Устройство для управления автономным инвертором напряжения

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!3 576653

Союз Советских

Сециалистических

Ресеублик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14.04.76 (21) 2348827, 07 (51) М. Кл. H 02Р 13/16 с присоединением заявки Л

Государственный комитет

2 Приоритет

Совета Министров СССР ве делам изобретений Опубликовано 15.10.77. Бюллетень ¹ 38 (53) УДК 621.316.727 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 06.10.77 (72) Авторы изобретения

О. Г. Булатов, В. И. Олещук и Е. Е. Чаплыгин

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель вптБ

Фю .Д аИВ1йй (04) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УП РАВЛ ЕН ИЯ

АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТСРОМ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем управления автономных инверторов напряжения.

Известны устройства для управления автономными инверторами напряжения, обеспечивающие улучшенный гармонический состав выходного напряжения (1, 2). К их числу относятся устройства для формирования выходного напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ); устройства, основанные на следящем принципе; устройства, позволяющие осуществлять дополнитсльные коммутации на полупериоде выходного напряжения с целью выборочного устранения из кривой выходного напряжения паразитных гармоник. Эти известные устройства характеризуются значительной сложностью исполнения нз-за наличия генератора управляющего напряжения синусоидальной формы в схемах с ШИМ и следящих устройствах, которые особенно сложны при трехфазной реализации, или наличия высокоточного задатчика углов дополнительных коммутаций. Кроме гого, следящие устройства не позволяют синхронизировать частоту коммутации с выходной частотой инвсртора, что приводит к появлению в спектре выходного напряжения неканонических гармоник н субгармоник. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достнгасмому результагу является известное устройство для управления автономным ннвертором напряжения с прямоугольно-ступенчатой формой выходного напряжения. pel y,—.llðócìoão нгпротно-импульсным способом, содержащее генератор линейно-изменяющегося напряжения н источник управляющего сигнала. подключенные через сумматор и нуль-орган к распределителю импульсов (3). Однако прн практической реализации силовой преобразовательной установки на базе инвертора напряжения форма кривой выходного напряжения в зня .нтсльной степени искажается нз-за Ilclneaл !!ocr!1 Ilcто и!яка входного напряжения, кон!"н!ОГО 13рсМЕНН СРЯОЯТЫВЯННЯ К,1!ОЧЕ11, КОМ М1 Т!1 ЦНОН НЫХ процессов и т. д. В гыходном напряжении не удается полностью нсклю !ять канонические паразптныс гармоники низкого порядка, что застагляст увеличивать устяно13лснну10 мо!и20 постl. выходных фнльTpo13 и нрlн30днт к ух1дпlснн!О т(-.хннко-эконом нilсскнх нОк11за!с. Icll системы энергоснабжения.

ЦСЛЫО 11300PCTCIIEIEI 3!13;!11СТСЯ УЛУЧ1НСННС гармонического состава выходного многосту25 llellil aTOI o I!a!I pII i!ICE!Ill! EI 13TO lloihl IIOI 0 111113CpTOB II pc;E;1 0 >! el! I O 1; cTpo E I cT13c этО достн гается Tcxl, что оно дополнительно снабжено ключах;и н уснлнгслями с фнкснрованнымн коэффllllllcllтамн передачи, число которых со30 От13стс !.!!уст количеству уровней в нолуволнс

576653

15

З0

55 выходноГО на!!р51>кеIIII51 пнвер ГО)>а, !1 Гак>ес фильтром III13IIIIIx канонических гармоник выходного напряжения пнвсртора, причем входы усилителей подключены к выходу указанного фильтра через соответствующие ключи, управляющие цспп которых связаны с распределителем импульсов, а выход указанных усилителей связан со входом сумматора.

На фиг. 1 изображена структурная схема предло>кенного устройства; на фиг. 2 — временныс диаграммы его работы.

