Способ формирования опорного напряжения для управления стабилизированным выпрямителем

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в устройствах управления стабилизированными выпрямителями. Целью изобретения является улучшение качества выходного напряжения. В предлагаемом способе за счет увеличения крутизны опорного напряжения на рабочем участке уменьшают разброс углов управления вентилями преобразователя, обусловленный шумовой составляющей. 2 ил.

., у+ (-- :,: =- :Ф-" . - г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Щ:.СПУБ ЛИК (1)5 Н I)2 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cb

С5

К)

CO

Сп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕН1," М И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССО (2 1) 4453 256/П7 (22) 30. 16.88 (46) 3О.07.91. Бюл. N" 28 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.В. Иванцов, С.Г. Лажинцев, Е.Н. Косинова и Ю.И. Соколов (53) 621. 316.727 (()88.8) (56) деткин Л.П., Писарев А.Л. Управление тиристорными преобразователями.

М.: Энергия, 1975, с. 57.

Семенов Y).Е., Харитонов С.А., Подьяков Е.А., Скурихин Л.И. Анализ параметров стабилизированного генератора пилообразного напряжения.

В кн.: Преобразовательная техника.

Новосибирск, 1977, с. 114-125.

Изобретение относ ит ся к эле ктротехнике и предназначено для использования в устройствах управления стаб илизированными выпрямителями.

Цель изобретения - улучшение ка— чества выходного напряжения.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на Фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие предлагаемый способ.

Устройство (Фиг.1) содержит первый компаратор I, выход которого соедин "i с управляющим входом ключа 2, включенного параллельно конденсатору

3. Конденсатор 3 включен между инвер1 гирующим вх;дом и выходом усилителя

1 ч, на котором выполнена схема интегратора 5. Вых >д источника 6 первого эт. вони го напп тжения через первый ре„„90„„1667205 A 1

2 (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПОанОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИP Â t,IIÜ.Ì ВЫПРЯМИТЕЛЕМ (57 Изобретение относится к облести электротехники и предназначено для использования в устройствах управления стабилизированными выпрямителями

Целью изобретения является улучшение качества выходного напряжения. Согласно предлагаемому способу за счет увеличения крутизны опорного напряжения на рабочем участке уменьшают разброс углов управления вентилями преобразо-. вателя, обусловленный шумовой составляющей. 2 ил. зистор 7 соединен с неинвертирующим входом усилителя 4, выход усилителя

4 соединен с первым входом второго компаратора 8, второй вход которого соединен с выходом источника 9 второго эталонного напряжения 9.

Выход второго компаратора 8 соединен с первыми входами первого и второго блоков 1В и 11 совпадения, вторые входы которых соединены с выходом третьего компаратора 12. Тре— тий вход первого блока 10 совпадения соединен с выходом первого компяратора 1. Выход первого блока 1П соединен с управляющим входом первого ключа

13, а выход второго блока 11 совпадения - с управляющим входом второго ключа 14. Вход усилителя-повторителя

15 через соединенные последовательно первый ключ 13 и второй резистор

166 ?пг

16 подключен к положительной шине исто ника питания через клемму 11, а через соединенные и гследовательно ключ

14 и третий резистор 18 — к общей шине

5 источника питания. Параллельно ключу

13 и вгороиу резистору 16 включен конденсатор 19 памяти. Выход усилителя -повторителя 15 через четвертый резистор ?0 соединен с инвертирующим входом усилителя 4. Первый и второй блоки 10 и 11 совпадения, первый и второй ключи 13 и 14, усилитель-повторитель 15, второй и третий резисторы 16 и 18 и конденсатор 19 памяти образуют источник 21 третьего эталонного напряжения. Клеммы 22-24 предназначены для подключения к фазам питающей сети. Клемма ?2 соединена с первыми входами первого и тре ьего компараторов 1 и 12, клемма ?3 соединена с вторым входом первого компаратора 1, а клемма ?4 соединена вторым входом третьего компаратора 12.

Способ формирования опорного напря- жения осуществляют с помощью устройства следующим образом.

На первые входы первого и третьего компараторов 1 и 12 через клемму

?2 поступает напряжение фазы еA

30 (фиг.?.), на второй вход первого компаратора 1 через клемму 23 — напряжение опережающей фазы е (фиг.2а), а на второй вход третьего компаратора 12 через клемму 24 — напряжение отстающей фазы питающей сети е < (фиг.?а). На выходе первого компаратора 1 формируется симметричное прямоугольное напряжение (фиг.2б), начало отрицательной полуволны которого определяется первым синхрониэирующим моментом времени t (фиг. 2а), а конец вторым синхронизирующим моментом (фиг.?а) . На выходе третьего компаратора 12 формируется симметричное прямоугольное напряжение, отстающее

