СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02M7/12 H02P9/30 

Для известных способов регулирования постоянного напряжения, например, для электрических машин, методом широтно-импульсной модуляции с использованием по меньшей мере двух источников предпочтительно с равным выходным напряжением, соединенным между собой последовательно согласно и регулируемых соответствуюш,ими каждому источнику полупроводниковыми ключами, коммутируемыми с одной и той же частотой, и сглаживаюш,его L С-фильтр а с шунтирующими диодами, на которых происходит суммирование промодулированных напряжений источников, характерны большие постоянные времени сглаживающих фильтров.

По предлагаемому способу с целью уменьшения постоянной времени фильтра при заданном уровне пульсаций выходного напряжения суммирование промодулированных напряжений производят но длительности их импульсов путем последовательной коммутации указанных ключей так, что каждый последующий ключ открывают при запирании предыдущего.

Па фиг. 1 представлена блок-схема устройства, ноясняющая предложенный способ; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

диоды Дх, Д2. схемы УЬ 2 управления.ключами К и Kz соответственно; фильтр Ф; задающий генератор ЗГ; блок управления БУ; сигнал Uy управления.

Схема работает следующим образом.

Источники напряжения U и Us включены последовательно согласно и зашунтированы диодами Д. Каждый из источников U- и U модулируется ключами К и К.2 соответственно. Сигналы управления па /Ci и Kz поступают от соответствующих схем управления У и У ). Пмпульсы промодулированных напряжений Ui и U2 суммируются на диодах Mi и Д, и регулирующее напряжение поступает на вход

LC-фильтра Ф, на выход которого подключена нагрузка ZH. Частота модуляции ключей К и /(2 определяется задающим генератором ЗГ, который вместе со схемами уиравления У) и У-2 ключей Ki и К2 образует блок управления

БУ.

Задающий генератор ЗГ осуществляет синхронизацию схемы управления У ключа Ki, которая, в свою очередь, синхронизирует схеi iy уиравлепия У2 ключа К-2, таким образом,

что ключ Kz открывается при запирании Ki. В результате импульсы промодулированных напряжений прикладываются ко входу фильтра последовательно друг за другом, как это видно из временных диаграмм на фиг. 2,

жения; f/ф - результирующее напряжение на входе сглаживающего фильтра.

В случае, когда , в предлагаемом устройстве

i

dt ,

- 1 г « d/ 4f/я

(1)

р-. 22

а амплитуда первой гармопики переменной составляющей па входе фильтра:

(2)

Ul,n,,, - и„- 81П2тгтРасчеты показывают, что в известном способе регулирования постоянного напряжения, где суммирование нромодулированных напряжений на шунтирующих диодах ведется по их амплитуде, среднее значение пульсирующего напряжения (постоянная составляющая) равно:

(U,+U,dt (U,+U,).

и,

(f/,+t/,).T нри U, U, -U,, Un-i

(3)

где Y коэффициент заполнения, а амплитуда первой гармоники связана с параметрами импульса следующим уравнением

(4)

i/imax - (1 + и sin Щ.

Сравнивая (1) и (3), а таклсе (2) и (4), можно сделать следующие выводы:

а)постоянные составляющие результирующего напряжения на входе фильтра в обоих случаях равны;

б)амплитуда первой гармоники указанного напряжения в предлагаемом способе в два раза (при двух источниках) меньще амплитуды, получаемой при регулировании но известному способу;

в)закон изменения амплитуды первой гармоники в зависимости от v при регулировании предлагаемым способом имеет дополнительный минимум, равный нулю при у 0,5.

Аналогичные изменения претерпевают при регулировании предлагаемым способом и амплитуды высщих гармоник. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает уменьщение переменной составляющей на входе сглаживающего фильтра во всем диапазоне изменения у (от О до 1), что дает возможность уменьщить его габариты и вес при заданном уровне нульсаций выходного

напряжения, поскольку габариты и вес сглаживающего фильтра жестко связаны с амплитудой переменной составляющей на входе фильтра, частотой моду.ляции и заданным уровнем пульсаций выходного напряжения.

При использовании трех и более источников напряжения при условии ...

- (где п - число источников, U - суммарное напряжение питания) это приводит к соответствующему пропорциональному уменьщению амплитуды переменной составляющей напряжения на входе сглаживающего фильтра и дает возможность при заданном уровне пульсации выходного напряжения с помощью предложенного .способа уменьщить габариты и вес фильтра в еще большей мере.

Предмет изобретения

Способ регулирования постоянного напряжения, например, для электрических машин методом щиротно-импульсной модуляции с использованием по меньшей мере двух источников предпочтительно с равным выходным напряжением, соединенных между собой последовательно согласно и регулируемых соответствующими каждому источнику полупроводниковыми ключами, коммутируемыми с одной

и той же частотой, и сглаживающего LC-фильтра с шунтирующими диодами, на которых происходит суммирование промодулированных напряжений источников, отличающийся тем, что, с целью уменъщения постоянной времени

фильтра при заданном уровне пульсаций выходного напряжения, суммирование промодулированных напряжений производят по длительности их импульсов путем последовательной коммутации указанных ключей так, что

каждый последующий ключ открывают при запирании предыдущего.

Фиг. 1

-1 i I

«г