Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления инвертором напряжения, использующим метод биений для формирования выходного напряжения. Цель изобретения - повышение надежности работы, КПД и уменьшение массы и габаритов инвертора. Высокочастотные инверторы напряжения 19, 20 обеспечивают питание нагрузки 23 через управляемый выпрямитель 21 и фильтр 22. Каждый инвертор имеет датчики 24 и 25 состояния петли гистерезиса. При насыщении сердечника одного из силовых трансформаторов увеличивается сигнал на обмотках датчиков 24, 25, появляется сигнал на входе формирователей прямоугольных импульсов 26 - 29, которые формируют сигналы сброса делителей частоты 2, 3, что приводит к уменьшению длительности полупериода насыщения силового трансформатора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVSЛИН (51) 5 Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВйДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

1 1РИ П НТ СССР

1 (61) 945947 (21) 4)47650/24-01 (22) 18.11 .86 (46) 15.04.90. Бюл..У 14 (72) В.А.Атрощенко, Ю.А.Кабанков, В.Н.Юрченко и А.Н. Пополитов (53) 621.316.727(088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

В 945947, кл. Н 02 М 7/48, 1980. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ С РРОМЕЖУТОЧНЫМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к электро,технике и предназначено для управления инвертором напряжения, использующим метод биений для формирования выходного напряжения. Цель изобSU. 1557 53 А2

2 ретения — повышение надежности работы,КПД и уменьшение массы и габаритов инвертора. Высокочастотные инверторы напряжения 1 9, 20 обеспечивают питание нагрузки 23 через управляемый выпрямитель 21 и фильтр 22. Каждый инвертор имеет датчики 24 и, 25 состояния петли гистерезиса. При насьицении сердечника одного из силовых трансформаторов увеличивается сигнал на обмотках датчиков 24, 25, появляется сигнал на входе формирователей прямоугольных импульсов 26"29, которые формируют сигналы сброса делителей частоты 2, 3, что приводит к уменьшению длительности полупериода насышения силового трансформатора.

2 ил.

1557653

Изобретение относится к электро, технике и предназначается для управ9 ления инвертором напряжения, использующим метод биений для 4ормирова5 ния выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности работы, КТЩ и уменьшение массы и габаритов и инвертора.

На Фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертора на биениях с цифровым устройством для управления, на

Фиг. 2 — временные диаграммы работы отдельных узлов цифровой системы для управления инвертором напряжения.

Цифровое устройство для управления состоит из кварцевого генератора

1, неуправляемого делителя 2 частоты, управляемого делителя 3 частоты, элементов И 4 и 5, счетчика 6 импульсов управляемого канала деления,. триггера

7, неуправляемого делителя 8 частоты, двух циФровых генераторов 9 и 10 синусоидальной функции, дешифратора 11, датчика 12 амплитуды выходного напря- 25 жения инвертора, элемента И 13, сумматора 14 и блокинг-генератора 15 с управляемой длительностью. Кроме того, на фиг. 1 показаны Формирователи 16 и 17 управляющих импульсов двух вы сокочастотных инверторов, Формирователь 18 управляющих импульсов реверсивного выпрямителя, высокочастотные инверторы 1 9 и 20 напряжения, реверсивный выпрямитель 21, выходной фильтр 22, нагрузка 23, датчики 24 и

25 состояния петли гистерезиса, Формирователи 26-29 прямоугольных импульсов, элемент ИЛИ 30 и триггер 31 управления трехвходовых элементов И.

На Фиг. 2 показаны: а — импульсы задающего генератора; б — импульсы неуправляемого делителя частоты, в импульсы управляемого делителя частоты, г — импульсы счетчика периодов выходного напряжения управляемого канала деления, д, е — импульсы неуправляемого делителя частоты по выходам

Я и Я соответственно, ж,з — форма выходного напряжения цифровых генераторов синусоидальной 4ункции, и — выходное напряжение датчика амплитуды, к — выходное напряжение сумматора, л - импульсы выходного напряжения управляемого блокинг-генератора, м— импульсы схемы И 13, н — выходные импульсы сброса дешифратора на управляемый делитель частоты от Формирователей 26 и 27 прямоугольных импульсов, р — импульсы сброса на управляемый делитель частоты от Формирователей 28 и 29 прямоугольных импульсов, с — выходные импульсы триггера

31 управления, т — выходное напряжение неуправляемого высокочастотного инвертора, у — выходное напряжение управляемого высокочастотного инвертора, ф — форма выходного напряжения инвертора на биениях.

Цифровое устройство управления работает следующим образом.

Импульсы от задающего генератора

1 (фиг.2а) поступают в два канала деления частоты, причем один из каналов работает с постоянным коэффициентом деления, а другой — с переменным. Импульсы с выхода делителей частоты 2 и 3 (Фиг.2б,в) поступают на 4ормирователи 16 и 17 импульсов, выходы которых подключены на силовые ключи соответствующих высокочастотных инверторов. Кроме того, импульсы с управляемого делителя частоты поступают на вход счетчика импульсов 6 и на вход другого неуправляемого делителя 8 частоты, выходные импульсы которого (фиг,2д,е) являются задающими импульсами для ци4ровых генераторов 9 и 10, работающих соответственно со сдвигом фазы, определяемым коэффициентом деления этого делителя. Выходное напряжение этих генераторов (4иг.2ж,з) суммируется с соответствующими знаками в сумматоре

14 с напряжением датчика 12 амплитуды (фиг.2и), а выходное напряжение сумматора (Фиг,2к) поступает на управляющий вход блокииг-.генератора 1 5, определяя длительность выходного импульса в момент запуска его положительным перепадом импульсов делителя 8 (фиг,2л)

Импульс блокинг-генератора 15 через элемент .И 13 пропускает на дешиФратор 11 определенное количество импульсов задающего генератора 1 (Фиг .2н), по числу которых дешифратор вырабатывает код переключения коэффициента деления управляемого делителя 3 (4иг.2н), что определяет рост разности фаз выходных напряжений делителей частоты 2 и 3 (фиг ° 2б,в).

