Стабилизированный источник квазисинусоидального напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/50 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразовательных установках для питания прецизионных электроприводов.

Известны стабилизированные источники квазисинусоидального напряжения.

Одно из известных устройств содержит регулирующий узел, узел управления, систему фильтров на выходе.

Другое из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим рещением к данному изобретению, содержит блок для управления, подключенный к одним входам блока силовых ключей, выход которого соединен с выходными выводами.

К недостаткам таких систем следует отнести сравнительно низкое быстродействие стабилизации напряжения, вызванное необходимостью выделения основной гармоники выходного напряжения и использования ее для получения пропорционального ей напряжения, сравниваемого с эталонным напряжением, что возможно только по окончании по меньшей мере одного периода выходного напряжения.

Недостатком таких преобразовательных установок является также непостоянство гармонического состава выходного напряжения при регулировании в широких пределах его частоты или при изменении тока нагрузки. Изменение гармонического состава напряжения может быть недопустимо большим (например, для прецизионного многоскоростного частотно-регулируемого электропривода при пусковых режимах). Это обусловлено значительным влиянием формы кривой напряжения питания двигателя на величину колебаний мгновенной скорости вращения двигателя, являющейся одним из параметров такого производства.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности стабилизации выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник квазисинусоидального напряжения введены блок полосовых фильтров Уолша, блок выделения первой гармоники, блок элементов сравнения и мгногоканальный регулятор напряжения, причем входы полосовых фильтров Уолша соединены с выходом блока силовых ключей, пыходы полосовых фи;1ьтр() Уолта i выход б.лока выде.пения первой гармоники соединен 1)1 с ин(})ормацио11ными входами -люментов сравнения, входы блока в)1де.1ения первой армоникн подключены к выходам полосовых (})ильтров Уолта, а выходы -i. ментов сравнения подсоединены к управляющим входам .многоканального регулятора напряжения, выходы которого соединены с другими входа.ии блока силовых ключей. На фиг. I представлена блок-схема иредлагае.мой стабилизированной преобразовательпой установки; па фиг. 2 - эпюры папряженпй, (.ллюстрирующие ее работу. Cтaбилизиpoвalп aя преобразовательная устаповка содержит блок для управления, блок силовы.х ключей 2, блок фильтров 3, вк.почающий в себя полосовые фильтры Уо;:nia 4, б.юк выделения первой гармоники 5, б.юк 6 эле.ментов сравнения 7 и .многокапальиый регулятор напряжепия 8. Выходы б;1ока управ.ления 1 соединен1.1 с одни.ми входами блока спловых ключей 2, к выходу кото)ог) подсоединены входы полосовых фильтров Уол1иа 4. Выходы фильтров Уолша 4 и блока выделения первой гар.моники 5 еоедпнепы с информационны.ми входа.ми элементов сравнения 7, причем выходы фильтров одновременно соединены и с входами блока выделения первой гар.моники 5. Выходы элементов сравнения 7 подключены к управляюП1.ИМ входам мпогоканалыюго регулятора напряжения 8, выходы которого соединены с еоответствующими другими входами б.лока си.ювых ключей 2. Выход б.лока силовых ключей 2 является выходом устройства. Блок д.-1Я управлеьшя 1 формирует уи равляющие сигналы в виде функций аппроксимирующего ряда Уолта (фиг. 2, сигналы Ui, , -л ) С()Ор.1ированные уг равляю1Ц11е сигналы поступают на управляющие входы блока силовых ключей, где в соответствии с (И.ми формируется выходное квазпсинусондальное наиряже1п-1е (фиг. 2, сигнал Ugyx ) Выходное квазисинусоидальное папряжение LBbjy поступает одновременно на входы фильтров Уоли1а 4. Каждый из фильтров выделяет из квазисияусоида.чьного напряжения соответствующую гармонику , причем только одну определенную |-армонику, кроме первой. В установившемся режи.ме стабилизации выделение гармоиик на выходах фильтров происходит постоянно и иепрерывио на протяжении веего периода выходного наиряжения. Следует отметить, что су1цествует взаимно-однозначное соответствие между моментом появления на выходе преобразовательной установки очередного нериода квазисинусоидалыюго наиряжения и моментом начала фор.мироваиия гармоник Уолта на выходах гюлосовых фильтров . Так, формирование третьей гармоники начинается по истечении 1/16 перпода выходного напряжения, второй гармоники - 1/8 иериода. Для ускорения выделения нервой гармоники Уолша предназначен блок выделения первой гар.моники Уолша 5, который формирует первую гармонику Уолша на основании информации о второй и третьей гармониках, то есть но истечении 1.8 периода. Таки.м образом, етабилизация начинается после 1/16 периода выходного напряжения, а установившийея режим стабилизации настунает после 1/8 периода, то есть .задержка отработки возм щаюц1его воздействия при стабилизации составляет 1/16 периода. Сформированные напряжения гар.моник Уолта поступают на информационные входы элементов сравнения 7, где сравниваются с эталонными наиряжениями, пропорциоиаль1Ц)1ми соответствующи.м функциям аппроксимирующего ряда Уолща Ui, U:, U. и подаваемыми, в евою очередь, на опорные входы элементов сравпения 7. На выходах эле.ментов сравнения 7 формируются сигналы рассогласования, поступающпе на управляющие входы многоканальпого регулятора напряжения 8. В соответствии с сигналами рассогласования регулятор 8 регулирует величины напряжений, подаваемые на силовые входы блока силовых ключей 2, то есть регулирует эти величины напряжений нропорционально соответствующи.м весовым коэффициентам функций аппроксимируюп1его ряда Уолша. Технико-экономический эффект от использсшанпя заявляе.мого устройства состоит в следуюп;ем. Использование новых элементов в устройстве выгодно отличает предлагае.мую стабилизированную преобразова тельную установку от указанного прототипа, так как обеспечиваются повышенные быстродействие и точность стабилизации не только при регулировании выходного напряжения, но и нри из.менении тока нагрузки в нщроких пределах. Кроме того, одновре.менпо оеуществляется стабилизация гармонического состава выходного напряжения. Формула изобретения Стабилизированный источник квазиеинусоидального наиряжения, содержащий блок для управления, подключенный к одни.м входам блока силовых ключей, выход которого соединен с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности стабилизации выходного напряжения, в него дополнительно введены блок полоеовых фильтров Уолша, блок выделения иервой гармоники, блок эле.ментов сравнеиия и многоканальный регулятор нанряжения, причем входы иолосовых фильтров Уолша соединены с в|,1ходом блока силовых ключей, выходы полосовых фильтpoEi Уолша и выход блока выделения первой гармоники соединены с информационными входами элементов сравнения, входы блока выделения первой гармоники подключены к выходам полосовых фильтров Уолша. а выходы элементов сравнения подсоединены к управляющим входам многоканального регулятора напряжения, выходы которого соедине11ы с другими входами блока силовых ключей.

&/л

tf

t

иг.г