Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для построения преобразовательнБК установок различного рода энергосистем (например автономных сие тем электроснабжения) с высоким качеством выходной энергии и улучшенными динамическими характеристиками. Известны преобразователи т-фазного напряжения в однофазное, в состав которых входят амплитудно-импульсные модуляторы на ключах с двухсторонней проводимостью, а также система управления, обеспечивакицая заданный алгоритм переключения ключей аготлит ноимпульсных модуляторов l, 2, 4, и .5. Недостатком преобразователей, описанных в tl, 2 и з является присутствие широкого спектра высших гармоник в выходном напряжении, что ухуд шает качества выходной энергии преобразрвателей. В преобразователе т-фазного напряжения в однофазное, описанном в (4), регшизован многоканальный принцип фор мирования управляющих импульсов, пост пающих на ключи агтлитудно-импульсных модуляторов- 41. .Недостатком такого преобразователя является низкое качество выходного напряжения за счет наличия в нем низкочастотной модуляции. Низкочастотная модуляция выходного напряжения преобразователя возникает из-за несимметрии импульсов управления хотя бы в одном из каналов формирования управляющих импульсов по отношению.к другим каналам. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь т-фазного напряжения в однофазное, содержащий тК амплитудно-импульсных модуляторов, вы-, полйеннык по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек силовых ключей с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выз одные об-. мотки которах образуют .Общий выход преобразователя, а также систему управления, содержащую: источник управляющего напряжения, задающи.й генератор, подключенный через основной делитель частоты к основному тК-канальному распределителю импульсов, выходы которого через первый комплект из тК усилителей мощности связаны с входами силовых ключей первых из указан ных стоек, а также связанный с задаю щим генератором дополнительйый блок {управления, содержащий дополнительны делитель частоты, подключенный,к так товому входу дополнительного тК-кана ного распределителя импульсов, выходы которого через второй комплект из тК усилителей мощности связаны с входами силовых ключей вторых из ука занных стоек и, кроме того канал фор мирования yпpaвJllяющиx импульсов, вхо ) подключенный к парафазным выходам основного тК-канальногЪ распреде лителя импульсов и выполненный в виде соединенных последовательно схемы выделения управляющих импульсов,.управляемого генератора пилообразного напряжения, схемы сравнения, одним из входов подключенной к источнику управляющего напряжения, схемы ИЛИ, схемы синхронизацииJ управляющими входами связанной с парафазнйми выхо дами основного т,К-канального распределителя импульсов, а выходами с управляющими входами дополнительного тК-канального распределителя импульсов, и схемы выделения установочных импульсов, выходом подключенной к установочному входу дополнительного делителя частоты, а двумя входами одним непосредственно, а вторым через один из входов схемй ИЛИ связанной с выходом схемы сравнения, причем второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу схемы выделения управляющих импульсов, а выход - к входу схемы синхронизации 5. Недостатком известного преобразователя т-фазного напряжения в однофазное является низкие динамические характеристики при .отработке пре образователем возмущающих воздействи в виде того, что отработка возмущающих воздействий осуществляется лишь один раз за период следования выходного напряжения, в данном преобразователе реализсэван однок.ангшьный принцип формирования управляющих импульсов, поступающих на ключигамплитудно-импульсных модуляторов, при котЬром на одни стойки силовых ключей поступает последовательность импульсов, сдвинутых друг относительно друга на фиксированный фазовый угол, а|на другие - последовательность имг льсов, аналогичная первой, однако сдвинутая по отношению к первой на фазовый угол, определяемый моментом времени равенства выходных напряже НИИ генератора пилообразного напряже ния и источника управляющего напряже ния. При этом в режиме регулирования выходногонапряжения преобразователя или в режиме его стабилизации возникает некоторое запаздывание в отрабо ке различного рода возмущений, макси мальная дутительность которого может быть равна одному периоду следования выходного напряжения генератора пилообразного напряжения . Цель изобретения - улучшение динамических характеристик преобразовате|Ля путем повышения быстродействия отработки возмущающих воздействий. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь т-ф зного напряжения в однофазное, содержащий тК амплитудно-импульсных модуляторов, выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек силовых ключей с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых образуют общий выход преобразователя, а также систему управления, содержащую источник управляющего напряжения, задающий, генератор, подключенный через основной делитель частоты к основному тК-канальному распределителю импульсов, выходы которого через первый.