45 от напряжения на выходе первого компаратора 1 на 120 эл.град. l1n второго синхронизирующе го момента с < на управляющий вход ключа 2 поступает отрицательное напряжение с выхода первого компаратора 1, ключ 2 при этом замкнут, конденсатор 3 за корочен, а выход и инвертирующий в.ход усилителя 4 соединены через мало» с противление замкнутого ключа 2. таким обра — эом, усилитель 4 включсн 111 схеме усилителя-повторителя и н с г. RblxQ формируется посгоянн с 1 .i;..нонне первого начального уровня опорного напряжения 11,(фиг.2г), определяемое поступающим на неинвертирующий вход усилителя 4 первым эталонным напряжением с иrtочника 6 этàлоннorо напряже I èë. В момент времени tg на управляющий вход ключа ? поступает положительное напряжение с выхода первого комг1аратора 1, ключ ? размыкается и на выходе интегратора 5 формируется линейный рабочий участок опорного напряжения с начальным уровнем в момент времени tg, равным первому напряжению, поступающему с источника

Ь. Наклон линейного рабочего участка опорного напряжения на выходе интегратора 5 определяется величиной разницы между первым эталонным напряжением и третьим эталонг-;ым напряжением, поступающим с выхода усилителя-повторителя 15. Третье эталонное напряжение регулируется так, чтобы в третий синхрониэирующий момент времени t> уровень опорного напряжения на выходе интегратора 9 был равен второму эталонному сигналу. После момента на выходе интегратора формируется участок, на котором опорное напряжение меньше второго эталонного напряжения И„ (фиг.2г), формируемого иск точником 9, и больше или равно максимальному отрицательному выходному напряжению 11„„ „ усилителя 4 (фиг.2c),, В следующий первый синхронизирующий момент tq выходное напряжение компаратора 1 меняет знак, на управляющий вход ключа ? поступает отрицательное напряжение, ключ замыкается и конденсатор 3 разряжается через малое сопротивление замкнутого ключа 2. Выходное напряжение интегратора 5 при этом изменяется от отрицательного уровня, меньшего второго эталонного напряжения, до уровня, равного первому эталбЪному напряжению, и в опорном напряжении формируется участок обратного хода. После окончания обратного хода опорного напряжения до следующего момента времени, соответствующего второму синхронизирующему моменту времени, ключ 2 остается в замкнутом состоянии и усилитель 4 работает в режиме повторителя, формируя в опорном напряжении участок неизменного началь— ного уровня, равного первому эталонному напряжению.

Регулирование третьегс эталонного напряжения, а следовательно, кру

11- 1, 7 Вс> т изны на клон(1 линпйнОГО р;1боче Гп участк опорного Heïðÿæcíèë, например, при И.1менении ас тпты напряжениии (1итающей се 7 и Ос vii(e ствляа т cR

-(сто(ик->и i .1 -.-1,1лоннпг и напряжения следующим (э р.азп;.

ВЕЛИ 11-i TPeTS(ГО ".,Tà Ï 1ННОГО l,r1

pëжения (пр(дел;з.тся в и(1иной р1з l1Ll М(1(д I а и Г Г :с 11(и Н<1 ппл )I«ИТ(ЛЬ 1ой шине игT(H, ка ri (тания (кпемма

17, фиг. 1! и í lripFI h !11ам на кс>нд" паторе 3 (1 (мя ги, а с1(>следнее pei улируется и тем пере ключения; Р рвого втп.. loгп !- ночей 13 ., 14, у(1раяляемых от первпгс и г:-op(ro h.1оког(1(и 11 с. r r!a.qe ия. Пои .-т >и мини.сал -, Ол(у

H r11>H,же .1ю н (п1д: с тор. !".; я(и сос.тветст . т максимал-чый уровень грстьегo эг;л нного напряжен Р на хоГ(у или ге.1я -r!OR торите пя 5 и, соответственно, 1; к —.Имал»н(1ч кру с I3I!c линейного рабоч -гс у (аст к;1 Опорного напряжения, а максимальному напрян(ению на конденсат р. 19 1амг-и с оотэетствует Минимальный урпвень третьего эталонно(о напря.:.-..-!I з и, сгедов,1тельно, минимальная крутизна рабочегo . *QcTI ос: >рногo ""ряжен я . Ээряд

«1денсатора с1амя> (>сущестял-.- гся . >, з трети pe .Hcòoð 1(. и второй

;:люч 1 (rlpH Рго зaMI кани(., а разряд (ере шторе ° рези-т(>р 1". и первыи клю 1 1) 1 интервал>, ко(да последний замкнут . Положительный управляющий импульс н, выходе второго блока !1

COF.OÄÄÅHÈß ФОРМИРУЕТ Я, ЕСЛИ КРУ,ИЗна рабоч" го участка orорчого напряжения больше неoс>ходимой, например при умЕНЬШ.("1И u. CTOTI. ПИтаЮщЕй СЕТИ„ и MQMeI,т гересе,ения опс рным напря«<ением уров я, равно г, вт(грому этэлонноЛ,У На Првжс НИЮ, ОПЕР - «;,Ет Т!>е THй СИЧХро;1изирующий ио ; -(т. Тогда на интер за lå межг1у этим. Мом-. нтами напряжения как на вых ;,е ".еть. -о компар сп0а 12„ так: на выходе ." ;..го компара гпра 8 лоложл тельные, с ледоьа тельно, пол. жительные напряжения присутствую на входах в1орогп блока 11 совпадения, выполняющего логи =сную (1>у1чкцию И, а на го вь ходе формируется положительимпуль с с длительн-..: гью, равной указан ому интерв-;лу, кот(0ыи, поступая на управля;щ..и >x,>г второго клю-:а вызылп-.т .-„и iI:ание г; следнего. При

