Способ управления преобразователем постоянного тока и переменный с промежуточным звеном высокой частоты

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЗВЕНОМ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ, состоящим из двзгх однофазных инверторов и непосредственного преобразователя частоты, питающей цепью которого являются последовательно соединенные выходы упомянутых однофазных инверторов, заключающийся в том, что формируют две высокочастотные импульсные последовательности для управления однофазными инверторами и низкочастотную импульсную последовательность для управления непосредственным преобразователем частоты, отличающийсятем , что, с целью упрощения и стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки, измеряют действующее значение тока нагрузки, задают значение уставки тока, сравнивают эти значения, в зависимости от отклонения действующего тока нагрузки от значения тока уставки изменяют амплитуду колебаний фазового сдвига ( между двумя высокочастотными импульсными последовательностями, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними изменяют по периодическому закону в пределах от (|) (if f- О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности. ,

СО(ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (и) 3(51) Н 02 Р 13/30

Г Ф .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП;ИЙ (21) 2937598/24-07 (22) 10.06.80 (46) 15.11.84. Бюл. Ф 42 (72) П.И.Бальчюнас (71) Каунасский политехнический ин -. ститут (53)621.316.727(088.8) (56) 1. Проблемы технической электродинамики, 45. Киев, "Наукова .: думка", 1970, с. 288-289.

2. Авторское свидетельство .СССР

11 604122, кл. Н 02 P 13/18, 1977. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЗВЕНОМ ВЫСОКОЙ

ЧАСТОТЫ, состоящим из двух однофазных инверторов и непосредственного преобразователя частоты, питающей цепью которого являются последовательно соединенные выходы упомянутых однофазных инверторов, заключающийся в том, что формируют две высокочастотные импульсные последовательности для управления однофазными инверторами и низкочастотную импульсную последовательность для управления непосредственным преобразователем частоты, отличающийся . тем, что, с целью упрощения и стабилизации выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки, измеряют действующее значение тока нагрузки, задают значение уставки тока, сравнивают эти значения, в зависимости от отклонения действующего тока нагрузки.от значения тока уставки изменяют амплитуду колебаний фазового сдвига g между 9 двумя высокочастотными импульсными последовательностями, причем их частоты выбирают равными, а фазовый С" сдвиг между ними изменяют по периодическому закону в пределах от у и до (P Ъ О с частотой, равной у

С частоте низкочастотной импульсной последовательности. с

1 9?29

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для безбалластного питания газоразрядных ламп высокого и низкого давления стабилизированным током повышенной частоты.

Известен способ управления преобразователем с промежуточным звеном высокой частоты на двух инверторах, питающих непосредственный преобра- !О

: зователь частоты, который обеспечивает заданную форму выходного напряжения преобразователя путем изменения фазового сдвига близких, регулируемых по частоте импульсных последо- 1 вательностей для управления инверторами и разностной импульсной последовательности для управления непосредственным преобразователем частоты (1) .

Недостатком данно. о способа является то, что он не может обеспечить стабилизацию выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления преобразователем постоянного тока в переменный с промежуточным звеном высокой частоты, согласно которому формируют две близкие по частоте импульсные высокочастотные последовательности для управления двумя однофаэными инверторами и разностную импульсную последовательность для управления непосредственным преобразователем частоты, питающей цепью которого являются последовательно соединенные выходы упомянутых однофазных инверторов, изменяют разность частот импульсных высокочастотных последо- 40 вательностей, сдвиг фаз между ними изменяют на противоположный в точках максимума заданной кривой выходного напряжения преобразователя, а при регулировании выходной частоты 45 независимо от величины выходного напряжения упомянутый сдвиг фаз между двумя импульсными последователь. настями поддерживают постоянным (21.

Недостатком данного способа явля- о ется то, что регулирование выходного напряжения сопряжено с искажением формы кривой, для улучшения которой осуществляют частотную модуляцию высокочастотных импульсных последова- тельностей удвоенной выходной часто- . той преобразователя. Это усложняет алгоритм управления преобразователем

96 2 и реализацию способа. Кроме того, из-за отсутствия регулирования выходного напряжения в зависимости от отклонения действующего значения тока нагрузки от заданной величины способ не может обеспечить стабилизацию выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки и колебаний напряжения сети, питающей преобразователь.

/ Целью изобретения является упрощение и стабилизация выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки.

Поставленная цель достигается

1 тем, что измеряют действующее значеННе тока нагрузки, задают значение установки тока, сравнивают зти значения. В зависимости от отклонения действующего тока нагрузки от значения тока .уставки изменяют амплитуду колебаний фазового сдвига (между двумя высокочастотными импульсными последовательностями, причем их частоты выбирают равными, а фазовый сдвиг между ними изменяют по периодическому закону в пределах от (= Я до Ч 3 О с частотой, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности.