комплект из тК усилителей мощности связаны с входами силовых ключей первых из указанных стоек, а также связанный с задающим генератором дополнительный блок управления, содержащий дополнительный делитель частоты, подключенный к тактовому входу дополнительного т-канального распределителя импульсов, выходы которого через m усилителей мощности второго комплекта из тК усилителей мощности связаны с входами силовых ключей т вторых их указанных стоек и, кроме того, формирования управляющих импульсов, входами подключенный к парафазным выходам основного тК-канального распределителя импульсов и выполненный в виде соединенных последовательно схемы выделения управляющих импульсов, управляемого генератора пилообразного напряжения, схемы сравнения, одним из входов связанной с источником управляющего напряжения, схемы ИЛИ, схемы синхронизации, управляю щими входами связанной с парафазными выходами основного тК-канального распределителя импульсов, а выходами с управляющими входами дополнительного т-канального распределителя импульсов, и схемы выделения установочных импульсов, выходом подключенной к установочному входу дополнительного делителя частоты, а двумя входами одним непосредственно, а вторым через один из входов схемы ИЛИ, связанной с выходом схемы сравнения, причем второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу схемы вьаделения управляющих импульсов снабжен (К-1) дополнительными блоками управления, каждый из которых входами соединен с выходом задающего генератора, с выходом источника управляющего напряжения и соответствующим выходом основного тК-канального распределителя импульсов, а выходами через m (К-1) усилителей мощности второго комплекта из тК усилителей мощности с входами силовых ключей m (K-l) вторых из ука занных стоек. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого технического решения; на физг, 2 - структурная схе ма силовой части предлагаемого техни ческого решения при и на. фиг. 3 - диаграммы, поясняющие принцип формирования управляющих напряжений в одном из дополнительных блоков управления) на фиг. 4 - диаграммы, поясняющие принцип формирования управляющих напряжений при различных вариантах подключения блока формирования управляющих импульсов к выходам основного тК-канального распределителя импульсов. Предлагаемый преобразователь т-фа ного напряжения в однофазное содержит тК амплитудно-импульсных модулят ров 1 (при , ), выполненных по схеме однофазного инвертора 2 в виде двух стоек 3 и 4 силовых ключей . 5 с двухсторонней проводимостью. Входные выводы амплитудно-импульсных модуляторов 1 подключены к фазам 68 и нулевой нейтрали 9 входного напряжения, а выходы нагружены на тран сформаторы 10, последовательно соеди ненные выходные обмотки которых образуют общий выход 11 и 12 преобразователя. В состав преобразователя также входит система 13 управления, содержащая источник 14 управляющего напряжения, задающий генератор 15, подключенный через основной делитель 16 частоты к основному тК-канальному распределителю 17 импульсов, выходы которого через первый комплект из усилителей 18 мощности связаны с входами силовых ключей 5 первых из указанных стоек 3, второй комплект из тК усилителей 19 мощности, а также связанные с задающим генератором 15 К дЬполнительных блоков 20 управления (на фиг. 2 при показано тр дополнительных блока управления), ка дый из которых содержит дополнительный делитель 21 частоты, подктпоченный к тактовому входу 22, дополнител ного т-канального распределителя 23 импульсов, вьЛхода которого подключены к входам соответствующих m усилителей мощности второго комплекта из тК усилителей 19 мощности. Кроме того, в состав каждого из К дополнительных блоков 20 управления уходит канал 24 формировайия управляющих им пульсов, входами подключенный к парафазным выходам основного тК-каналь ного распределителя 17 импульсов, и выполненный в виде -соединенных после довательно схемы 25 выделения управляющих импульсов, управляемого генер тора 26 пилообразного нaqpяжeния, сх мы 27 сравнения, схемы 28 ИЛИ, схемы 29 синхронизации, управлят1дими входами 30 связанной с парафазнЕлми входами основного mК-канального распределителя 17 импульсов, а выходами с управляющими входами 31 дополнительного т-канального распределителя 23 импульсов, и схемы 32 выделения установочных импульсов, выходом подключенной к установочному входу 33 дополнительного делителя 21 частоты, а двумя входами - одним 34 непосредственно, а вторым 35 через один из входов 36 схемы 28 ИЛИ, связанной с выходом схемы 27 сравнения, причем второй вход 37 схемы 28 ИЛИ подключен к выходу схемы 25 выделения управляющих импульсов. Второй вход 38 , схемы 27 сравнения подключен к выходу источника 14 управляющего напряжения. Рассмотрим принцип формирования управляющих напряжений на примере работы одного из дополнительных блоков управления при . Последовательность -импульсов 39 с выхода задающего генератора 15 поступает на входы основного 16и дополнительного 21 делителя частоты , на выходах.