Способ регулирования постоянного напряжения

 

D:"." : .

G П И-W:À:Í:È вЂ” Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.V.1969 (№ 1331753/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 06.Х.1970. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 1б.XII.1970

Кл. 21с, 64/50

21 а4 35/14

МПК Н 02р 9/30

Н 02р 13/14

УДК 621.313.12.024.07 (088.8) Комитет по делам ивобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. В. Цоканов и О. И. Хасаев

Заявитель

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Для известных способов регулирования постоянного напряжения, например, для электрических машин, методом широтно-импульсной модуляции с использованием по меньшей мере двух источников предпочтительно с равным выходным напряжением, соединенным между собой последовательно согласно и регулируемых соответствующими каждому источнику по- лупроводниковыми ключами, коммутируемыми с одной и той же частотой, и сглаживающего

LC-фильтра с шунтирующими диодами, на которых происходит суммирование промодулированных напряжений источников, характерны большие постоянные времени сглаживающих фильтров.

По предлагаемому способу с целью уменьшения постоянной времени фильтра при заданном уровне пульсаций выходного напряжения суммирование промодулированных напряжений производят по длительности их импульсов путем последовательной коммутации указанных ключей так, что каждый последующий ключ открывают при запирании предыдущего.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, поясняющая предложенный способ; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Схема содержит источники постоянного напряжения /„11 Ug,модулирующие полупроводниковые ключи К1 и К2, .шунтирующие диоды Д,, Д2, схемы Уь У управления ключами К и К2 соответственно; фильтр Ф; задающий генератор ЗГ; блок управления БУ; сигнал У управления.

5 Схема работает следующим образом.

Источники напряжения U> и U» включены последовательно согласно и зашунтированы диодами Д. Каждый из источников U, и U модулируется ключами К1 и К соответственно. Сигналы управления на К, и К поступают от соответствующих схем управления У, и V2.

Импульсы промодулированных напряжений

U, и U суммируются на диодах Д п Д, и регулирующее напряжение поступает на вход

15 LС-фильтра Ф, на выход которого подключена нагрузка Z„Частота модуляции ключей К и

К2 определяется задающим генератором ЗГ, который вместе со схемами управления У, и

У ключей К1 и К образует блок управления

20 БУ.

Задающий генератор ЗГ осуществляет синхронизацию схемы управления У, ключа Кт, которая, в свою очередь, синхронизирует схему управления У> ключа К9, таким образом, 25 что ключ К. открывается при запирании К1.

В результате импульсы промодулированных напряжений прикладываются ко входу фильтра последовательно друг за другом, как это видно из временных диаграмм на фиг. 2, 50 где U> и U — источники постоянного напря283370 жения; U> — результирующее напряжение на входе сглаживающего фильтра.

В случае, когда Ь вЂ” — U> — — — ", в предлагаемом устройстве П 2t„

U, = — 1 — "Й+ — 1 "Й= —" 2;, (1) а амплитуда первой гармоники переменной составляющей на входе фильтра: 4п,„= U„sin 2 . .

1 (2) Расчеты показывают, что в известном способе регулирования постоянного напряжения, где суммирование промодулированных напряжений на шунтирующих диодах ведется по их амплитуде, среднее значение пульсирующего напряжения (постоянная составляющая) равно: (1+ 2) Г

UI (2 > Uñð Uï Т

К .

2 при где у= — коэффициент заполнения, а ампли ï

Т туда первой гармоники связана с параметрами импульса следующим уравнением

U, — 2(U, +U,) . sin y (4) г.

Сравнивая (1) и (3), а также (2) и (4), можно сделать следующие выводы: а) постоянные составляющие результирующего напряжения на входе фильтра в обоих случаях равны; б) амплитуда первой гармоники указанного напряжения в предлагаемом способе в два раза (при двух источниках) меньше амплитуды, получаемой при регулировании по известному способу; в) закон изменения амплитуды первой гармоники в зависимости от у при регулировании предлагаемым способом имеет дополнительный минимум, равный нулю при у=0,5.

Аналогичные изменения претерпевают прп регулировании предлагаемым способом и амплитуды высших гармоник.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает уменьшение переменной составляющей на входе сглаживающего фильтра во всем диапазоне изменения у (от 0 до 1), что дает возможность уменьшить его габариты и вес при заданном уровне пульсаций выходного

10 напряжения, поскольку габариты и вес сглаживающего фильтра жестко связаны с амплитудой переменной составляющей на входе фильтра, частотой модуляции и заданным уровнем пульсаций выходного напряжения.

15 При использовании трех и более источников напряжения при условии U — — U — †... U„= п — (где и — число источников, U суми марное напряжение питания) это приводит к соответствующему пропорциональному уменьшению амплитуды переменной составляющей напряжения на входе сглаживающего фильтра и дает возможность при заданном уровне пульсации выходного напряжения с помощью предложенного.способа уменьшить габариты и вес фильтра в еще большей мере.

Предмет изобретения

Способ регулирования постоянного напряжения, например, для электрических машин методом широтно-импульсной модуляции с использованием по меньшей мере двух источни35 ков предпочтительно с равным выходным напряжением, соединенных между собой последовательно согласно и регулируемых соответствующими каждому источнику полупроводниковыми ключами, коммутируемыми с одной

40 и той же частотой, и сглаживающего LC-фильтра с шунтирующими диодами, на которых происходит суммирование промодулированных напряжений источников, отлича ощийся тем, что, с целью уменьшения постоянной времени

45 фильтра при заданном уровне пульсаций выходного напряжения, суммирование промодулированных напряжений производят по длительности их импульсов путем последовательной коммутации указанных ключей так, что

50 каждый последующий ключ открывают при запирании предыдущего.

Фиг. 1

Фиг 2

Составитель E. Круглова

Редактор В. В. Фельдман Техред А. А, Камышникова |Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина

Заказ 3586/7 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2