Способ управления преобразователем постоянного тока и переменный с промежуточным звеном высокой частоты Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к элекчро- технике и может быть использовано {. для безбалластного питания газоразрядных ламп высокого и низкого давле ния стабилизированным током повышенной частоты. Известен способ управления преобразователем с промежуточным звеном высокой частоты на двух инверторах, питающих непосредственный преобразсватель частоты, который обеспечивает заданную форму выходного напряжения преобразователя путем изменения фазового сдвига близких, регулируемых по частоте импульсных последо вательностёй для урравления инверторами и разностной импульсной последо вательности для управления непосредственным преобразователем частоты Щ Недостатком данножо способа является ТО, что он не может обеспечить стабилизацию выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления преобразователем постоянного тока в переменный с промежуточным звеном высокой частоты согласно которому формируют две близкие по частоте импульсные высоко частотные последовательности для управления двумя однофазными инверторами и разностную импульсную последовательность для управления непосредственным преобразователем . частоты, питающей цепью которого являются последовательно соединенные выходы упомянутых однофазных инверторов, изменяют разность частот импульсных высокочастотных последовательностей, сдвиг фаз между ними изменяют на противоположный в точках максимума заданной кривой выходного напряжения преобразователя, а при регулировании выходной частоты независимо от величины выходного напряжения упомянутый сдвиг фаз между двумя импульсными последовател ностями поддерживают постоянным 2 Недостатком данного способа является то, что регулирование вь1ходе1ог напряжения сопряжено с искажением формы кривой, для улучшения которой осуществляют частотную модуляцию высокочастотных импульсных последова тельностей удвоенно выходной часто той преобразователя. Это усложняет алгоритм управления преобразователем и реализацию способа. Кроме того, из-за отсутствия регулирования выходного напряжения в зависимости от отклонения действующего значения тока нагрузки от заданной величины способ не может обеспечить стабили- , зацию выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки и колебаний напряжения ,сети, питающей преобразователь. / Целью изобретения является упрощение и стабилизация выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что измеряют действующее значение тока нагрузки, задают значение установки тока, сравнивают эти значения. В зависимости от отклонения действующего тока нагрузки от значения тока уставки изменяют амплитуду колебаний фазового сдвига (f между двумя высокочастотными импульсными последовательностями, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними изменяют по периодическому закону в пределах от Ц) (Г яо (f О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности. При таком способе управления высокочастотные синусоидальные напряжения с равными амплитудами суммируются UUl ,ntu, ,Принимая, что частоты о, 0)2 } а разность фаз (((ЮоЬ)),-Ct jtlOot) при Ct, 0, tf(,(Uplt) периодически изменяют по заданному закону с частотой 6)о , равной частоте низкочастотной импульсной последовательности, получим выражение суммарного напряжения инверторов г . UlUotn Ц l. «iYllCOt 2j UW-JU COb5 Анализ полученного уравнения показывает, что высокочастотное выходное напряжение инверторов модулировано по определенному закону в зависимости от закона модуляции фазы VCUot) Для стабилизации выходного тока в широких пределах изменения нагрузки (от режима короткого замыкания

до. номинального или колебания напряжения питающей сети необходимо регулировать в пределах от нулевого до максимального значения выходное напряжение преобразователя.

Это достигается при любом гармоническом ГЗ законе модуляции СИоЧ l)() регулированием амплитуды { путем изменения величины сдвига фаз высокочастотных импульсных последовательностей в пределах от if eii до (j 0.

На фиг. 1 а,S , Ь показаны временные диаграммы высокочастотных импульсных последовательностей и векторные диаграммы напряжений инверторов; на фиг. 1 2 - временная диаграмма низкочастотной импульсной последовательности; на фиг. 1, диаграммы мгновенных значений модулированного напряжения инверторов и выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 2 - схема силовой части и устройства для управления npeodlpaзователем, реализующим способ.

