Способ управления тиристорным преобразователем постоянного напряжения в переменное

(51)Н 02 М 7/515 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией. М.: Энергия,1968.Епегре е 1 еЕггопЖ ипй 8 егере 2 ге е 1 еЕСгвсЬе Апгг 1 еЬе. И)Е. ЧЕКЬАССМВН.ВЕ 1 ц 1 И.1966. з.136,139. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОР- НЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, выполненным в виде двух включенных между шинами питания постоянного тока цепочек, одна из которых содержит последовательно включенные конденсаторы емкостного делителя напряжения, другая в .последовательно включенные основные тиристоры, зашунтированные ,диодами, причем между томками соединения конденсаторов емкостного делителя напряжения и тиристоров включена третья цепочка из последовательно включенных коммутирующих конденсатора, индуктивного элемента и ключа переменного тока в виде встречно-параллельно включенных вспомогательных тиристоров,путем поочередногоотпирания и занирания основных тиристоров,причем между началом двух следующих друг за другом отпираний одного основного тиристора устанавливают определенное время цикла, а внутри каждого цикла отношение между временем открытого состояния одного и другого основных тиристоров устанавливают пропорциональным значению управляющего напряг .жения, а время цикла выбирают меньшим четверти периода колебания управляющего напряжения , а также путем С отпирания вспомогательных тиристоров цля запирания основных тиристоров, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повьппения Аункциональной надежности, отпирание соответствующих вспомогательных тиристоров обеспечивают в течение времени, рав- ф ного программно заданному времени закрытого состояния запираемогоЮосновного тиристоращая от развиваемой им мощности торможения трехфазная энергия преобразуется блоком 49 в мощность постоянно-.го тока; от этой энергии работающий5 как инвертор блок 49 получает мощность,которая соответствует трехфазной сети по частоте и фазе и возвращается в нее.С помощью изображенной на фиг,12 схемы можно приводить двигатели трехфазного тока от имеющихся трехфазных сетей при таких условиях,как будто бы речь идет о двигателяхпостоянного тока, питаемых от сетипостоянного тока, поскольку осуществляются как непрерывное регулирование мощности и скорости вращения,так и режим рекуперации при торможении. Схема питает попключенный кней двигатель синусоидальнымнапряжением и возвращаемая в сетьэнергия имеет точную форму сигналасети, т,еустраняются толчки энергииизвестных тиристорных систем.121 б 820 тавитель Г,Мыцыкред Т.Дубинчак Редактор .Н.Рогулич Заказ 1004/ Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., ц,.4/5 П "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 лиа 0 ТираВНИИПИ Госудпо делам и13035, Москва,рственного обретений Ж, Рауш орректор Е.Сирохман121 б 820 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении преобразователей, предназначенных для частотно-управляемого электропривода,Целью изобретения является повышение Функциональной надежности преобразователя:.На Фиг. 1 показана блок-схема одной фазы цепей схемы преобразования тока; на Фиг. 2 - временная характеристика напряжения в точке включения Х схемы по фиг, 1; на Фиг. Зо, о и г - временные диаграммы модулированных по длительности положительных и отрицательных импульсов напряжения и выходного тока соответственно; на фиг, 4 - схема выполнения коммутационной цепи одной Фазы преобразователя; на Фиг, 5 блок-схема системы управпения коммутапиониой цепью; на фиг. б - диаграмма, отражающая форму сигналов, снимаемьх в характерных точках блоксхемы по Фиг. 5; на Фиг. 7 - блоксхема преобразования тока, предназначенная для питания нагрузочной сети трехфазного тока; на Фиг, 8 вариант питания схемы по. Фиг,. 7; на Фиг. 9 - схема, позволяющая осуществлять торможение двигателя; на Фиг. 10 - схема соединения между изображенным на Фиг. 9 чувствительным элементом напряжения и регулирующим блоком; на Фиг. 11 - блок-схема регулируемого выпрямителя для питания схемы преобразования тока, ;на Фиг. 12 - схема, преобразующая напряжение трехфазной сети в трехфазный изменяемый по частоте и по величине ток.Инверторная схема, реализуашая предлагаемый способ, содержит состоящую из тиристоров коммутацион ную цепь 1, включенный послепова" тельно с ней фильтр 2 низких частот и нагрузку 3. При индуктивной нагрузке Фильтр и нагрузка могут быть выполнены вместе. Силовой вход 4 коммутационной пепи соединен с положительным напряжением первого источника питания постоянного тока, силовой вход 5 - с отрицательным напряжением второго источника питания. Величины обоих питающих напряжений равны и во время работы инвертора постоянны.Тиристоры коммутационной цепи 1 зажигаются управляющей цепью б,2которая соединена с генератором 7 импульсов и генератором 8 управляющего напряжения. Частота производимого генератором 8 управляющего напряжения выходного сигнала Определяется регулируюцим частоту блоком 9, а амплитуда - регулирующим амплитуду блоком 10. Б определенных областях применсния, где необходим выбор управляющего напряжения, согласованного с частотой, можно между регулирующим частоту блоком 9 и регулирующим амплитуду блоком 10 встроить соединение через провод 11.Изображенный инвертор служит для вклю ения синусоидальпого возбуждения переменной величины и частоты па нагрузку 3 из имеюшегося постоянного напряжения. Задача становится еще более общей, если ток, протекающий через нагрузку, изменяется согласно номинальной модулируюшей частоте, т,е. согласно управляющему напряжению. 25Тиристоры коммутационной цепивключают не в ритме частоты выходного сигнала переменного тока. Их ритмьключения определяется тактовымисигналами, выдаваемые генератором 7импульсов,. Нагрузка 3 в каждом циклепопеременно соединяется то с положительным,.то с отрицательным полюсом постоянного напряжения. Информация, соответствующая полезному сигналу, определяется соотношсниеммежду отрезками времени голожительных и отрицательных моментов включеНа фиг, 2 показана характеристика 31имеющего место в выходной точке Хкоммутационной цепи напряжения Ов двух следующих друг за другом периодах тактового сигнала.Между моментами времени 1 =0 и 5 . =.с точка включения Х соединена- ь 1с входом ч и поэтому напряжение равно положительному постоянному напряжению. Продолжительность 1положитегьного импульса напряжения обозна чена на Фиг. 2. К моменту времени1 = 1: к 1 точка Х соединяется с входом5, т.е, с отрицательным постояннымнапряжением, К концу периода Т тактового сигнал=- вновь происходит переключение. Таким образом, время Ь Тдлится от момента 1 к 1 до конца периода Т. Б следующем цикле происходитпереключение в момент коммутации 1 к .В течение отдельных периодов отдельные моменты коммутации определяются согласно мгновенному значению образующейся на выходе генератора 8 управляющего напряжения функции управления), при этом для случая, когда сигналИ)=0, ).ц= Т/2, т.е. положительные и отрицательные импульсы симметричны. Моменты включения 1; могут приходиться в зависимости от величины функции управления Г,(1)теоретически на любое значение между 1 =0 и т. =Т, однако из практических соображенийцьь- ц сы ахс 4,.Продолжительность положительного импульса равна продолжительность отрицательногоимпульса равна Принято, что функция управленияограничена по полосе частот и , пее наибольшая частота меньше четверти тактовой частоты, т.е.1(затем, что амплитудаьах 4 Тчастоты управляющего сигнала находится в пределах 0 - 1.Напряжение О точки Х можно представить в табличной форме: Ох (О =+ О, аслИ н Т с Ф с 11+ аТ+;ОЬ) =-О, еслИ иТ+ЬТ+с 1 с(Н+1) Т,где ь =1,2,3 является натуральным числом.Дискретный ряд моментов коммутации определяется началом циклов и с моментами переключения внутри циклов:,;: к.