По выходным импульсам делителей 2 и 3

Формирователи 16 и 17 импульсов формируют сигналы управления силовыми ключами высокочастотных инверторов

19 и 20, имеющие прямоугольную форму

Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием по авт.св .й 945947, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпиения надежности, КПД и уменьшения массы и габаритов инвертора, оно снабжено двумя датчиками насьпцения сердечников трансформаторов высокочастотных инверторов, каждый из которых имеет два противофазных выхода, четырьмя Формирователями прямоугольных импульсов, элементом ИЛИ и вторым триггером, первый неуправляемый делитель частоты и управляемый делитель частоты снабжены входами сброса, второй и третий элементы И снабжены третьими .входами, причем вьжоды первого датчика насьпцения подключены через первый и второй Формирователи

5, 1 5576 выходного напряжения (фиг.2т,у) . Управление реверсивным выпрямителем 21 осуществляется через формирователь 18 от триггера. 7 полупериодов (Фиг.2о) управляемый счетчиком 6 импульсов (Фиг .2г) . Выходное напряжение реверсивного выпрямителя (Фиг.2Ф) через фильтр 22 подается в нагрузку .23,, Таким образом, цифровое устройство работает, когда нет насьпцения в одном магнитопроводе силового трансформатора. При этом намагничивакщая сила в первичных обмотках недостаточна для перемагничивания сердечника датчика по полной петле гистерезиса, и сигнал с его обмоток отсутствует.

С началом насыщения одного из силовых трансформаторов величина тока в первичных обмотках начинает возрас- 20 тать, что приводит к перемагничиванию магнитопровода датчика по полной петле гистерезиса и возрастаныо величины сигнала с обмоток датчиков 24 и 25 (фиг,1), появлению сигнала на 25 входе формирователей 26-29 прямоугольных импульсов, которые Формируют сигналы сброса делителей 2 и 3 частоты, что приводит к уменьшению длительности полупериода насыщения силового трансформатора. Так как значение следующего за ним полупериода остается без изменения, сердечник трансформатора выходит из режима насьпцения и начинает перемагничиваться в противо35 положную сторону.

Так, например, в момент времени (Фиг.2) сработал датчик 24, по выходному импульсу которого формирователь 26 сФормировал импульс сбро- 40 са (фиг.2п) на неуправляемый делитель 2 частоты. При этом полупериод насьпцения (фиг .2б) уменьшается, что уменьшает широтно †модулированн импульсы выходного напряжения (Фиг.2ф) 4

Значение следующего за ним полупериода остается без изменения (фиг.2б), что выводит сердечник из состояния насьпцения. Уменьшение выходного напряжения инвертора Фиксирует датчик

12 амплитуды (Фиг.2и), что приводит к повьппению выходного напряжения сумматора 14 (фиг.2к), увеличению ширины импульса блокинг-генератора 15 (Фиг.2л) и увеличению количества им 55 пульсов задающего генератора 1, проходящих через схему И 13 .(Фиг.2м).

Это приводит к дополнительному изменению коэффициента де ения управ53 6 ляемого делителя и, как следствие, к увеличению амплитуды выходного на пряжения. Аналогичным образом схема работает и по каналу управляемого делителя частоты, когда задействова. ны датчик 25 состояния петли гистерезиса и формирователя 28 и 29. С целью предотвращения работы силового трансформатора по частному циклу и обеспечения максимального значения полупериода, следующего за полупериодом насьпцения (фиг.2в), выходные импульсы формирователей 28 и 29 через схему ИЛИ 30 поступают на первый вход триггера 31 управления (фиг.2р) и переводят его в такое состояние, что он своим выходным напряжением (фиг.2с) запрещает прохождение импульсов сброса через схемы И 4 н 5

/ на время полупериода, следующего за полупериодом пересьвцения.

Использование двух датчиков состояния петли гистерезиса с соответствующими добавлениями в схему обеспечивает надежную работу инвертора с промежуточным высокочастотйым преобразованием, уменьшение массогабаритных показателей и повышение его КПД за счет контроля состояния петли гистерезиса трансформаторов высокочастотных инверторов и отсутствия режима глубокого насьнцения, а также поддержания выходного напряжения в заданных пределах, что существенно для установок гарантированного питания.

Формула изобретения

)557653 ход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход второго триггера подключен к выходу управляемого делителя частоты, а выход — к третьим входам второго и третьего элементов И. прямоугольных импульсов к входам сброса первого неуправляемого делителя частоты, выходы второго датчика насыщения подключены через третий и четвертый формирователи прямоугольных импульсов к входам элемента ИЛИ, выР

С

Т! 2

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 722 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãîðîä, ул.. Гагарина,1

tt 11 .. Г 101

8 д е

Ю

Составитель В. Бунаков

Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская