Способ коммутации индуктивной нагрузки

 

Изобретение относится к силовой коммутационной технике и может быть использовано в инверторах электроприводов постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке. Устройство, реализующее способ, содержит промежуточную коммутационную цепь 4, имеющую ключ 5 переменного тока и дроссель 6, источник 7 питания, датчики 8.1 и 8.2 тока, блоки 9.1 и 9.2 управления ключами (К) 1.1, К2, состоящие из элементов 10.1 и 10.2 совпадения. Устройство позволяет после подачи сигнала управления на вход ключа 5 переменного тока формировать пробный импульс тока, задержанный по времени, ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно пропорщ-юнально от напряжения на полностью управляемом ключе (К) 1. Полученный пробный импульс тока подают на очередной включающейся К 1.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 К 17/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1176448 (21) 4115741/24-21 (22) 12, 09,86 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (71) Всесоюзный научно-исследователь— ский и проектно — конструкторский ин— ститут по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) В.С.Васильев (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1176448, кл . Н 03 К 17/56, 1983. (54) СПОСОБ КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВНОЙ

НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к силовой коммутационной технике и может быть использовано в инверторах электроприводов постоянного и переменного тока. Цель изобретения — повышение надежности коммутации при одновремен— ном уменьшении импульсной мощности при перегрузке. Устройство, реализующее способ, с одержит промежуточную коммутационную цепь 4, имеющую ключ 5 переменного тока и дроссель 6, источник 7 питания, цатчики 8.1 и 8.2 тока, блоки 9.1 и 9.2 управления ключами (К)

1. 1, 1 2, состоящие из элементов 10. 1 и 10. 2 совпадения. Устройство позволяет после подачи сигнала управления на вход ключа 5 переменного тока формировать пробный импульс тока, задержанный по времени, ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно пропорционально от напряжения на полностью управляемом ключе (К) 1.

Полу-ченный пробный импульс тока подас0 ют на очередной включающийся К 1. 1 (1.2). Последнии открывают на полную Д цлительность сигнала управления. Если напряжение на К 1.1 (1.2) уменьшается ( до напряжения уставки, К 1.1 (1.2) закрывают до окончания сигнала управления. 2 ил.

Ваза

1411964

Изобретение относится к силовой ,коммутационной технике, может быть (;использовано в инверторах электропри(, водов постоянного и переменного тока, построенных на силовых транзисторах, ! (работающих в режиме широтно-импульс(ной модуляции, и является усовершен,ствованием изобретения по авт. св.

У 1176448.

Цель изобретения — повышение на,дежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство коммутации содержит пол-20 ностью управляемые ключи 1.1 и 1,2 постоянного тока (фиг. 1), зашунтированные обратными замыкающими диодами 2, 1 и 2.2 и конденсаторами 3.1 и 3.2, про, межуточную коммутационную цепь 4, ко- 25 торая состоит из ключа 5 переменного (тока и дросселя 6, источник 7 допол нительного питания, датчики 8.1 и 8.2 ,тока, блоки 9.1 и 9.2 управления клю чами 1.1 и 1.2, на которые поступают 30 ( (входные управляющие импульсы, а также информация о величине напряжения на

,ключе с выходной шины устройства.

Блоки 9.1 и 9.2 управления содер, жат элементы 10. 1 и 10.2 совпадения,,,на входы которых поступают управляющие сигналы и сигналы о величине напряжения на ключах 1.1 и 1.2, и формирователи 11.1 и 11.2 сигналов пробных импульсов тока на входы которых 40 поступают управляющий сигнал и инфор-. мация о напряжении на ключе 5, шины

12 и 13 питания, выходную шину 14.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что после поступления сигнала управления на вход ключа 5 переменного тока и вход блока управления, например 9.1 ключа 1.1, в формирователе 11.1 с задержкой по времени формируется ограниченный по длительности несколькими микросекундами и зависящий по величине обратно пропорцинально от напряжения на включаемом ключе 1.1 сигнал пробного импульса тока, который поступает на вход управления ключа 1.1.

Если под действием коммутационной цепи 4 и пробного сигнала через включаемый ключ 1.1 на .,яжение на нем уменьшилось до величины, меньшей напряжения уставки (4-6 В), элемент 10. 1 совпадения, на входы которого посту— пают информация о величине напряжения на ключе 1.1 и входной управляющий импул ьс, вырабатывает сиг нал на включение ключа 1. 1.

