Устройство управления преобразователем для системы электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем электропитания, преимущественно с преобразованием постоянного тока в переменный повышенной частоты. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей за счет исключения блока выключения проходного тиристора. Устройство управления преобразователем для системы электропитания, состоящим из тиристорного моста 1 с батареей коммутирующих конденсаторов 3, реактора 2, диода 4 и проходного тиристора 5, содержит блок 6 формирования управляющих импульсов, задающий генератор 7, фазосдвигающий узел 8, первый, второй и третий источники 11,12,13 опорных напряжений, первый, второй и третий ключи 14,15 и 16, элемент 24 задержки, элементы И 25 и НЕ 23, формирователь 26 импульсов нормированной длительности и трехвходовый сумматор 27. Устройство может работать в двух режимах: управление преобразованием постоянного напряжения в переменное и компенсация реактивной мощности. Переключение режимов работы осуществляется подачей соответствующего сигнала на первый управляющий вход 28, а регулирование - за счет подачи регулирующего сигнала на второй управляющий вход 29. 3 ил.

ÄÄSUÄÄ1541735

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 H 02 И 7 515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (21) 4428258/24-07 (22) 23. 05. 88 (46) 07. 02. 90. Бюл, 11- 5 (71) Саратовский политехнический институт (72) И.И.Артюхов, В.А.Серветиик, Ю.Б.Томашевский, Г.А.Витмаер и А.П.Желев (53) 621.3)6.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1127057, кл. И 02 И 7/515, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Н 1265951, кл. H 02 М 7/515, 1984.

2 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ ДЛЯ СИСТЕИЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем электропитания, преимущественно с преббразованием постоянного тока в переменный повышенной частоты. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показ ател ей за счет исключения блока выключения проходного тиристора. Устройство управления преобразо1541735

26 импульсов нормированной длительности и трехвходового сумматора 27.

Устройство может работать в двух ре5 жимах: управление преобразованием постоянного напряжения в переменное и компенсация реактивной мощности.

Переключение режимов работы осуществляется подачей соответствующего сигнала на первый управляющий вход 28, а регулирование. — за счет подачи регулирующего сигнала на второй управляющий вход 29. 3 ил.:

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано дЛя построения систем электропитания, преимущественно с преобразованием постоянного тока в переменный повышенной частоты.

Цель изобретения — улучшение массогабаритиых показателей. 25

На фиг. 1 показана блок-схема устройства управления преобразователем для системы электропитания; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 - вари- 30 ант построения системы электропитания переменного тока.на основе предЛагаемого устройства.

Устройство управления преобразователем для системы электропитания, состоящим из тирпсторного моста 1, реактора 2, батареи коммутирующих

1 конденсаторов 3, диода 4 и проходного тиристора 5, содержащее блок 6 формирования управляющих импульсов, 40 впадающий генератор 7, фазосдвигающий узел S, имеющий входы синхронизации

9 и управления 10, первый 11, второй

)2 и третий 13 источники опорных напряжений, первый 14, второй 15 и тре- 45 тий 16 ключи, имеющие соответствующие информационные входы 17 — l9 и входы 20 — 22 управления, элемент НЕ

23, элемент 24 задержки, элемент И

25, формирователь 26 импульсов нормированной длительности и трехвходовой сумматор 27. При этом анод проходного тиристора 5 подключен к плюсовой шине источника питания, а катод соединен с анодом диода 4 и одним из ны55 водов реактора 2, второй вывод кото- рого соединен с анодной шиной тиристорного моста 1, катодная шина тирис— торного моста 1 соединена с катодом вателем для системы электропитания, состоящим из тиристорного моста 1 с батареей коммутирующих конденсаторов 3, реактора 2, диода 4 и проходного тирнстора 5, содержит блок 6 формирования управляющих импульсов, задающий генератор 7, фазосдвигающий уэел 8, первый, второй и третий истОчники 11, 12, 13 опорных напряжений, первый, второй и третий ключи

14, 15 и 16, элемент 24 задержки, элементы И 25 и ПЕ 23, формирователь диода 4 и минусовой шиной источника питания. Выход з адающего генератора 7 соединен с входом 9 синхронизации. фазосдвигающего узла 8, выход которого подключен к входу блока 6 формирования управляющих импульсов, а вход

10 управления — к выходам ключей 14 и 15.

