Статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы Советский патент 1976 года по МПК H02M7/48 H02P13/16 G05F1/10 G05F1/10 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразованию и регулированию электрической энергии. Известны статические преобразователи, в которых с целью одновременного регулирования величины и формы выходного напряжения при максимальном быстродействии и минимальных габаритах фильтра силовая часть состоит из ряда ячеек, унравление которыми осуществляется от цепочек сравнения суммарного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением за счет изменения фазы разностного сигнала. НедостатОк такого типа устройств заключается в том, что при равенстве сравниваемых напряжений в схеме наблюдаются сбои. В другом случае унравляющий сигнал подается через ключевой элемент, унравляемый от цепи сравнения выпря.мленного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжеиием. В такой схеме силовая ячейка при разомкнутом состоянии ключевого элемента оказывается неуправляемой, и схема работает нормально только при активной нагрузке. Предлагаемый статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы свободен от указанных недостатков. Это достигается те.м, что цепи сравнения суммарного выпрямленного выходного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением соединяются с управляющими входами фазореверсирующих блоков, связанных с задающим генератором и осуществляющих реализацию определенных квазиустойчивых состояний носледующей силовой ячейки. На фиг. 1 ноказан один из вариантов предлагаемого статического преобразователя; на фиг. 2 - нример выполнения фазореверсирующего блока. Преобразователь содержит задающий генератор 1 с выходным трансформатором 2, фазореверсирующие блоки 3-6, силовые ячейки 7-10 с выходными трансформаторами И - 14, источник опорного напряжения 15 и цепи 16-18, измеряющие соответственно выходное выпрямленное нанряжение первой ячейки, суммарное нанряжение первой и второй ячеек и суммарное выпрямленное напряжение нервой, второй и третьей ячеек. Обмотка 19 охватывает магнитопровод трансформатора 11, обмотка 20 охватывает магнитопроводы трансформаторов И и 12, а обмотка 21 одновременно охватывает магнитопроводы трансформаторов 11, 12, 13. В измерительных цепях возможно как магнитное, так и электрическое суммирование напряжений предыдущих ячеек. Пусть на выходе требуется получить стабилизированное прямоугольное нанряжение а выходное напряжение задающего генератора 1 настолько стабильно, что его можно использовать в источнике опорного напряжения 15.

При включении напряжения источника нитапия возбуждается задающий генератор 1 и на выходных обмотках трансформатора 2 появляется прямоугольное напряжение. Это напряжение постАшает на фазореверсирующие блоки 3-6, и силовые хлючи в ячейках 7- 10 начинают коммутироваться, а на обмотках трансформаторов 11 -14 появляются прямоугольные напряжения.

Если выпрямленное напряжение на трансформаторе 11, измеренное, например, обмоткой 19 и выпрямителем, превышает опорное напряжение источника 15, то на вход фазореверсирующего блока 4 поступает сигнал, обеспечивающий работу силовой ячейки 8 в антифазе с ячейкой 7. В результате, напряжения на выходных обмотках трансформаторов 11 и 12 вычитаются. Их суммарное напряжение, снимаемое с обмотки 20, выпрямляется, и напряжение на цепи 17 сравнивается с опорным напряжением источника 15.

Разность сравниваемых налряжепий воздействует на управляющий вход фазореверсирующего блока 5.

Если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек превышает опорное, то фазореверсирующий блок 5 обеспечивает работу ячейки 9 в антифазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 уменьшается, а если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек меньше опорного, то ячейка 9 включается в фазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 увеличивается. И в том, и в другом случае выходное напряжение приближается к опорному.

Суммарное напряжение ячеек 7, 8, 9 измеряется обмоткой 21, выпрямляется, сравнивается с опорным нанряжением, и их разность воздействует на фазореверсирующий блок 6, обеснечивая работу ячейки 10 соответственно в фазе или в антифазе с ячейкой 7.

В результате, суммарное выходное напряжение ячеек 7-10 с еще большей точностью приближается к опорному.

Величины напряжений на выходных обмотках трансформаторов 11 -14 выбраны в убывающей Прогрессии, и суммарное выходное напряжение ячеек преобразователя по итерационному принципу приближается к опорному.

В рассмотренном примере в ячейках используется два квазиустойчивых состояния. В общем случае в ячейке может быть реализовано п квазиустойчивых состояний. Кроме того, она может быть снабжена рядом фазореверсирующих блоков и чем большее число квазиустойчивых состояний реализуется в ячейке, тем с большей точностью (при заданном количестве ячеек) выходное напряжение будет приближаться к опорному.

В ряде случаев, например при получении на выходе стабилизированного синусоидального напряжения с целью уменьшения искажений выходного напряжения опорное напряжение синусоидальной формы целесообразно включать через выпрямитель.

Пример реализации фазореверсирующего блока приведен на фиг. 2.

Блок содержит магнитный мультивибратор (собранный на транзисторах 22, 23, трансформаторе 24 и резисторах 25, 26), триггер (собранный на транзисторах 27, 28) и разделительные диоды 29, к которым нодключаются обмотки 30 трансформатора 2 задающего генератора. Этими обмотками осуществляется управление магнитным мультивибратором через один из транзисторов триггера, состояние которого, а следовательно и фаза напряжения на обмотках трансформатора 24 относительно напряжения на обмотках 30, зависит от полярности напряжения.

Формула изобретения

Статический преобразователь с выходным нанряжением заданной величины и формы, получаемый за счет электрического или магнитного суммирования выходных напряжений ряда ячеек, имеющих фазореверсирующие блоки управления, связанные с задающим генератором, содержащий цепи сравнения выпрямленного напряжения предыдущих ячеек с опорным нанряжением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, указанные цепи сравнения соединены с управляющими входами соответствующих фазореверсирующих блоков.

NJ 3

&