т и - Г 1+Х 1 ТЦ . В этой связи небольшим упущением является то, значение функции управления определяется в моментНотак как функция управленияпо сравнению с циклом изменяется очень медленно, практически все равно, производится ли определение в начале периода или в момент коммутации,На практике функция управления в большинстве случаев имеет форму:(О = А пиь 31 . 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Генератор управляющего напряже-.ния является в данном случае генератором синусоидального напряжения,в котором амплитуда выходного сигнала определяется регулирующим амплитуду блоком 10 и частота - регули-",рующим частоту блоком 9.На фиг 3 а и Ь показаны две последовательности импульсов в точке Хв течение одного периода синусоидального управляющего напряжения 1,Щ.Положительные и отрицательные импуль, сы, взятые сами по себе, образуютклассическую модулированную по дли-.тельности последовательность импульсов, причем одна последовательностьимпульсов точно совпадает с интервалами другой последовательности импульсов.При таком способе коммутации характерно, что поток энергии непрерывен и частота включений постоянна и не зависит от функции управления. На фиг. 3 с показан ток,протекающий через нагрузку 3. Этоизображение обосновано измерениемвыполненной в действительностисхемы с помощью осциллографа, Времяцикла на фиг,ЗС выбрано короче,чем на фиг.З а и 3 Ь для лучшейпередачи фактических соотношений.Ток, протекающий через нагрузку 3 и индуктивную обмотку, в каждом периоде тактового сигнала состоит из экспоненциально восхо ящихи нисходящих участков, причем величина изменения тока в периоде пропорциональна разности промежутковвремени положительных и отрицательных участков. Индуктивный характеррезультирующей нагрузки способствуеттому, что, несмотря на включениенапряжений различных направлений впериоде тактового сигнала, направ"ление тока не меняется, а меняется только его величина. Однако этиколебания невелики по сравнениюс временем периода управляющегонапряжения и поэтому результирующийток почти близок к идеальной синусоидальной форме, Точность этогоприближения можно улучшить ловьппениемчастоты циклов. Повышение частотыциклов ограничивается скоростьюкоммутации имеющихся коммутационныхэлементов,1На фиг. 4 представлена блок-схема коммутационной цепи 1. Главнаяцепь тока состоит иэ тиристора 12, 1216820включенного в положительном ответвлении, и диода 13, а такжеиз включенного в отрицательном ответвлении тиристора 14 и диода 15. Тиристоры ,12 и 14 гасятся колебательным контуром ЕС и тиристорами 16 и 17,подключенными между точкой включения Х и мнимой нулевой точкой, образованной общей точкой конденсато ров С 1 и С 2.Условие нормального Функционирова. ния заключается в том, чтобы тиристор 12 гасился надежно до того, когда тиристор 14 зажигается, По этой при-.чине импульс зажигания тиристора 14 по отношению к импульсу зажигания тиристора 16, вызывающего гашение тиристора 1 2, подается с определен" ной задержкой. ;ДСпособ управления тиристорами 12 14,16 и 17, а также целесообразная структура управляющей. цепи б поясняется на Фиг. 5 и б.Для управления тиристорами 12,14, д 16 и 17 необходимы импульсы зажигания, обеспечивающие переключение в моменты коммутации определяемые в соответствии со значением управляющего напряжения. Генератор 8 управляющего напряжения соединен с сигнальным входом компаратора 18: Опорный вход компаратора 18 подключен к выходу 19 генератора 20 пилообразных импульсов, выдающего тактовые сигналы с периодом Т, Значение выдаваемого генератором 8 управляющего напряжениялежит- в пределах м (максимальное) и О(минимальное)(фиг.б . Выход компаратора 18 соединен с входом А логической схемы 21, а также с входом схе мы 22 задержки. Выход схемы 22 задержки соединен с входом С логической схемы 21. Выход 23 генератора15 20 импульсов подключен к входу Влогической схемы 21. К четырем тиристорам относятся по одному из четырех трансформаторов 24-27 зажигания, которые через логические элемен. ты И 28-31 и усиливающие мощность инверторы 32-35 получают от генератора 36 импульсов зажигания импульсы зажигания, частота которых значительно вьше частоты циклов . Передача импульсов зажигания управляет я логической схемой 21.Работа управляющей цепи (Фиг.5) поясняется с помощью Фиг.б. Генератор импульсов 20 производит в ри гме тактового сигнала линейно восходящие, затем круто нисходящие пилообразные сигналы Р и на восходящем отрезке этих сигналов импульсы прямоугольной формы логического уровня "1".Пилообразные сигналы Р образуют опорный сигнал компаратора 18, т.е. последний производит сравнение управляющего напряжения(Цсигнала на его входе с пилообразным сигналом Р и логический уровень "1" на его выходе появляется в том случае, когда амплитуда пилообразного сигнала Р больше величины управляющего напряженияСигнал Р (Фиг,б) достигает г.еличины управляющего напряжения(.)к моменту 1, и на выходе появляется импульс А. В следующем цикле сравнение начинается снова и начало импульса А обозначается моментом 1 к . Уровни напряжения подбираются такими, что нулевым значениям управляющего напряженияЯ соответствуют симметричные импульсы А, т.е. когда величина постоянной составляющей пилообразного сигнала Р равна нулю.Чем положительнее мгновенное значение управляющего напряженияг И, тем позднее происходит совпадение, и длительность импульса А пропорциональна этому мгновенному значению. Так как частота циклов значительно выше частоты управляющего напряженияЯ), величину последней з цикле можно рассматривать практ 1 И- чески постоянной.Схема 22 задержки задерживает появляющиеся на выходе компаратора 18 импульсы А относительно периода Т на очень непродолжительное время,и на ге выходе появляются задержанные импульсы С (на фиг.б импульс С показан рядом с импульсом А заштрихованной линией), Задержка зависит от типа коммутационного тиристора, ее величина должна выбираться в соответствии с надежным гашением тиристо. эаТиристоры получают импульсы зажигания от генератора 36 импульсов зажигания в форме высокочастотных остроконечных импульсов. Импульсы зажигания от элементов И 28-31 в течение появляющихся на выходах логической схемы импульсов пропускаются через инверторы 32-35 и трансформаторы 24-27 зажигания, после чего они,1 О 40 поступают на управляющие электродытиристоров 12, 14, 16 и 17.Логическая схема 21 производит изимпульсов А, В и С для отдельныхтиристоров следующие зажигающие сигналы логической схемы 1,фиг.6):для тиристора 12: АВдля тиристора 17: В + ВАдля тиристора 14: В Сдля тиристора 16: А ВВ сигнале логической схемы тиристора 16 нарисованы также импульсы генератора 36 импульсов зажигания.При выбранном для иллюстрации способа алгоритме управления тиристором12 управляют до момента коммутации,В конце интервала проводимости тиристор 12 гасят путем зажигания тиристора 16 с помощью колебательного контура.Тиристор 14 получает управляющийимпульс только после осуществлениязадержки, следующей эа временем коммутации, т.е. оба тиристора целиглавного тока не могут находитьсяодновременно во включенном состоянии. Запирание тиристора 14 производят тиристором 17 в конце восходящего участка пилообразного сигнала.Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, чтовсе тиристоры, не только главные(12 и 14), но и коммутирующие (161и 17, управляют широкими импульсаи и 35ми или "пакетами" высокочастотныхимпульсов. Это повышает функциональную.надежность преобразователя.Таким образом с помощью изображенной на фиг.5 схемы можно управлять цепью коммутации согласованнос описанной двойной модулируемой подлительности последовательностьюимпульсов. Хотя выходной ток колеблется в пределах отдельных тактов,45его величина в основном соответствует функции управления ,(1,Если функция управления являетсяпостоянным напряжением, на выходепоявляется постоянное напряжение,величина кЬторого пропорциональна50управляющему постоянному напряжению.При управлении постоянным напряжением с помощью изображенной на фиг.4схемы коммутации можно построитьпреобразователь постоянного токабольшой мощности, который из питающего напряжения постоянного токапостоянной величины с хорошим КПД производит регулируемое выходное постоянное напряжение. В этом случае генератором 8 управляющего напряжения является стабилизированный источник напряжеиия с изменяемым по величине выходным напряжением.