Регулируемый многоячейковый преобразователь

 

РЕГУЛИРУЕМЫЙ МНОГОЯЧЕЙКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий N фазорегудирующих узлов, подключенных к цепям управления N соединенных по входу параллельно инверторных ячеек . с вьпсодными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель и L-Cфильтр подключены к выходным выводам преобразователя, задакяций генератор, выход которого соединен с входами синхронизации всех фазорегулируквдих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход преобразователя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, он снабжен соединенными последователь но регулятором амплитуды, соединенным через узел управления с управляющим входом преобразователя, и усилителем импульсов с выходным трансформатором , вторичная обмотка которого | включена через диод между отводом обмотки дросселя L-C-фильтра и выходным выводом преобразователя, а цепь управления усилителя соединена с выходом задающего генератора. эо | о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1(5П Н 02 M 3 335 ъ»л"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3499599/24-07 (22) 12.10.82 (46) 23 ° 03.84. Бюл. 9 ll (72) С.К.Земан, A.Â.Êîáçåâ, В.Ф.Кощевец и Н.M.Ìóýû÷åèêo (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 851832, кл. G 05 F 1/64, 1978.

2. Кобзев A ° Â.Ìíoãoçîííàÿ импульсная модуляция, Новосибирск, Наука

1979, с ° 281. (54) (57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ МНОГОЯЧЕЙКОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий N фазорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления N соединенных по входу параллельно инверторных ячеек с выходными трансформаторами, вторич„„SU„„17 0 A ные обмотки которых соединены после довательно и через выпрямитель и L-Сфильтр подключены к выходным выводам преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен с входами синхронизации всех фазорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход преобразователя,.о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, он снабжен соединенными .последователь но регулятором амплитуды, соединенным через узел управления с управляю. щим входом преобразователя, н усилителем импульсов с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого Я включена через диод между отводом обмотки дросселя L-С-фильтра и выходным выводом преобразователя, а цепь управления усилителя соединена с выходом задающего генератора. l

1081760

Изобретение относится к электротехнике, в частности к многоячейковым преобразователям постоянного напряжения в постоянное, и может найти применение при регулировании напряжения в широком диапазоне с высоким качеством выходных параметров.

Известны многоячейковые преобразо ватели постоянного напряжения в постоянное со звеном промежуточной частоты, содержащие задающий генератор, и несколько инверторных ячеек, соединенных по входу параллельно, а по выходу последовательно Pl).

Отличительной особенностью данных преобразователей является то, что 15 они обеспечивают регулирование выход. ного напряжения от нуля до максималь ного значения. Наличие пульсаций выходного напряжения, в виде провалов, возникающих в результате конечной крутизны фронтов прямоугольного напряжения промежуточной частоты приводит к существенному ухудшению качества выходного напряжения, снижению энергетических показателей, увеличению массы и габаритов выходных фильтров и, соответственно, к снижению быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, является преобразователь, который содержит задающий генератор, N фаэорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления N,ñoåäèíåííûõ по входу параллельно инверторных ячеек с вьходными трансформаторами, в соричные З5 обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель и 1-Гфильтр подключень1 к выходным выводам преобразователя, Выход задающего генератора, соеди 4р нен с входами сннхрон лзации всех

Фазорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вывод преобразователя(21.

Основным недостатком известйого 45

1 преобразователя является то, что в моменты переключения инверторов на выходе появляется провал напряжения, обусловленный конечной крутизной

Фронтов прямоугольного напряжения вторичных обмоток трансформаторов,коммутацией диодов выходного выпрямителя.

Для компенсации провала в выходном напряжении необходимо увеличивать мощность реактивных элементов фильтра, что приводит к снижению энергетических и массо-габаритных показателен всего преобразователя.

Необходимо указать, что для преобразоэателей с низким выходным напряжением и большими токами нагрузки 60 полностью компенсировать провал в выходном напряжении »е удается из-за наличия индуктивной составляющей в полном сопротивлении конденсаторов фильтра. 65

Целью изобретения является повыше ние качества выходного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в регулируемый преобразователь, содержащий N фазорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления N соединенных по входу параллельно инвер торных ячеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель и L-С фильтр подключены к выходным выводам преобразователя, задающии генератор, выход которого соединен с входами синхронизации всех фазорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход преобразователя, введены включенные последовательно регулятором амплитуды, соединенныи через узел управления с управляющим входом преобразователя и усилитель импульсов с выходным транс форматором, вторичная обмотка которого включена через диод между отводом обмотки дросселя указанного фильтра и выходным выводом преобразователя, а цель управления усилителя соединена с выходом задающего генератора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема регулируемого многоячейкового преобразователя; на Фиг. 2 диаграммы, поясняющие его работу.