11( >м прписсо ит заряд ь.,нден;-.атора 19 .,аМЯ;И, наПРЯжЕН, На Н; и УЯЕ г1И«ИВав-с 1, а Тре ье эт=. лонн(>е апр 1ж нив

УМ(счьщ Е т С Я, ЧТС ПРИЯОДИТ К УМЕНЬШР нив крут !<3HII рабпчегп участка ОпорнО—

r n напряжения. Этот процесс повторяeTcз 1о с х пор, i ока уровень третьего ..талонного напряжения и крутизна ь>бпчР г(участка опорного напряжения не умснь 1ается дп величин, при которых момент пересечения опорным напряжением уровня, равного вгорому эталон (ому н пряжению, не совпадает на раб(чем участке с синхронизирующим л1(1; с,тс1м. При этим г любой мол(ент ег "иени пэ мс ныне l мере на одном из е „сдпв перв.го блока 10 совпадения, реализующРго лпгическую функцию И, ripil у ствует и ложительный уровень, а го зы. Одной псложительный сигнал с Л1ает на упр,1зляющий вход перво." к. ю1.1 13 и, поддерживает его в ра:.з(нутом состоян и. Если частота нап1.-(босний питающей сети увеличивается, -еличина гретьern эталонного сигнал» и к, утизна рабочего участка опор75 ного напряжения становятся меньше непбхолииых и момен1 пересечения

pë!>o÷eco участка опорного напряжения и уровня, равного вторпл(у эталонно",у сигналу, отг г \eò от третьего синх он.(зирующего момент-.. В ингервале между этими мсм нтами I,ë всех трех вхo да.< перво1о блока 1В совпадения напряжения отрицательны и напряжение на его выходе становится равным нулю. Этп напряжение поступает на

35 управляющий вход первпго клю-а 13, он замыкается и конденсатор 19 памяти разряжается, H>ïpÿæåíèå на Heм уменьшается, а третье эталонное напря4Л жение увеличивается, что ведет к рос»

Ty крутизны рабочего участка опорного i àriðRæåíèÿ. Этпт процесс повторяется, пока третье эталочное напряжение

::е увеличится до ур >вня, при котором мсмент пересе«ения рабо -.и участка опорн r!-o н-.пряжения не согпадает с третьил, синхронизирующим мом(лнтом .

Та ким обр-1зом, формирпв ание опорНОГО НаПРЯжЕЧИЯ пО ПРЕДЛаГаЕМОМУ СПО<р соб1 позволлет по сРавнению с изRec Ti-I! IM пособом уменьшить разброс

$ (фиг.7r) в моментах формирования импульсов угравления вент (лями силовой схемы выпрямителя, который пропор 5

iiионален отношению шумовой составляющей Б (фиг.7.г) к крутизне опорного сигнала, и при использован(и в многокана11ьной системе импульсно-фазового управ>1ения повысить качество управле16 17ц(j ния стабилизированным выпрямителем, при этом снижается уровень неканонических низкочастотных гармоник в выходном напряжении, возникающих вследствие указанного разброса в формировании импульсов управления в разных каналах системы импульсно-фазового управления. Уменьшение разброса достигается эа счет увеличения крутизны опорного напряжения на рабочем участке.

Формула изобретения

Способ формирования опорного напряжения для управления стабилизированнымм выпрямителем, заключающийся в том, что в первый момент времени, при котором регулируемое фаэное напряжение становится меньше напряжения рц опережающей фазы, изменяют уровень опорного напряжения до первого начального уровня и сохраняют этот уровень до второго момента времени, когда напряжение регулируемой фазы становится больше напряжения опережающей фазы, начиная с второго момента времени формируют рабочий участок с линейным изменением опорного напряжения от первого начального уровня до второго уровня и длительностью до первого момента времени, причем заданную длительность рабочего участка обеспечивают регулированием скорости изменения опорного напряжения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения выпрямителя, определяют третий момент времени, при котором напряжение регулируемой фазы становится меньше напряжения одной из отстающих фаз так, чтобы интервап между вторым и третьим моментами времени на минимальную величину превышал интервал изменения фазы импульсов управления, который определяют для заданного диапазона нагрузок, рабочий участок опорного напряжения формируют длительность до третьего момента времени, а далее до первого момента времени формируют опорное напряжение, не превышающее второго уровня.

Составитель В. Гордеев

Тех ред Л. Олийнык

Редактор А. Orap

Корректор Л. Патай

Заказ 3976 Тираж Подписное

ВНИИПИ

ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101