которых соответственно формируются импульсные напряжения 40 и 41. При этом на выходах основного тК-канального распределителя 17 импульсов (с коэффициентом целения по частоте равным, например, 18) формируются напряжения типа меандр 42-44 (показаны только три напряжения, сдвинутые друг относительно друга на угол, равный 2Куз) , Коэффициент деления по частоте, равный 18 выбран для получения оптимального фазового угла между К раз сдвинутыми управляющими напряжениями. Так при , зтот угол равен С/18, С первого йыхода основного тК-канального распределителя 17 импульсов напряжение 42 поступает на вход схемы 25 выделения управляющих импульсов, на выходе которой формируются короткие импульсы напряжения 45, запускающие управляемый генератор 26 пилообразного напряжения синхронно с напряжением 42. Пилообразное напряжение 46 поступает на вход схемы 27 сравнения, на другой вход 38 которой подается управляющее напряжение 47 с выхода источника 14 . управляющего напряжения. В результате сравнения напряжений 46 и 47 на выходе схемы 27 сравнения формируется последовательность импульсов ,48, задний фронт каждого из которых перебрасывает триггер схемы 29 синхро-г низации 29 в другое устойчивое состояние. На выходе схемы 29 синхронизации вырабатывается напряжение 49 типа меандр, сдвинутое относительно напряжения 42 на угол Ч, величина которого зависит от величины уровня управляющего напряжения. 47. Одновременно с этим последовательность импульсов 48 поступает на схему 28 ИЛИ и на схему 32 выделения установочных импульсов, на выходе которой формируют ся импульсы 50, совпадающиес защними фронтами импульсов последовател TiocTH импульсов 48. Импульсы 50 служ для принудительной установки триггеров дополнительного делителя 21 частоты в исходное состояние (в момент времени t на диаграмме 41). Импульсное напряжение 41 поступает на входы дополнительного т-канального распределителя 23 импульсов, на выходе которого формируются напряжения 5153 сдвинутые друг относительно друга на угол, равный 2К/З, а относительно напряжений 42-44 на угол Н, величина которого зависит от величины уровня управляющего напряжения 47. Макси мальнре отклонение величины углы Ч относительно угла f не превышает периода Т последовательности импульсов 39, В том случае, когда уровень управляющего напряжения 47 станет меньше уровня пилообразного напряжения 46,. схема 28 ИЛИ обеспечивает пр хождение импульсов напряжения 45 для формирования установочных импульсов 50. При этом фазовый сдвиг между напряжениями 42-44 и 51-53 будет минимальным. Напряжения 42-44 и противофазные им поступают через первый ком плект усилителей 18 мощности на входы силовых ключей 5 первых стоек 3 амплитудно-импульсных модуляторов 1, а напряжение 51-53 и противофазные им через .второй комплект усилителей 19 мощности поступают на входы силовых ключей 5 вторых стоек 4. При этом на выходах амплитудноимпульсрхых модуляторов 1 формируются промояулированные напряжения, математически которые можно представить в виде перемножения фазных вход ных напряжений на соответствующие им дополнительные напряжения 54-56, сдв нутые друг относительна друга на угол , Аналогично происходит формировани управляющих напряжений в других дополнительных блоках управления. При этом следует отметить два возмб: ных варианта синхронизации работы управляейых генераторов 26 пилообразного напряжения. Рассмотрим -эти варианты для преобразователя в котором . В первом случае, три схемы 26 Й1ыделеш я управляющих импульсов подключены к|1.срответствунн«им выходам основного тК-канального распределителя 17 импульсов, формирующего напряжения 57 59 (на остальных выходах этого распр делителя формируются напряжения 6065). При этом управляемые генераторы 26 пилообразного напряжения вырабатывают пилообразные напряжения 66-68 синхронно с напряжениями 57-59. В результате сравнения пилообразных напряжений 66-68 с управляющим напря жением 69 а выходах т-канальных рас пределителей 23 импульсов вырабатываются напряжения 70-78, сдвинутые относительно напряжений,57-65 на определенный фазовый угол, зависящий от величины управляющего напряжения 69. При регулировании выходного напряжения преобразователя изменяют величину управляющего напряжения 69 и соответственно с этим изменяются фазовый сдвиг между напряжениями 5765 и напряжениями 70-78. При этом отработка изменения величины управляющего напряжения 69 возможна только лишь в небольшом промежутке времени ,u.t периода формирования импульсов управления, в оставшуюся часть которого возможность отрабатывать возмущающие воздействия- отсутствует. Этот недостаток позволяет устранить подключение схем 25 вьщеления управляющих -импульсов к соответствующим выходам основного гпК-канального распределителя 17 импульсов, вырабатывающего напряжения 57, 61 и 65. При этом управляемые