Регулируемыи преобразователь (Фиг. 1) содержит N фазорегулирующих узлов 1-3 (И=З) с последовательно нарастающими уровнями сравнения, N инверторных ячеек 4-6 с выходными трансформаторами 7-9, вторичные обмотки 10-12 которых соединены последовательно и через выпрямитель 13, дроссель 14, конденсатор 15 фильтра

16 подключены к нагрузке 17. Задающий генератор 18 выходом соединен с входом синхронизации фаэорегулирующих узлов 1-3, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий 19 преобразователя.

Регулятор амплитуды 20 включен последовательно с усилителем импульсов 21 и через узел управления 22 соединен с входом управления 19.Усилитель импульсов 21 с выходным транс форматором 23 подключен к выходу задающего генератора 18„Вторичная обмотка 24 трансформатора 23 одним выводом через диод 28 соединена с отводом обмотки дросселя 14 фильтра

16, а другим выводом с нагрузкой

17.

На фиг. 2 приведены диаграммы напр женин, поясняющие работу преобразователя: 26 — напряжение на выходе выпрямителя, например, прл полном регулировании двух эон; 27 — напряжение на выходе задающего генератора; 28 — напряжение на выходе усилителя импульсов; 29 — напряжение на

1081760

В предлагаемом преобразователе в моменты пауз выходного напряжения которые по времени совпадают с импульсами напряжения 27 эадающе генератора, включается усилител импульсов 21 .с трансформатором 23.

В его вторичной обмотке 24 появляется импульсное напряжение 28, которое через диод 25 и часть обмотки дрос10 и к селя 14 прикладывается к нагрузке 17 компенсирует провал напряжения.

Напряжение 29 на нагрузке не имеет характерного провала. Амплитуда импульсов усилителя 21 изменяется регулятором амплитуды 20 в эависимос

15 ти от уровня Ц на управляющем входе

19 к оторыи связан с ним через узел управления 22.

Регулятор амплитуды 20 с узлом управления 22 может быть выполнен по схеме линейного регулятора с проходным регулирующим элементом непрерывного действия, либо по схеме ключевого или релейного регулятора.

Усилитель импульсов 21 выполнен по схеме импульсного усилителя мощности с трансформаторным выходом или по схеме блокинг-генератора. Длительность импульсов определяется длительностью паузы выходного напряжения

30 выпрямителя 13.

Таким образом, введение в регулируемый преобразователь регулятора амплитуды с узлом управления и усилителя импульсов с трансформатором, вторичная обмотка которого через

35 диод подключена к отводу обмотки дросселя фильтра, позволяет повысить качество выходного напряжения за счет компенсации провалов напряжения выходного выпрямителя в моменты переключения регулируемых инверторов и диодов выпрямителя без увеличения габаритов и массы фильтра.

При отсутствии напряжения U на управляющем входе 19 преобразователя ключи инверторных ячеек 4-6 управляются по закону, исключающему возможность закорачивания источника питания, но при этом первичные обмотки трансформаторов 7-9 закорочены. Напряжение на выходе преобразова.еля отсутствует. Появившееся напряжение

Б на управляющем входе преобразователя 19 подается на управляющие входы фазорегулирующих узлов 1-3 с последовательно нарастающими уровнями сравнения, которые последовательно (по мере нарастания U>) регулируют фазу управляющих напряжений инверторных ячеек 4-6. При этом инвертор, ные ячеики 4-6 реализуют последовательное регулирование методом широт но-импульсной модуляции напряжения на первичных обмотках трансформатоpîâ 7-9. Напряжение вторичных обмоток 10-12, соединенных последователь но, суммируется и через выпрямитель

13 и LC-фильтр 16 подается в нагрузку 17. Таким образом, напряжение 26 на нагрузке регулируется по методу многоэонной импульс и но модуляции.

В моменты коммутации ключей инверторных ячеек 4-6 и диодов выпрямителя

13 нап яж ряжения 26 на выходе выпрямителя 13 и меет нулевые паузы, значительно ухудшающие качество выходного напряжения. Для компенсации па з выхо дного напряжения 26 в известных пауз прео pазователях необходимо увеличивать мощность реактивных элементов фильтра 16. выходе преобразователя, например, от двух зон регулирования.

Påã л егулируемый преобразователь работает следующим образом.

ВНИИПИ Заказ 1562/50

Тираж 667 Подписное

Филиал ППП- "Патент", r,Ужгород,ул.Проектная,4