Ключ 1.1 остается при этом включенным до момента окончания входного управляющего импульса или до момента, когда под действием перегрузки напряжение на нем превысит напряжение уставки. В режиме холостого хода для включающегося ключа 1.1, что имеет место при выключении ранее нагруженного ключа 1.2, изменение потенциала на выходе устройства. происходит за счет тока нагрузки, и элемент 10.1 совпадения может выработать сигнал на включение ключа 1. 1 еще до формирования пробного импульса управления формирователем 11.1. Это не приводит к какому-либо нарушению работы устройства. Ток нагрузки в этом случае протекает через замыкающий диод 2. 1, шунтирующий ключ 1. 1 °

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Пусть в рабочем режиме ток нагрузки протекает по замыкающему диоду 2.2 °

В момент t< (фиг. 2а) приходит управляющий сигнал на вход блока 9.1, поступая одновременно на входы формирователя 11.1, элемента 10.1 совпадения, ключа 1.1 и вход ключа 5 переменного тока (фиг. 2б), Если в качестве ключа 5 переменного тока использованы тиристоры, сигнал на включение может быть коротким (показано пунктирной линией) . С приходом управляющего сигнала и включением ключа 5 переменного тока начинаются нарастание тока в дросселе 6 (фиг, 2 г) и убывание тока через замыкающий диод

2.2 (фиг. 2д) . В момент t òîê нагрузки в диоде 2.2 полностью скомпенсирован нарастающим током дросселя 6. С момента времени t ток в диоде 2.2 меняет .направление на противоположное (идет рассасывание заряда в диоде) и нарастает до момента до момента рассасывания заряда у границы перехода в базе диода 2.2 (фиг. 2д). С этого момента начинается изменение потенциала на выходной шине 14 (фиг. 2ж) и одновременно продолжается нарастание тока в дроссе3 1411 ле 6 за счет перезаряда шунтирующих конденсаторов 3. 1 и 3. 2. Максимальная величина тока в дросселе 6 приходится на момент времени t» когда напряже5 ние на выходной шине 14 становится равным полусумме напряжений на шинах

1 2 и 13, а на дросс еле 6 — р авным нулю.

Через задержку времени to-t появ- 1О ляется пробный импульс управления (фиг. 2в), напряжение на ключе 1.1 (фиг. 2д) уменьшается, становится меньше напряжения уставки, на выходе элемента 10.1 совпадения (фиг. 2з) вырабатывается постоянный управляющий импульс, и ключ включается полностью. В момент времени ток дросселя 6 уменьшается до нуля. На диаграмме тока ключа 1.1 (фиг ° 2и) в про-2р межуток времени t<-t< заметно снижение тока, обусловленное изменением тока дросселя в этот промежуток времени. Далее следуют окончание управляющего импульса (t<), рассасывание 25 заряда в ключе 1.1 (t< t7) уменьше ние тока через ключ 1.1 (t -t>) и увеличение потенциала на ключе 1. 1 до величины напряжения питания (t<).

Момент пуска отличается от рабоче- gp го режима тем, что в начальный момент напряжение на выходной шине 14 равно полусумме питающих напряжений на шинах 12 и 13, а напряжение на дросселе 6 и на ключе 5 равно нулю, т.е. в

35 момент пуска при нулевом токе нагрузки коммутационная цепь 4 не срабатывает.

Изменение потенциала на шине 14 происходит за счет пробных импульсов, в течение действия которых напряжение на ключе уменьшается до напряжения уставки, и ключ 1.1 включается полностью.

964

Этим обеспечивается четкая коммутация в любом режиме работы.

В режиме перегрузки напряжение на ключе 1.1 увеличивается, и последний выключается, поскольку напряжение уставки в устройстве имеет небольшую величину (4 — 6 В), что обеспечивает одновременно и уменьшение потерь при коммутации, так как уменьшение напряжения до величины напряжения уставки в большинстве рабочих режимов происходит еще до прихода пробного им— пульса.

Формула изобретения

Способ коммутации индуктивной нагрузки ло авт. св. Ф 1176448, отлич ающи йся тем, что, с целью повышения надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке, после подачи сигнала управления на вход ключа переменного тока промежуточной коммутационной цепи формируют с задержкой по времени ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно-пропорционально от напряжения на полностью управляемом ключе пробный импульс тока, подают пробный импульс тока на очередной включающийся полностью управляемый ключ, открывают данный ключ на полную длительность сигнала управления, если до подачи или в процессе действия пробного импульса тока напряжение на полностью управляемом ключе уменьшилось до напряжения уставки, и закрывают данный ключ до окончания сигнала управления, если напряжение на полностью управляемом ключе в процессе действия пробного импульса тока не уменьшилось до величины напряжения уставки из-за перегрузки.

1411964 /упр

Ищ дар 11 /фпрФ

4 t t

4 1р 124 4

Составитель Г. Тер ешина

Редактор И.Горная Техред Л.Сердюкова Корректор O.Кравцова

Заказ 3672/55

Тираж 928

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-пс лиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 о