Предложенное устройство состоит пз генератора 1 лппсйпо-изменяющегося напряжения, источника 2 управляющего сигнала, сумматора 3, нуль-органа 4, распределителя 5 импульсов, ключей б — 8, усилителей 9- 11 и фильтра 12, На диаграммах фиг. 2 показаны: а — пятиступенчатое па полупсриоде выходное напряжение 13 — 17; б — линейно-изменяющееся !!апря>кение 18 и напряжение управления 19; в — импульсы управления 20 — 25; г — суммарный сигнал 26, выделяемый фильтром 12; д — интервалы работы 27 — 31 усилителей 9—

11; е — результирующий сигнал отрицательной обратной связи 32, поступа!ощий на дополнительный вход сумматора 3.

Импульсы управления 20 — 25 форв1иру1отся в моменты равенства линейно-изменяющегося напряжения 18, поступающего от генератора

1, величине напряжения управления 19, поступающего от источника 2. Оба напряжения lloступают на сумматор 3, далее — на нуль-орган 4, который в момент равенства напряжений 18 и 19 выдает команду на распределитель 5, формиру!ощий импульс управления на соответствующий элемент силовой схемы. Суммарный сигнал 26, выделенный фильтром 12, настроенным IIB низшие паразитные гармоники выходного папря>кения инвертора, амплитуды которых необходимо уменьшить, через ключи б — 8 и усилители 9 — 11 с фиксированными коэффициентами передачи, величины «оторых обратно пропорциональны величинам напряжения 13 — 17, производит изменение длительности соответствующего импульса в кривой выходного напря>кения инвертора, причем для импульса с меньшей амплитудой изменение длительности больше, чем для импульса с большей амплитудой. Равное изменение вольтсекундных площадок выходного напря>кения ипвертора при воздействии одинакового возмущающего сигнала свидетельствует о линейном характере коэффициента передачи цепи обратной связи.

Это обеспечивает одинаковое воздействие паразитной гармоники, заведенной в виде от/IIII,J Гельно11 Обратной связи, на выходное 1!апряжение при разной структуре силовой схемы.

Улучшение качества выходного напряжения автономных инверторов позволяет существенно уменьшить величину выходных фильтров, повысить КПД всей системы энергоснабжения, а также облегчить режимы работы потребителей. Дополнительным преимуществом предложенного устройства для управления является возмо>кность уменьшения количества уровней выходного напряжения (см. пунктирную линшо на фиг. 2, а) прп сохранении за счет действия обратной связи удовлетворительного гармош!веского состава выходного напря>кения. Эl О позво 15IcT упростить схему силовой I <1 с т и I I c I I I I. I I I ü с с у c à я и 0 !3 л с 1! I у 10 м О l и и Ос т ь.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором напряжения с прямоугольно-ступенчатой формой выходного папря>кения, регулируемого широтно-импульсным способом, содср>кащсс генератор линейно-изменяющегося напря>кения и источник управляющего сигнала, подключенные через сумматор и нуль-орган к распределителю импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения пнвертора, оно дополнительно снабжено ключами и усилителями с фиксированными коэГрфициептами передачи, число которых соответствует количеству уровней в полуволне выходного напряжения инвертора, а также фильтром низших канош1ческих гармоник выходного напря>кения инвертора, причем входы усилителей подключены к выходу указанного фильтра через соответствующие ключи, управляющие цепи которых связаны с распределителем импульсов, а выход указанных усилителей связан со входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бедфорд Б. и Хофт P. Теория автономных инверторов (перев. с англ.). М., «Энергия», 1969, глава б.

2. Патент Великобритании № 984567, кл. Н 2 G, 1965.

3. Тонкаль В. Е,, Липковский К. А, и Мельничук Л. П. Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов.

Преприпт — 49, Киев, изд-во АН Украинской

ССР, 1972, с. 3 — 10.

57() 653

Ьых. Риг 1 а,) г) е) Фи . 2

Заказ 2288)20 Изд. ¹ 826 Тираж 917 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 425

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Жданов

Редактор Л. Тюрина Техред И. Михайлова Корректор Л. Врахнина