Способ формирования опорного напряжения для управления стабилизированным выпрямителем Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах управления стабилизированными выпрямителями.

Цель изобретения - улучшение качества выходного напряжения.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг./ - диаграммы напряжений, поясняющие предлагаемый способ.

Устройство (фиг.1) содержит первый компаратор I, выход которого соединен с управляющим входом ключа 2, включенного параллельно конденсатору 3. Конденсатор 3 включен между инвер- гирующим вх 5дом и выходом усилителя I, на котором выполнена схема интегратора 5. Выход источника 6 первого зт,тонного напряжения через первый резистор 7 соединен с неинвертирующим входом усилителя Ц, выход усилителя k соединен с первым входом второго компаратора 8, второй вход которого соединен с выходом источника 9 второго эталонного напряжения 9. Выход второго компаратора 8 соединен с первыми входами первого и второго блоков 10 и 11 совпадения, вторые входы которых соединены с выходом третьего компаратора 12. Третий вход первого блока 10 совпадения соединен с выходом первого компаратора 1. Выход первого блока 10 соединен с управляющим входом первого ключа 13, а выход второго блока 11 совпадения - с управляющим входом второго ключа 14. &ход усилителя-повторителя 15 через соединенные последовательно первый ключ 13 и второй резистор

оэ о

sj

го

о сп

16 подключим к положительной шине источники питания через клемму 17, а через соединенные последовательно ключ и третий резистор 18 - к общей лине источника питания. Параллельно ключу 13 и второму резистору 16 включен конденсатор 19 памяти. Выход усилителя-повторителя 15 через четвертый резистор 21) соединен с инвертирующим входом усилителя . Первый и второй блоки 10 и 11 совпадения, первый и второй ключи 13 и , усилитель-повто ритель 15, второй и третий резисторы 16 и 18 и конденсатор 19 памяти образуют источник 21 третьего эталонного напряжения. Клеммы 2. предназначены для подключения к фазам питающей сети. Клемма 22 соединена с первыми входами первого и третьего компараторов 1 и 12, клемма 2.3 соединена с вторым входом первого компаратора 1 , а клемма 2k соединена вторым входом третьего компаратора 12 Способ формирования опорного напряжения осуществляют с помощью устройства следующим образом.

На первые входы первого и третьего компараторов 1 и 12 через клемму 22 поступает напряжение фазы ед (фиг.2), на второй вход первого компаратора 1 через клемму 23 - напряжение опережающей фазы ес (фиг.2а), а на второй вход третьего компаратора 12 через клемму 2 - напряжение отстающей фазы питающей сети е g (фиг.2а). На выходе первого компаратора 1 формируется симметричное прямоугольное напряжение (фиг.26), начало отрицательной полуволны которого определяется первым синхронизирующим моментом времени t (фиг.2а), а конец вторым синхронизирующим моментом t (фиг.2.а). На выходе третьего компаратора 12 формируется симметричное прямоугольное напряжение, отстающее от напряжения на выходе первого компаратора 1 на 120 эл.град. До второго синхронизирующего момента t на упра ляющий вход ключа 2 поступает отрицательное напряжение с выхода первого компаратора 1, ключ 2 при этом замкнут, конденсатор 3 закорочен, а выход и инвертирующий н-ход усилителя k соединены через малое сопротивление замкнутого ключа 2. Таким обра зом, усилитель включен но схеме усилителя-повторителя и ш сг выходе формируется постоянное . .п пжение

