Способ управления вентильными преобразователями

 

.т I и

1

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< l5629I2

Союз Советских

Социалистических

Республик

4,,фф (61) Дополнительное к авт. сзид-ву— (22) Заявлено 05.02.76 (21) 2321624/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 13.10.77 (51) Ч Кч г H 02 P 13/16

Гасударственный комитет

Совета Ииннстрев СССР ао делам нзебретеннй

H открытки (53) УДК 621.316.727 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Завьялов, Г. М. Мустафа, Ю. К. Розанов и Н, A. Угренинов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЪНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к регулированию статтl÷åñêèõ преобразователей, работающих в режиме прерывистых токов на входе или на выходе.

Известны несколько типов преобразователей, содержащих з цепи постоянного тока реактор, ток через, который в зависимости от режима нагрузки может становиться прерывистым.

Известен «вертикальный» способ управления преобразователями, оcíîâàííûé на формировании пилообразного напряжения и сравнения его с управляющим напряжен кем, используемый, в частности, для управления стабилизированными выпрямителями, работающими на Г-образный LC-фильтр или выпрямителями, нагруженными на якорь машины постоянного тока через сглаживающую индуктивность.

При «вертикальном» способе управления внешняя хара ктеристика преобразователей, являющаяся жесткой при раооте в режиме непрерывных токов через дроссель, оказывается падающей при переходе к режиму прерывистых токов.

Наиболее бл.лзким по технической сущности к изобретечлю является способ управления преобразователями в режиме прерывлстых токов путем сравнения пилообразного напряжен; я с опорным напряжением, фиксации момента равенства этих напряжений, являющегося моментом управления в режиме прерывистых токов, и задержки относительно этого момента на определенное время момента срормнрозакия импульса управления в режиме прерыВистых токОВ с целью точной ком пексации изменений внешней характеристики пэеобразователя. При этом способе управления требуемая задержка импульса управления вычисляется точко путем интегрирования э. д. с. (или противо-э. д. с.) преобразователя.

Для реализации этого способа требуется датчик э. д. с. (пли противо-э. д. с.), интегра тор и компаратор. Сложность осуществления способа делает целесообразным е-о примекекпе лишь в преобразователях мощно: тью з несколько кнловольтампер и выше.

Цель изобретекия — упроще ьпе способа, 20 позволяющее с помощью достаточно простых аппаратурпых с„"едстз, применение которых особенно целесооо,.",зко в преобразователях малой мощзостп, обеспечить необходимую жесткость внешней характеристики преобра25 зователей при работе пх в режиме прерывистых токов.

Дост.-|гается это тем, что з момент прерывания тока умскьш",þò крутизну пилообразно"0 напряжек™я, и импульсы упразле"ия форЗо м:груют з момент., р;.зенства оп"ркого напря562912

55 б0

?кения и участка пилообразного напряжения с уменьшенной крутизной.

На фиг. 1 — 3 приведены линейные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ применительно к однофазному инвертору, к преобразователю постоянного напряжения в постоянное и к управляемому вы прямителю

cooTIBQTcTBBHHo; на фиг. 4 — схема осуществления предлагаемо"o способа.

На чертежах приняты следующие цифровые обозначения: 1 — 8 — токи через дроссель, соответствующие трем значениям нагрузки;

4 — б — соответствующие пилообразные напря>кения; 7 — 9 — соответствующие моменты управления; 10 — 12 — соответствующие моменты обрыва тока; 18, 14, 15 — выходное

»»а пряжение иивертора, входное напряжение преобразователя постоянного напряжения в постоянное и входное напряжение управляемого выпрямителя соответ=твенно; 16, 17, 18— выходное напряжение инвертора, выходное напряже|ние преобразователя постоянного напряжения в постоянное и входное напряжение (на пряжение сети) управляемого выпрямителя соответственно; 19 — опорное напряжение преобразователя постоянного напряжения в постоянное; 20 — напряжение управления управляемого выпрямителя; 21 — датчик сква?кности тока; 22 — транзистор, определяющий изменение наклона пилы в бестоковой паузе; 28 — транзистор, задающий наклон «пилы», 24 — транзистор, синхронизирующий пилообразное напряжение; 25 — компаратор; 26 — 29 — резисторы; 80 — конде»»сатор; 81 — ток через дроссель; 82 — цепь синхронизации; 88 — напряжение управления;

84 — TQIK к распределителю импульсов H (да лее) на выходные каскады и тиристоры; 85— напряжение питания.