Управляющий вход 20 ключа 14 соединен с первым входом логического элемента И 25, с входами элемента 24 задержки и логического элемента НЕ 23 и образует первый управляющий вход 28 устройства электропитания. Выход элемента 24 задержки подключен к второму входу элемента И 25, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду проходного тиристора 5. Выход элемента НЕ 23 соединен с управляющим входом 21 ключа 15 и через формирователь 26 импульсов — с управляющим входом 22 ключа 16. Выходы источников 1 1 и l3 подключены к информационным входам 17 и 19 ключей

14 и 16 соответственно. К информационному входу 18 ключа 15 подключен выход сумматора 27, первый вход которого соединен с выходом ключа 16, второй вход — с выходом источника 12> а третий вход образует второй управляющий вход 29 устройства электропитания, выходы блока 6 управляющих импульсов предназначены для соединения с управляющими входами тиристоров тиристорного моста 1.

Предлагаемое устройство представляет собой универсальный модуль, который может работать как в режиме преобразования постоянного напряжения в переменное, так и в режиме компенсации реактивной мощности.

5 15417

Функциональная перестройка устройства из режима инвертирования в режим компенсации и наоборот производится путем изменения логического уровня на управляющем входе 28. Если на этом входе присутствует сигнал логической единицы, то ключ 14 открыт и пропускает напряжение U<< опорного источника 11 на управляющий вход 10 1р фазосдвигающего узла 8. Ключ 15 при этом закрыт, так как благодаря элементу НЕ 23 íà era управляющем входе присутствует сигнал логического нуля.

В результате этого управляющие импульсы на выходе фазосдвигающего узла 8 (U ) формируются в моменты времени, соответствующие работе устройства в режиме инвертирования. На выходе логического элемента И 25 при 20 этом имеет место сигнал логической единицы, который обеспечивает открытое состояние тиристора 5. Благодаря этому образуется цепь для передачи активной мощности от источника пос-тоянного напряжения в нагрузку. Вре.менные диаграммы, представленные ,на фиг. 2, иллюстрируют алгоритм уп1 равления по одной из фаз устройства электропитания в предположении, что 30 при построении фазосдвигающего узла принят вертикальный принцип.

При изменении состояния входа 28 на противоположное на входе 20 ключа 14 появляется сигнал логичес35 кого нуля, а на входе 21 ключа 15— сигнал логической единицы. Ключ 14 закрывается, а ключ 15 открывается.

Кроме того, при появлении сигнала логической единицы на выходе элемента 40

НЕ 23 запускается формирователь 26 импульсов нормированной длительности, который обеспечивает в течение времени, присутствие сигнала логической единицы на управляющем входе 22 . 45 ключа 16, Выходное напряжение П источника 13 через ключ 16 поступает на один вход сумматора 27, к другому входу которого приложено напряжение

U,< источника 12. Третий вход сумма- 5р тора 27, представляющий собой второй управляющий вход 29 устройства электропитания, служит для подачи корректирующего сигнала из системы автоматического регулирования, охватывающей группу аналогичных устройств при их совместной работе °

Таким образом, напряжение Uщ,на управляющем вход» 10 фазосдвигающего

35 6 узла 8 в течение времени 7 определяС ется суммой напряжений U, н U; источников 12 и 13, а по окончании действия импульса на выходе формирователя 26 — напряжением U . Для исключения скачков напряжения на управляющем входе 10 фазосдвигающего узла 8 должен быть установлен емкостный фильтр (не показан).

Когда напряжение U, становится больше, чем напряжение U „, входной ток устройства электропитания начинает уменьшаться и через некоторое время принимает прерывистый характер.

Подача отпирающего сигнала на тирис.тор 5 к этому моменту прекращается, и он запирается. Через интервал времени Р напряжение U на управляющем входе.

10 фазосдвигающего узла 8 начинает уменьшаться, что вызывает перемещение импульсов управления тиристорами моста 1 в сторону опережения. Устройство переводится в режим компенсации реактивной мощности, в котором цепь для протекания тока реактора 2 образуется в помощью диода 4.

При изменении состояния входа 28 с нулевого на единичное подача отпирающего сигнала на тиристор 5 производится с некоторой задержкой определяемой элементом 24, Это сделано для того, чтобы исключить токовые перегрузки при переводе устройства из режима компенсации в режим инвертирования, В качестве примера использования предлагаемого устройства на фиг. 3 приведена блок-схема системы электропитания переменного тока, которая включает в себя три таких устройства

30 — 32.