При таком способе управления высокочастотные синусоидальные напряжения с равными амплитудами суммируются ц 0 ) (6i в (Я +. Q i) < 5 I и (и q4 < Q Д, Принимая, что частоты ц = ц = у

1 2 > а разность фазу(ы <)=V,-V, < ц (при 1 = 0 М; = (Ю (Сц периодически изменяют по заданному закону с частотой Яо, равной частоте низкочастотной импульсной последовательности, получим выражение суммарного напряжения инверторов

Анализ полученного уравнения показывает, что высокочастотное выходное напряжение инверторов модулировано

IIo определенному закону в зависимос-. ти от закона модуляции фазы p{uag)

Для стабилизации выходного тока в широких пределах изменения нагрузки(от режима короткого замыкания

9729

3 до номинального) или колебания напряжения питающей сети необходимо регулировать в пределах от нулевого до максимального значения выходное напряжение преобразователя.

Это достигается при любом гармоническом (Г1 законе модуляции Q(V 1)

=(11 Г(t) . регулированием амплитуды 11,„ путем изменения величины сдвига фаз выскочастотных импульсных последовательностей в пределах

1 ii Po g 3 Q.

На фиг. 1 о, 8, 6 показаны временные диаграммы высокочастотных импульсных последовательностей и

15 векторные диаграммы напряжений инверторов; на фиг. 1 Я вЂ” временная диаграмма низкочастотной импульсной: последовательности; на фиг. 1, д,е— диаграммы мгновенных значений модулированного напряжения инверторов и выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 2 — схема силовой части и устройства для управления преобразователем, реализующим способ.

Диаграммы на фиг. I, а соответствуют моменту времени, когда (110 ) =

На фиг. 1, д.е, это соответствует мгновенному значению напряже30 ния в точке ж.

Диаграммы на фиг. 1, б соответ. ствуют моменту времени, когда

11

<1 (ой = « . В диаграммах на фиг. 1

6 е это соответствует мгновенному значению напряжения в точке

Диаграммы на фиг. 1, Ь соответ" ствуют моменту времени, когда 11(Иот.) — . В диаграммах на фиг.

3 л е это соответствует мгновенному 40

Ql значению напряжения в точке Ь

На фиг. I g,e пунктиром показаны диаграммы мгновечных значений, когда p(Mg+) " О, в этом случае мгновенное значение выходного напря- 45 жения непосредственного преобразова" теля максимально.

Силовая часть содержит общий источник 1 постоянного тока для питания высокочастотных однофазных 50 инверторов 2 и 3, выходы которых подключены к непосредственному пре образователю 4 частоты.

Устройство для управления преобразователем содержит высокочастотный 55

96 4 генератор 5, подключенный через. триггеры 6 и 7 к формирователям

8,9, низкочастотный генератор 10, подключенный через триггер ll к формирователю 12, датчик 13 тока, подключенный к блоку сравнения 14, балансный усилитель 15, усилитель

16, подключенный к выходу генератора

10. Выходные импульсы генератора 5 с помощью триггеров 6 и 7 и формирователей импульсов 8 н 9 управляют тиристорами высокочастотных инверторов 2 и 3.

Выходные импульсы генератора 10 с помощью триггера 11 и формирователя 12 импульсов управляют тиристорами непосредственного преобразователя 4 частоты.

Сигнал датчика 13 тока сравнивается с заданным. сигналом уставки тока в блоке 14 сравнения, разностный сигнал которого подается на . балансный усилитель 15, управляющий коэффициентом усиления усилителя

l6, на вход которого поступает сигнал низкочастотного генератора 10, На выходе усилителя 16 формируется сигнал, определяющий, закон изменения и амплитуду фазы q(u <), который управляет триггером 7. Величина амплитуды (,„ колебания фазы111(ЯО4) зависит от изменения сопротивления нагрузки или напряжения питающей сети: при увеличении сопротивления нагрузки(или снижении напряжения сети) 1 „„ увеличивается, при уменьше"

HHH сопротивления нагрузки(или повышении напряжения сети) (р „ уменьшается. Это приводит к соответствующему изменению уровня выходного напряжения и стабилнзацйи тока нагрузки В

Использование данного способа по сравнению с существующим обеспечивает следующие преимущества: а) возможность стабилизация выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки; б) возможность формирования выходного тока по любому заданному закону; в) регулирование выходного нацряження в широких пределах с минимальными искажениями формы без дополни тельного компенсирования искажения, что упрощает реализацию способа.

972996 редактор С. Титова Техред А. Бабинец Корректор Е ° Сирохман

Заказ 8930/2 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4