В режиме непрерывного входного тока 1 (см. фиг. 1) формирование импульса управления происходит при пересечении пилообразного напряжения 4 с выходным напряжением

16 инвертора в момент 7. В режиме прерывистого входного тока 2 (или 8) в момент 11 (или 12) обрыва тока уменьшается крутизна пилообразного напряжения, которое в этом лучае I»p»»HI»v»aeT ломаную форму 5 (или 6).

Пересечение пилообразного напряжения 5 (или б) с выходным на пряжением и нвертора

16 определяет момент 8 (или 9) формирования управляющего импульса, который оказывается смещенным в сторону запаздывания относительно импульса в момент 7.

Аналогично происходит смещение моментов упра влен?»я в преобразователе постоянного напряжения в лостояньое (см. фиг. 2) и в управляемом выпрямителе (см. фиг. 3). В этих лучаях в момент обрыва тока 11 (или 12) также происходит уменьшение крутизны пилообразного напряжен:»я 5 (или б) и момент управления определяется пересечением этого

:»а пряжения либо с опорным напряжением 19 преобразователя, либо с напряжением управ,;ения 20 выпрямителя.

Выбор наклона полого участка пилообразного напряжения целесообразно осуществлять ло режиму наибольшей прерывистости (когда бестоксвая пауза имеет наибольшую длительность), Для этого режима наклон полого участка определяется по двум точкам: по точке на крутом участке, соответствующей моменту обрыва тока, и по точке на кривой выходного напряжения инвертора (или опорного напряжения, или напряжения управления), соответствующей углу управления, обеспечивающему номинальное выходное напряжение и определяемому с помощью точного способа управления. Этот наклон полого участка при других режимах прерывистости (с меньшим "I длительностями бестоковых пауз), когда определение угла управления уже не является точным, обеспечивает наименьшую погрешность предлагаемого способа.

Приведенная на фиг. 4 одна из возможных схем осуществления, иллюстрирующая предлагаемый способ, работает следующим образом.

Датчик окважности тока 21 при налич»гн тока 81 формирует на своем выходе сигнал, который открывает транзистор 22. Это приводит к открытию транзистора 28, на базу кото. рого поступает отрицательный потенциал от делителя; резистор 28 и параллельное соединение резисторов 26 и 27. Через резистор 29 и переход коллектор-эмиттер транзистора 28 происходит заряд конденсатора 80. Пилообразное напряжение с конденсатора поступает

HB один из входов компаратора 25, íà Glo ВТорой (инверсный) вход подается напряжение

yHpaiBления 88. В момент равенства этих на»»ряжений происходит переброс компаратора и формирование импульса управления. Синхронизация пилообразного напряжения осущест вляется периодическим разрядом конденсатора 80 через транзистор 24, управляемый от цепи синхронизации 82. Во время бестоковой паузы транзистор 22 закрыт; потенциал, поступающий на базу транзистора 28 от дел:Iтеля на резисторах 28 и 27, оказывается менее отрицательным. Поэтому транзистор 28 будет более закрыт, чем в первом случае. Этому соответствует большая постоянная времени заряда конденсатора 80 и соответственно меньший наклон пилообразного напряжения.

Итак это осуществление способа по существу не требует изменения стандартной схемы фазового управления, кроме установки датчика скважности входного (или выходного) тока. Для преобразователя постоя нного напря?кения в постоянное (см. фиг. 2), используемая аппроксимация является точной, если реактор фильтра линеен и линейны оба участка кривой пилоо браз»»ого напряжения (во время бестоковой паузы и на интервале, когда выходной ток отл»»чен от нуля). У остальных двух приведенных типов преобразователей кривая пилообразного напряжения, состоящая из двух линейных участков, обеспечивает лишь приближенную, однако, достаточно точную, аппрок562912 симацию. Таас, для инвертора с выходным напряжением 380 В и входным напряжением

280 В, работающего в граничном режиме прерывистого тока при 100о о нагрузки, при соответствующем выборе наклонов на первом и втором участках отклонение выходного напряжения не превышает Зо о при изменении нагрузки от 0 до 100%.

Формула изобретения

Способ управления вентильными преобразователями, состоящий в том, что в режиме непрерывных токов импульсы управления формируют в моменты равенства опорного и пилообразного напряжений, а в режиме прерывистых токов импульсы управления формируют с задержкой относительно этих моментов, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения, в момент прерывания тока уменьшают, крутизну пилообразного напряжения, и импульсы управления формируют в моменты

10 равенства опорного напряжения и участка пилообразного напряжения с уменьшенной крутизной.

562912

Составитель В. Бунаков

Техред И. Карандашова

Редактор Е. Гончар

Корректор В. Гутман

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 529/1421 Изд. № 75 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5