5

0

15

20

5

первого начального уровня опорного напряжения Яэ((фиг.2г), определяемое поступающим на неинвертирующий вход усилителя Ц первым эталонным напряжением с источника 6 эталонного напряжения. В момент времени t на управляющий вход ключа 2 поступает положительное напряжение с выхода первого компаратора 1, ключ 2 размыкается и на выводе интегратора 5 формируется линейный рабочий участок опорного напряжения с начальным уровнем в момент времени IQ, равным первому напряжению, поступающему с. источника 6. Наклон линейного рабочего участка опорного напряжения на выходе интегратора 5 определяется величиной разницы между первый эталонным напряжением и третьим эталонным напряжением, поступающим с выхода усилителя-повторителя 15. Третье эталонное напряжение регулируется так, чтобы в третий синхронизирующий момент времени t уровень опорного напряжения на выходе интегратора 5 был равен второму эталонному сигналу. После момента t« на выходе интегратора формируется участок, на котором опорное напряжение меньше второго эталонного напряжения .2г), формируемого ист точником 9, и больше или равно максимальному отрицательному выходному напряжению UtM)1 масс усилителя k (фиг.2г),. В следующий первый синхронизирующий 35 момент t выходное напряжение компаратора 1 меняет знак, на управляющий вход ключа 2. поступает отрицательное напряжение, ключ замыкается и конденсатор 3 разряжается через малое соп- 40 ротивление замкнутого ключа 2. Выходное напряжение интегратора 5 при этом изменяется от отрицательного уровня, меньшего второго эталонного напряжения, до уровня, равного первому эта- лбнному напряжению, и в опорном напряжении формируется участок обратного хода. После окончания обратного хода опорного напряжения до следующего момента времени, соответствующего 50 второму синхронизирующему моменту времени, ключ 2 остается в замкнутом состоянии и усилитель k работает в режиме повторителя, формируя в опорном напряжении участок неизменного началь- 55 ного уровня, равного первому эталонному напряжению.

Регулирование третьего эталонного напряжения, а следовательно, кру

30

45

тизни наклона линейного рабочего участка опорного напряжения, например, при и ;ме нении чтстоты напряжении питасщей сети огулествля тя источником т шонного напряжения гледующим г гпзо .

треть го тапинного пап pnujpHMR гпредег в (Ичиной ртз- 1 HL мс )(ДУ i inr r нем на полэжитгль ной ыин игт(11 , -ча потгния ( 17, фиг.1) и н шря M.1CM на конг 1 - - гаторе 13 намят, т п к пеннее pei ули- руется п ./том переключения lepeoro второго i 13 - 1. укрепляемых

ОТ перРОГР И f OpOTO Ь, ОКОВ Id И 11

с . Пои том миниг аго гну НРпр -ЦРЧ |ю ня о ид 1° ти соотнесетw т максимальный уровень третьего эталонного напряжения а L - ход i илигемя-пов оритепя 5 и, го- ответственно, м к имальнач крутизн, ничейного рабочего у-аст) опорного напряжения, а максимальному напряжению на конденсатор ig пам;1ти гоот- зетитрует минимальней уровень третьего эталонно о иапря нт и, следовательно, минимaльн я крутизна рабочего астю or jpnorc пряжен я . Зэряд /нденсатора тмят -i JcylJ ecтPЛ гея -i тз трети, рг 1стор Н и второй

пюч 1 пои РГО лмьыаниг, а разряд - мере0 яторои РС И -КФ 1 и первый кллч 3 i интервал1 , огда последний замкнут . Положительный управляющий импульс Не выходе второго блока 11 сорпадения формирует я, ели кру лз на рабочего участка опорного напряжения больше необходимой, например при улленьш Ч in u стс ть1 питающей сети, и момент гния опорным нием уровьт, рааног эталонному напряжению, oneptятет третий гину- ро iMSkpyoiiiMH МОР, нт. Тогда на интерзи че мен,ду отим м м нтами напряжения чак на Bni/ vie тгеть.го ксмпар гора |2 тэк / на выходе ; компаратора 8 поло/ тельные , г/1едоьательно, положительные напряжения присутствую, на входах второго блока 11 совпадения, вошолняющего логи1JCK /ю функцию И, а на его вь усде формируется положительной импупьс с длительностью, равной указанному интеоп-.лу, когооыи, поступая на управляя./ и ixor второго ключа 1, т о tt u ание гг следнего. При о г зм проиоо ит заря/: KI нд н-атора 19 .сЖяги, -апряи.ени а нем непимигае г -|, а эт- лонное апрчж-ь

