Способ управления преобразователем постоянного напряжения в переменное многоступенчатое Советский патент 1993 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями постоянного напряжения в переменное в системах электропитания, электроприводов, устройств автоматики и транспортных средств.

Техническим результатом заявленного способа является повышение надежности работы преобразователя путем равномерного распределения загрузки преобразовательных модулей во времени.

Этот результат достигается тем, что в известном способе управления преобразователем постоянного напряжения в переменное многоступенчатое, состоящем из N идентичных преобразовательных модулей, соединенных между собой по выходным цепям последовательно, заключающемся в последовательном по времени включении и выключении К преобразовательных модулей в соответствии с заданной формой выходного напряжения, а котором значение К определяется требуемым уровнем амплитуды выходного напряжения, фиксируют циклы преобразования состоящие из N периодов выходного напряжения преобразователя, ка каждом очередном интервале аппроксимации первого периода каждого цикла преобразования включают следующие преобразовательные модули: 1-Г-, 2-й, ..., (К-1)-й, К-й, не отключая ранее включенные модули, v, отключают последовательно

К-й, (К-1)-й2-й, 1-й преобразовательный

модули на следующих интервалах аппроксимации, на втором периоде включают следующие преобразовательные модули: 2-й, 3-йК-й, (К+1)-й, не отключая ранее включенные модули, и отключают последовательно (К+1)-й, К-й,..,, 3-й, 2-й на следующих

интервалах аппроксимации на (N-1J-M

периоде включают следующие преобразовательные модули: (N-l)-ti, N-м, 1-й, 2-й

(К-3)-й, ()-й, не отключая ранее включенные, и отключают последовательно (К-2)-й, (К-3)-й,..., 2-й, 1-й, N-й, (N-IJ-й на следующих интервалах аппроксимации, на N-м, периоде включают следующие преобразовательные модули: N-й, 1-й( 2-й, .... (К-2)-й, (К-1)-й, не отключал ранее включенные, и отключают последовательно (К-1)-й, (К-2)-й, ..., 2-й, 1-й, N-й преобразовательные модули на следующих интервалах аппроксимации.

На фиг, 1 представлена функциональная схема одного из вариантов преобразователя постоянного напряжения в переменное многоступенчатое, реализующего предлагаемый способ; на.фиг. 2 - временные диаграммы напряжений в преобразователе, иллюстрирующие предложенный способ; на фиг. 3 - схема одного из вариантов построения коммутатора системы управления преобразователем.

Способ реализуется следующим образом. В преобразователе постоянного напряжения в переменное многоступенчатое, состоящем из N идентичных преобразовательных, модулей, соединенных между собой по выходным цепям последовательно, процесс преобразования разбивают на циклы преобразования, состоящие из N перио- ДОУ выходного напряжения и определяют количество модулей К, участвующих в работа в данный момент. Значение К может быть определено, например, программным пу- том, по заданному качеству выходного напряжения, т.е. определяться заранее, либо в зависимости от уровня управляющего сигнала, или сигнала обратной связи в соответствии с заданным значением выходного напряжения преобразователя при его регулировании. Значение К может быть целым числом от 0 до N. Если определенное значение К находится в пределах 1 К N-1 то это означает, что в формировании выходного напряжения преобразователя участвуют не все модули, т.е. модули имеют различную загрузку, Для выравнивания загрузки на каждом очередном интервале аппроксимации первого периода каждого цикла преобразования включают следующие преобразовательные модули: 1-й, 2-й, ...,{К- 1}-й, К-й, не отключая ранее включенные модули, и отключают последовательно К-й, (К-1)-й2-й, 1-й преобразовательный модули на следующих интервалах аппроксимации, на втором периоде включают следующие преобразовательные модули: 2- й, 3-й, ..., К-й, (К+1)-й, не отключая ранее включенные модули, и отключают последовательно (К-И)-й, К-й3-й, 2-й, на следующих интервалах аппроксимации .... на (N-1)-M периоде включают следующие преобразовательные модули: (М-1)-й, N-й, 1-й,

2-й (К-З)-й, (К-2)-й, не отключая ранее

включенные, и отключают последовательно (К-2), (К-З)-й2-й, 1-й, N-й, (N-1}-u на следующих интервалах аппроксимации, на N- м, периоде включают следующие преобразовательные модули: N-й, 1-й, 2-й, .,., (К-2)-й, (К-1)-й, не отключал ранее включенные, и отключают последовательно (К-1)и, (К-2)-й, .... 2-й, 1-й, N-й преобразовательные модули на следующих интервалах аппроксимации.

Рассмотрим реализацию способа на конкретном примере выполнения преобразователя. Преобразователь состоит из шести преобразовательных модулей (фиг, 1) 1i; 1z; .-.; 1б, соединенных последовательно по выходным цепям. Управление преобразовательными модулями осуществляется отусилителей импульсов управления 2i; 1i...; 2б, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора 3 импульсов управления, а вторые входы подключены к выходам коммутатора 4, сигнальные входы

которого подключены к выходам компараторов 5к 62;...; 5б, которые осуществляют сравнение напряжения с выхода интегратора 6, подключенного к первым входам компараторов 5к 62; ...; 5б, с величинами опорных уровней напряжения, поданных на вторые

входы компараторов 5i; 5a; ...; 5б. Вход интегратора 6 подключен к выходу датчика 7 рассогласования, сравнивающего выходное напряжение Увых преобразователя и

5 напряжения ведущего сигнала Us с первого выхода генератора 8 ведущего сигнала, Со второго выхода генератора 8 ведущего сигнала короткие импульсы с частотой выходного напряжения преобразователя

0 поступают на счетчик 9 с коэффициентом пересчета равным N, с выходов которого информация о количестве подсчитанных импульсов поступает на адресные входы коммутатора 4.

