразователя устройство для его управления снабжено модулятором 18 ширины импульсов, сигнал с выхода которого изменяет свою длительность L пропорционально управляющему сигналу UL. Сигнал (S), а также сигналы (Уз-L u(Qi-Qi2) с выхода регистра 2 сдвига поступают на входы узлов 15-17 формирования управляющих сигналов ключами 30-41 и 49-51 преобразователя.

5 После осуществления соответствующих логических операций над указанными последовательностями импульсов на выходах элементов 21-25 получены новые последо5

0

вательности импульсов , определяемые приведенными логическими выражениями. Номер каждого элемента 19-25 в узле 15 соответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых приведены на фиг. 3. В результате ключи 30-41, 49-51 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом. Регулировочные паузы длительностью L и дополнительные включения соответствующих ключей вводятся на определенных интервалах проводимости. Соответствующий выбор этих зон позволяет сформировать на выходе преобразователя напряжение вида Ј/д (фиг. 3).

Предлагаемое устройство для управления преобразователем может найти применение при разработке централизованных ИВЭП в тех случаях, когда требуется обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки, а также стабилизацию (или регулирование) последнего в диапазоне ±20% при высоком его качестве.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, включающим три однофазные ин- верторные ячейки с трансформаторным выходом, каждая из которых выполнена в виде двух стоек ключей с управляющими входами М-,...Мц, где /-Л.Б.С-индекс фазы, причем ключи с управляющими входами Mj2 и Мц, подключенные к первой шине питания, выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а ключи с управляющими входами М; и Af/з, подключенные к второй шине питания в виде встречно-параллельно включенных транзистора и диода, средние точки стоек

ключей подключены к концам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой через ключ с управляющим входом M/S, также выполненным в виде встречнопараллельно включенного транзистора и диода, подсоединена к первой шине питания преобразователя, содержащего задатчик частоты, выходом связанный со счетным входом двенадцатиканального регистра

сдвига, парафазные выходы Qi,Qt,...,Qi2.Qi2 которого .подключены к соответствующим входам трех аналогично выполненных узлов формирования управляющих сигналов, а выходы М;, Mj2,-,Mjs предназначены для подключения к соответствующим управляющим входам упомянутых ключей преобразователя, причем к выходу задатчика частоты подключен также модулятор ширины импульсов, выходом S соединенный с одним из входов узлов формирования управляющих сигналов, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучшения качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник, связи между входами и выходами узлов формирования управляющих сигналов вы5 полнены реализующими следующие логические выражения

,Q,+ u Mn QiQi+i,

30

Mi5 Qi+3Qi+sSQi+lQi+i0+Qi+3Qi+8SQi+lx

XQi + IO

Мп Мр+М15 ,&

где ,9,17 соответственно для ,B,C,

. причем, если результирующий индекс при

Q оказывается больше двенадцати, то его

величина должна быть уменьшена на 12 с

одновременной инверсией адреса данного

выходного сигнала регистра сдвига и такой

переход может выполняться неоднократно

до удовлетворения поставленному условию.

Фиг. 2

№

ГТ

//A ) II

u/ H--f/// «./tf- PH1

/и

/ ).- i

LLJ-JjU LI.

znГ k/

-., i,f

.Г -П-Г-Л. zi.L

L . 1Г-ЛС-с Ј I |