b

0

5

U

5

0

P

5

уменькпетг я, что приподит к уменьше- I-ию сругшны рабоче|о участка опорного наппяженир. Этот процесс повторя- етп до TL х , ока уровень третье- го тал нного нлгфяжения и крутизна iifiojem участка опорного напряжения че уменьшается до величин, при которых момент пересечения опорным напряжением уровня, равного второму эталонному Напряжению, не совпадает на рабочем участке с синхронизирующим MO том. При этом Б любой момент Тюмени п меньше i мере на одном лз Gvrдop блока 10 совпадения, реализующего логическую функцию И, npi ствует пглюжительный уровень, т i го аы одной по ожительный сигнал ,пает на управляющий вход перво- ь IK i 13 и поддерживает его в ра- ич- /том ГОСТОЯН1И. Если частота нап- Р жен,1и питающей сети увеличивается, i «личина третьего эталонного сигна- ПгЗ и ,)утизна рабочего участка опорного напряжения становятся меньше необходимых и момен: пересечения рабочего участка опорного напряжения и уровни, равного второму эта ионному сигнслу, отс гает от третьего синхпо- н 1зирующего момента. В интервале меж- ду зтичи мгм. нтами i а рсех трех вхо- да, перво и блока 10 совпадения напряжения отрицательны и напряжение на его выводе становится равным нулю Это напрян ие поступает на упртглякжий вход первого 13, он замыкается и конденсатор 19 памяти разряжается, нтпряжение на нем уменьшается, а третье эталонное напряжение увеличивается, что ведет к росту крутизны рабочего участка опорного напряжения. Этот процесс повторяется, пока третье эталонное напряжение е увеличится /,о уровня, при котором момент пересечения paooi о участка опорного н пряжения не совпадает г третьим синхронизирующем .

ТсТ/ин образом, формирование опорного напряжения то поедлагаемому спо- позволяет по сравнению с известным способом уменьшить разброс .г) в моментах формирования импульсов управления вент 1лями силовой схемы выпрямителя, который пропор- iионапен отношению шумовой составляющей иш (фиг./ г) к крутизне опорного сигнала, и при использован 1и в многоканальной системе импульсно-фазового управления мовысить качество управления стабилизированным выпрямителем, при этом снижается уровень неканонических низкочастотных гармоник в выходном напряжении, возникающих вследствие указанного разброса в формировании импульсов управления в разных каналах системы импульсно-фазового управления. Уменьшение разброса достигается за счет увеличения крутизны опорного напряжения на рабочем участке .

Формула изобретения Способ формирования опорного напряжения для управления стабилизированным выпрямителем, заключающийся в том, что в первый момент времени, при котором регулируемое фазное напряжение становится меньше напряжения опережающей фазы, изменяют уровень опорного напряжения до первого начального уровня и сохраняют этот уровень до второго момента времени, когда напряжение регулируемой фазы становится больше напряжения опережающей фазы, начиная с второго момента

)

25

времени формируют рабочий участок с линейным изменением опорного напряжения от первого начального уровня до второго уровня и длительностью до первого момента времени, причем заданную длительность рабочего участка обеспечивают регулированием скорости изменения опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения выпрямителя, определяют третий момент времени, при котором напряжение регулируемой фазы становится меньше напряжения одной из отстающих Фаз так, чтобы интервап между вторым и третьим моментами времени на минимальную величину превышал интервал изменения фазы импульсов управления, который определяют для заданного диапазона нагрузок, рабочий участок опорного напряжения формируют длительность до третьего момента времени, а далее до первого момента времени формируют опорное напряжение, не превышающее второго уровня.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в устройствах управления стабилизированными выпрямителями. Целью изобретения является улучшение качества выходного напряжения. В предлагаемом способе за счет увеличения крутизны опорного напряжения на рабочем участке уменьшают разброс углов управления вентилями преобразователя, обусловленный шумовой составляющей. 2 ил.

ел ес &

а

фиг. 2