5 Один из вариантов построения коммутатора 4 показан на фиг. 3 и состоит из шести мультиплексоров 10-15, выходы которых являются выходами коммутатора 4, соответствующие адресные входы мульти0 плексоров объединены и является адресными входами коммутатора 4. Сигнальный вход первого мультиплексора 10 является сигнальным входом коммутатора 4. Сигнальные входы мультиплексоров объедмне5 ны со сдвигом сигнальных входов смежных мультиплексоров следующим образом: первый сигнальный вход каждого мультиплексора соединен с шестым сигнальным входом следующего (с номером на единицу большим) мультиплексора, второй

аыходного напряжения суммарное время работы каждого преобразовательного модуля одинаково и можно сказать, что асе пре- образоойтельнь-е модули загружены одинаково.

Применение предложенного способа управления дает возможность выровнять коэффициент загрузки преобразовательных модулей, входящих и состав преобразователя, и ПСЛЕДСТ вне этого повысить надежность преобразователя в целом,

Ф о о м у л а и з о б р е т е н и я Способ управления преобразователем г1оето;ш ю;о напряжения в переменное мн но-ггупенчятсе, состоящим из N иден- ; - ни.-: рроубимзосательны/ модулей, сое- . :О:: -:У г/:-э.1. ду собой л о выходным цепям ,;;..0);чт;гпьио заключающийся в том,

. ;.;:- :ОГ (;Я n.jpMOflG ВЫХОДНОГО НЭПрЯЖе:,- :.;..: ..-; .к-.г,,«7Јлп К уровней аппроксм- ;..... :и:-л, напряжения, делят период --: . .:: -.;:.:;р - же--1мя на интервалы аппрок- .-:. : : -.:. .;. псе преобразовательные ..:- ,,: , ;; ii .uiuioM интервале аппроксима- пооч::; :едпо включают без отключения сон;:.;; еключзпных .столько преобразователь- ;;;.., ).-:-;ду;:еи, сколько требуется для получе- i: -i -t-::i ii :i o na данном интервале уровня .; iCi-iivi j .n.- M ймходпого напряжения и за- г- т-i пиочеред.чо отключают их в обратном по- D . ;:; о т л и ч з ю щ А и с я тем, что, с целью

повышения надежности работы преобразователя путем усреднения коэффициента загрузки преобразовательных модулей, фиксируют циклы преобразования, состоящие из N периодов выходного напряжения преобразователя, на каждом очередном интервале аппроксимации первого периода каждого цикла преобразования включают следующие преобразовательные модули: 1и, 2-й,.,. (К-1)-й, К-й, не отключая ранее включен и ы е мод ул и и о тк л ю ч з ю т последовательно К-й, (К-1)-й,.,, 2-й, 1-й преобразовательные модули на следующих интервалах аппроксимации, на втором

периоде включают следующие преобразовательные модули; 2-й, 3-й, .:., К-й.. (К+1)-й, не отключая ранее включенные модули, и отключают последовательно (К-Н)-й, К-й, ..., 3-й. 2-й, ..., нэ следующих интервалах аппроксл мации, нз (М-1)-м периоде включаю, следующие преобразовательные модули; (КЧ)-й. N-й, 1-й, 2-й, ..., (К-З)-й, (К-2}-й, не отключая ранее включенные, и отключают последовательно (К-2)-й, (К-З)-й 2-й, 1-й,

N-й, (N-lj-й на следующих интервалах аппроксимации, на N-M периоде включают следующие преобразовательные модули: М-й, 1-й, 2-й,..., ()й, (К-1)-й, не отключай ранее включенные, и отключают последовательно

(К-1)-й, (К-2)-й,,.., 2-й, 1-й, N-й на следующих интервалах аппроксимации.

Цель изобретения - повышение надежности управления преобразователем за счет равномерного распределения загрузки преобразовательных модулей - достигается тем, что в преобразователе, состоящем из N преобразовательных модулей при использовании в зависимости от требуемого уровня выходного напряжения преобразователя К преобразовательных модулей на различных периодах выходного напряжения каждого цикла преобразования, состоящего из N периодов выходного напряжения, используют различные последовательности включения и выключения преобразовательных модулей. 3 ил.

$t

/г

fas-

-ы

г

I Г

.. I I i-I. I(

PI Р V

№ -S-P

пя

f-1 I1

J41-н /с pL

L-j I-J

. /

4

if sr14T sr

П

Ј/ t

f& tio

US S t/s /

« 7 4 /

Д

9 tu Ј

Q

tL,

r t

II

a

Ј

e

I

. g.

Г

0/я

am$j

L

tPue.5

1

xЈt Ј$

J