Устройство для управления выпрямите-лЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения вентильного пре-. образователя.

Известны асинхронные одноканальные системы управления выпрямителем, содержащие преобразователь напряжения в частоту импульсов, к выходу которого подключена система распределения импульсов управления вентилями выпрямителя. Преобразователь напряжения в частоту включает в, себя интегратор и нуль-орган 1.

К недостаткам известных устройств относятся сравнительно большие провалы и выбросы выходного напряжения, а также относительно большое время переходных процессов.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство для управления выпрямителем, включаюш.им сглаживающим дроссель и конденсатор на выходе, содержащее преобразователь напряжения в частоту импульсов, первый вход которого через дополнительную обмотку дросселя соединен с выходом выпрямителя, второй вход соединен с источником эт;алонного напряжения, а выход - с блоком распределения импульсов по вентилям выпрямителя 2.

Недостатком устройства является плохое качество переходных процессов при коммутации нагрузки выпрямителя. Это вызвано случайным характером распределения импульсов преобразователя напряжения в частоту при существенном уменьшении или увеличении выходного напряжения выпрямителя по сравнению с заданным значением. Цель изобретения уменьшение выбросов

и пр овалов выходного напряжения, а также сокращение времени переходных процессов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления выпрямителем снабжено датчиком тока, двухполярным компаратором, функциональным блоком, нульорганом, схемой совпадения и двумя ключами, первый из которых включен параллельно первому, а второй - параллельно второму входу преобразователя, причем управляющие электроды первого и второго ключей соединены соответственно с выходами двухполярного компаратора и схемы совпадения, входы которой соединены с выходами компаратора и нуль-органа, входы которого подключены к выходам выпрямителя. источника эталонного напряжения и функционального блока, вход которого вместе с входом компаратора соединен с датчиком тока, включенным последовательно с конденсатором. На фиг. 1 прсдетавлена схема устройства на фиг. 2 - фазовая плоскость, иллюстрирующая процессы в управляемом выпрямителе; на фиг. 3 - зависимость между входным и выходными сигналами-двухполярного компаратора. Устройство для управления выпрямителем 1 с сглаживающим дросселем 2 и конденсатором 3 на выходе содержит преобразователь 4 напряжения в частоту импульсов, состоящий из интегратора 5 и порогового детектора 6, причем первый вход преобразователя 4 через дополнительную обмотку 7 дросселя 2 соединен с выходом выпрямителя 1, второй вход соединен с источником; 8 эталонного напряжения, а выход - с блоком 9 распределения импульсов. В цепь конденсатора 3 включен датчик 10 тока. Устройство снабжено так же функциональным блоком 11, двухполярным компаратором 12, нуль-органом 13, схемой 14 совпадения и двумя ключами 15 и 16, первый из которых включен параллельно первому входу преобразователя 4 напряжения в частоту, а второй - параллельно второму входу преобразователя 4. Управляющие электроды ключей 15 и 16 соединены соответственно с выходами двухполярного компаратора 12 и схемы совпадения 14. Входы схемы совпадения 14 соединены с выходами нуль-органа 13 и двухполярного компаратора 12. Входы нуль-органа 13 соединены с источником 8 эталонного напряжения, выходом выпрямителя 1 и через функциональный блок 11 с датчиком 10 тока. Вход двухполярного компаратора 12 также соединен с датчиком 10 тока. Устройство работает следующим образом. Когда значение не выходит за пределы защтрихованнои области Q (фиг. 2), определяемой настройкой двухполярного компаратора 12, выпрямитель 1 работает в пропорциональном режиме. В случае, если выходное напряжение U вьщрямителя 1 изменяется быстро, например при набросе или сбросе нагрузки, и величина выходит за пределы защтрихованнои области Q, то выпрямитель 1 работает в релейном режиме. Тогда через конденсатор 3 течет значительный по величине ток, пропорциональный Напряжение, снимаемое с выхода датчика 10 тока при достижении им по абсолютной величине значения порога срабатывания Л двухполярного ком«паратора 12, характеристика вход-выход которого представлена на фиг. 3, заставляет последний переключаться. При этом на первый вход съемы 14 совпадения поступает сигнал разрещения и одновременно замыкается ключ 15, шунтирующий вход преобразователя 4 напряжения в частоту, связанный с выходом выпрямителя 1. Сигнал с выхода датчика 10 тока поступает также на функциональный блок 11, моделирующий уравнение линии переключения , разделяющий области режимов выпрямления с углом О и инвертирования. Если выходное напряжение функционального блока 11, поступающее на первый вход нуль-органа 13, больще, чем разность выходного U и эталонного напряжения Vj, т. е. фазовая точка находится правее линии переключения у (фиг. 2), то с выхода нуль-органа 13 на второй вход схемы 14 совпадения поступит разрещающий сигнал, что при наличии на ее первом входе ращрещающего сигнала обеспечит замыкание ключа 16, щунтирующего вход преобразователя 4 напряжения в частоту. В результате на входах преобразователя 4 напряжение будет равно нулю и импульсы не будут поступать на управляющие электроды вентилей выпрямителя 1. Это приведет к переходу выпрямителя на время , где частота сети, в режим инвертирования, обеспечивающий возврат избыточной энергии из LC-фильтра выпрямителя в сеть. Если выходное напряжение функционального блока 11 меньше, чем разность выходного и и эталонного напряжения Vj, т. е. фазовая точка находится левее линии переключения }$(фиг. 2), то на выходе нульоргана 13 будет сигнал иной полярности, чем полярность разрешающего сигнала и ключ 16 будет разомкнут. Поскольку при значительной по абсолютной величине 15 будет замкнут, на вход преобразователя 4 напряжения в частоту будет поступать большое напряжения V, а не разность и, как в номинальном режиме. Это приведет к появлению на выходе преобразователя 4 импульсов высокой частоть, которые будут распределяться блоком 9 распределения импульсов по соответствующим силовым вентилям. Высокая частота импульсов (порядка 10 кГц) гарантирует включение очередного вентиля почти сразу же, как только напряжение на его аноде станет положительным, т. е. выпрямитель будет работать с углом регулирования dL 0. Таким образом, работа выпрямителя в двух режимах с высокой частотой импульсов в выпрямительном режиме позволяет уменьщить время переходного процесса и уменьщить выбросы и провалы выпрямленного напряжения. Формула изобретения Устройство для управления выпрямителем, включающим сглаживающий дроссель и конденсатор на выходе, содержащее преобразователь напряжения в частоту импульсов, первый вход которого через дополнительную обмотку дросселя соединен с выходом

выпрямителя, второй вход соединен с источником эталонного напряжения, а выход с блоком распределения импульсов по вентилям выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения выбросов и провалов выходного напряжения выпрямителя, а также сокращения времени переходных процессов, оно снабжено датчикам тока, двухполярным компаратором, функциональным блоком, нуль-органом, схемой совпадения и двумя ключами, первый из которых включен параллельно первому, а второй - параллельно второму входу преобразователя, причем управляющие электроды первого и второго ключей соединены соответственно с выходами компаратора и схемы совпадения, входы которой соединены с выходами компаратора и нуль-органа, входы которого подключены к выходам выпрямителя, источника эталонного напряжения и функционального блока, вход которого вместе с входом компаратора соединен с датчиком тока, включенным последовательно с конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ф И 1

«a.f

U/dt

Т

Вы пр.

///////..7.

ZZ/77ZZ Z/7/ZZ

7ZZ//ZWZ 7Z&ZZ

.

2Z

Ч

УН

Фи2. 2

-4

инб. ,.

и