генераторы 26 пило образного напряжения формируют на выходах пилообразные напряжения 79-81 синхронно /с напряжениями 57, 61 и 65. В этом случае часть периода ut в котором возможно многократная отработка возмущающих воздействий при регулировании или стабилизации выходного напряжения преобразователя значительно расширяется. Это преимущество дает возможность использовать предлагаемый преобразователь т-фазного напряжения в однофазное (особенно при большом числе амплитудно-импульсных модуляторов) в качестве быстродействующего стабилизатора переменного напряжения. Дополнительное введение в преобразователь т-фазного напряжения в однофазное (К-1) дополнительных блоков управления, каждый из которых входами соединен с выходом задающего генератора, с выходом источника управляющего напряжения и соответствующим выходом основного тК-канального рас-; пределителя импульсов, а выходами через m (К-1) усилителей -мощности второго комплекта из тК усилителей мощности с входами силовых ключей т-(К-1) вторых стоек амплитудно-импульсных модуляторов, позволяет улучшить динамические характеристики преобразователя путем повышения быстродействия отработки возмущающих воздействий. Так, если в известном устройстве за один период следования выходного напряжения возможна лишь однократная отработка возмущающих воздействий, то в предлагаемом техническом решении, как уже показывалось на диаграммах, при возможна троекратная отработка, а при большем числе амплитудно-импульсных модуляторов и многократная отработка возмущающих воздействий. Следует также отметить, что, если в известном устройстве при увеличении числа амплитудно-импульсных модуляторов качество выходного на пряжения улучшается, а динамические, характеристики остаются прежними, то в предлагаемом техническом решении с улучшением качестгва выходного напряжения улучшаются также и динамические характеристики преобразователя. Формула изобретения .Преобразователь т-фазного напряжения в однофазное, содержащий тК ампли тудно-импульсных модуляторов, выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек силовых ключей с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки,которых образуют общий выход преобраэойателя, а также систему управления, содержащую источник управляющего напряжения, задающий генератор, подключенный через основной делитель частоты к .основному тК-канальному рас пределителю импульсов, выходы которого через первый комплектиз тК усилителей мощности связаны с входами силовых ключей первых из указанных стоек, а также связанный с задающим генератором дополнительный блок управления, .содержащий дополнительный делитель частоты, подключенный к тактовому входу дополнительного т-каналь ного распределителя импульсов, выходы которого через m усилителей мощности второго комплекта из тК усилиталей мощности связаны с входами силовых ключей m вторых из указанных стоек и, кроме того, канал формирования управляющих импульсов, входами подключенный к парафаэным выходам основного тК-канального распределителя импульсов и выполненный в виде сое диненных последовательно схемы вьвделения управляющих импульсов, -управляемого генератора пилообразного напряжения, схемы сравнения, одним из входов связанной с источником управляющего, напряжения, схемы ИЛИ, схемы синхронизации, управляющими входами связанной с парафазными выходами основного тК-канального распределителя импульсов, а выходами с управляющими входами дополнительного т-канального распределителя импульсов, и схемы вьщеления установочных импульсов, выходом подключенной к установочному входу дополнительного делителя част. ты, а двумя входами - одним непосредственно, а вторым через один из вхоцо-в схемы ИЛИ, связанной с выходом схемы сравнения, причем второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу схемы выделения управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик преобразователя путем повышения быстродействия отработки возмущающих воздействий, он снабжен (К-1) дополнительными блоками управления, каждый из которых входами соединен с выходом задающего генератора, с выходом источника управляющего напряжения и -соответствующим выходом основного тК-канального распределителя импульсов, а выводами через m (К-1) усилителей мощности второго комплекта из тК усилителей мощности с входами силовых ключей m (К-1) вторых из указанных стоек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пьяных Б.Е. Исследование несимметричных режимов преобразователей частоты с однократной модуляцией. Диссерт. на сойск. учен, степени канд. техн. наук. ИЭД АН УССРг Киев, 1972, с. 212-215. 2.Карташов Р.И. Чехет Э.М. Функциональные схемы преобразователей частоты. - Устройства преобразовательной техники. Вып. 2. Киев, Наукова думка, 1969. 3.Патент США 3170107, кл. 321-7, 16.02.1965, 4.Авторское свидетельство СССР по заявке 2641860/07, КЛ.Н02М5/27, . . 5. Авторское свидетельство СССР по заявке 2703019/07, кл. Н02М5/27, 28.12.78.
ппппппппппп п nj
прял ппп nnnnnnnn
-К,
Я
1
5