Первичный источник 33 электроэнергии подключен к входным зажимам устройства через коммутатор 34 и датчик

35 тока. Выходы устройств 30 — 32 соединены с нагрузочной шиной 36 через согласующие трансформаторы 37 - 39 соответственно. Синхронизация, задающих генераторов 7 устройств 31 и 32 производится импульсами задающего генератора 7 устройства 30, Схема на фиг. 3 изображена в предположении, что устройство электропитания 30 постоянно работает в режиме инвертирования, устройство 31 — в режиме компенсации. Функциональное состояние устройства 32 определяется нагрузкой системы электропитания, 1541735 которая оце по величине тока первичного источника 33 электроэнергии. Указанный режим устройства 30 обе спечи в ается подачей уров ня логи5 ческой единицы на вход 28 и занулени— ем входа 29, На управляющем входе 28 устройства 31 попдерживается уровень логического нуля, а вход 29 соединен

, с. выходом регулятора 40, вырабатываю- 1 щего напряжение смещения и функции

1 ! отклонения сигнала датчика 41 напря жения от заданного значения Х, Сиг нал ошибки ЛХ = Х вЂ” Х формируется узлом 42 сравнения. Управляющий вход 28 устройства 32 соединен с датчиком 35 тека через пороговый элемент 43, а вход 29 †. с выходом регулятора 40 через ключ 44, который управляется пороговым элементом 43.

После срабатывания коммутатора 34 начинается процесс преобразования постоянного напряжения источника 33

: в переменное напряжение, частота которого определяется задающим генера- 25 . тором 7 устройства 30. Стабилизация напряжения на шине Зб осуществляется путем регулирования реактивной мощ ности, потребляемой устройствами 31 и 32 при работе в режиме компенсации. 30

Если ток источника 33 меньше наперед заданной величины, то на выходе поро,,гового элемента 43 присутствует уро вень логического нуля, который обес печивает работу устройства 32 в режи-! ме компенсации. При достижении выходного сигнала датчика 35 тока порога срабатывания элемента 43 на выходе последнего появляетсH уровень логической единицы. Управляющий вход 29 40 устройства 32 отключается от контура стабилизации выходного напряжения.

Уровень логической единицы на входе

28 переводит устройство 32 в режим инвертирования. 45

Положительный эффект предлагаемого устройства электропитания обусловлен сокращением количества объемных и дорогостоящих компонентов схемы.

Формул а изобретения

Устройство управления преобразователем для системы электропитания, состоящим из тиристорного моста с батареей коммутирующих конденсаторов, реактора, диода, проходного тиристора, содержащее блок формирования управляющих импульсов, задающий генера тор, фазосдвигающий узел, имекиций вход синхронизации и вход управления, первый и второй источники опорных напряжений, первый и второй ключи, имеющие информационные входы и входы управления, элемент НЕ, элемент задержки и элемент И, при этом выход задающего генератора соединен с входом синхронизации фазосдвигающего узла, вход управления которого соеди" нен с выходами первого и второго ключей, а выход соединен с входом блока формирования управляющих импульсов, предназначен для подключения выходаЮ ми к управляющим входам тиристоров тиристорного моста, управляющий вход первого ключа соединен с одним из входов элемента И, с входом элемента задержки и входом элемента НЕ и является управляющим входом устройства, выход элемента задержки подключен к другому входу элемента И, выход которого соединен с управляющим электродом проходного тиристора, выход элемента НЕ соединен с управляющим входом второго ключа, информационный вход первого ключа соединен с выходом первого источника опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, в него введены формирователь импульсов нормированной длительности, третий источник опорного напряжения, третий ключ, чмеющий информационный и управляющий входы и трехвходовый сумматор, при этом формирователь импульсов нормированной длительности включен между выходом элемента HE и управляющим входом третьего ключа, информационный вход которого соединен с выходом третьего источника опорного напряжения, а выход соединен с первым входом трехвходового сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго источника опорноro напряжения, третий вход трехвходового сумматора является вторым управляющим входом устройства, выход трехвходового сумматора соединен с информационным входом второго ключа.

Vy

Игг иге, 25 иа, М

Со ст авител ь В. Гордеев

Редактор Н,Яцола Техред П.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 288 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101