Диаграммы на фиг. I, а соответствуют моменту времени, когда((tJot) .На фиг. 1, д.е, это соответствует мгновенному значению напряжения в точке ж. .

Диаграммы на фиг. I, б соответствуют моменту времени, когда

-

(j;( . В диаграммах на фиг. J

tf е это соответствует мгновенному

значению напряжения в точке J

Диаграммы на фиг. 1, Б соответствуют моменту времени, когда /X , - .

((Wo) В диаграммах на фиг. , л е это соответствует мгновенному значению напряжения в точке и .

На фиг. I 5, е пунктиром показаны диаграммы мгновенных значений, когда VCWo) О, в этом случае мгновенное значение выходного напряжения непосредственного преобразователя максимально.

Силовая часть содержит общий источник 1 постоянного тока для питания высокочастотных однофазных инверторов 2 и 3, выходы которых подключены к непосредственному преобразователю 4 частоты. I Устройство для упраьления преобразователем содержит высокочастотный

генератор 5, подключенный через триггеры 6 и 7 к формирователям 8,9, низкочастотный генератор 10, подключенный через триггер I1 к формирователю 12, датчик 13 тока, подключенный к блоку сравнения 14, балансный усилитель 15, усилитель 16, подключенный к выходу генератор 10. Выходные импульсы генератора 5 с помощью триггеров 6 и 7 и формирователей импульсов 8 и 9 управляют тиристорами высокочастотных инверторов 2 и 3.

Выходные иьшульсы генератора 10 с помощью триггера 11 и формирователя 12 импульсов управляют тиристорами непосредственного преобразователя 4 частоты.

Сигнал датчика I3 тока сравнивается с заданным сигналом уставки тока в блоке 14 сравнения, разностный сигнал которого подается на балансный усилитель 15, управляющий коэффициентом усиления усилителя 16, на вход которого поступает сигнал низкочастотного генератора 10. На выходе усилителя 16 формируется сигнал, определяющий Jзакон изменеии и амплитуду фазы(до-1) , который управляет триггером 7. Величина амплитуды ( колебания фазы(|} (UQi) зависит от изменения сопротивления нагрузки или напряжения питающей сети: при увеличении сопротивления нагрузки(или снижении напряжения сети) ( увеличивается, при уменьшении сопротивления нагрузки(или повьшении напряжения сети) Q уменьщается. Это приводит к соответствующему изменению уровня выходного напряжения и стабилизации тока нагрузки.-

Использование данного способа по сравнению с существуюпрт обеспечивает следующие преимущества:

а)возможность стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки;

б)возможность формирования выходного тока по любому заданному закону;

в)регулирование выходного напряжения в широких пределах с минимальньми искажениями формы без дополии-гс тельного компенсирования искажения, что упрощает реализацию способа.

L t . I t t I I I I I I I I I I . I I I I i , I 1-1 I г n I I 1 I I I J I I I И I I , I I 1 , I V.

(Ot I I I t I it I I rl I 1 I } I 5 1 I I I I I M t i I i t I I I I LJ I I L i j 1 r I I I I II I t I t I I I t I t I И I 1 I I I I I I I II I t 1 I { I г U I I I till

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЗВЕНОМ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ, состоящим из двзгх однофазных инверторов и непосредственного преобразователя частоты, питающей цепью которого являются последовательно соединенные выходы упомянутых однофазных инверторов, заключающийся в том, что формируют две высокочастотные импульсные последовательности для управления однофазными инверторами и низкочастотную импульсную последовательность для управления непосредственным преобразователем частоты, отличающийсятем, что, с целью упрощения и стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки, измеряют действующее значение тока нагрузки, задают значение уставки тока, сравнивают эти значения, в зависимости от отклонения действующего тока нагрузки от значения тока уставки изменяют амплитуду колебаний фазового сдвига ( между двумя высокочастотными импульсными последовательностями, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними изменяют по периодическому закону в пределах от (|) (if f- О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности. ,

tiB.2