На фиг. 7 показана блок-схема построенного по описанным принципаМ преобразователя трехфазного тока. Схема осуществляет преобразование постоянного напряжения в трехфаэное выходное напряжение, изменяемое по частоте и величине.К каждой иэ трех выходных фаз, Т 1 относится по одной схеме 37, 38 и 39 коммутации, Они могут быть выполнены, например, согласно фиг.4. Управляющие цепи 40 - 42 отдельных цепей коммутации состоят иэ схем согласно фиг.5 или из эквивалентных им схем. Управляющие цепи 40-42 получают тактовые сигналы постоянной частоты по проводу 43 от общего генератора 20 импульсов, и их управляющие входы соединены каждый с выходом генератора 44 трехфазного управляющего напряжения синусоидальной формы. Генератор 44 управляющего напряжения может быть выполнен также, например, в виде трехфазного генератора с механическим приводом. В этом случае управляющее напряжение зависит от скорости врашения генератора, т.е, от частоты, и эта частотная зависимость в определенном пределе частот имеет такой же характер, что и частотная зависимость трехфазных двигателей, обусловленная напряжением сети. Генератор 44 управляюшего напряжения целесообразнее выполнять без применения вращающихся машин. Частота выходного синусоидального напряжения, состоящая из трех сдвинутых друг относительно друга на 120 фаэ, может устанавливаться с помощью устанавливающего частоту потенциометра 45 в широких пределах (например, 5 в . 150 Гц в соответствии с желаемой скоростью вращения на любую желаемую величину. Так как в избранной системе коммутации выходной сигнал точно соответствует форме управляющего напряжения, можно путем изменения амплитуды управляюшего напряжения с помощью устанавливаюшего амплитуду потенциометра 46 изменять также величину выходногонапряжения. С увеличением амплигуды управляющего напряжения увеличивается сдвиг фазы. Теоретическое значение максимального сдвига фазы определяется полупериодом тактового сигнала, из которого вычитается необходимое для переключения тиристороввремя.Работа показанной на фиг,7 электрической схемы основана на коммутации, согласованной с уже описачной двойной модулирующей длительность последовательностью импульсов. Коммутационные цепи 37 - 39 включают пе 1 О риодически посредством частсты так-. тового сигнала, которая больше желае мой выходной частоты. Соотношение положительного и отрицательного управляющих периодов между собой определяется всегда данным мгновен ным значением управляющего напряжения и поэтому ток, протекающий в присоединенных к точкам Х, Хз, Хт выходных проводах, точно соответствует форме управляющего напряжения, не считая небольших колебаний, возникающих в ритме тактовых сигналов. На выходных проводах можно подключать трехфазную нагрузку. На фиг.7 нагрузЗО ка обозначена в виде двух асинхронных двигателей 47 и 48. В асинхронных двигателях обмотка двигателя служит одновременно фильтром, т,е показанные на фиг.1 индуктивные обмот ки 2 не нужны, В данном случае напряжение на зажимах двигателя имеет показанную на фиг. За и 3 Ь форму.Форма протекающего через двигатели 47 и 48 тока почти о,цинакова с формой тока при идеально синусоицальО ном питании и вследствие этого вращение двигателей равномерно и бесшумно даже при самых малых скоростях. Скорость вращения и мощность двигателей 47 и 48 можно регулировать 45 с помощью устанавливающих частоту и амплитуду потенциометров 45 и 46 в пределах регулирования на любую величину.Для работы изображенной на фиг.7 50 цепи тока не нужен источник постоян ного тока с изменяемой величиной выходного напряжения, Схема нагружает сеть постоянного тока в более благоприятных условиях, чем это име- д ет место в известных инверторах. Это происходит от того, что протекающий через двигатель синусоидальный ток нагрузки означает равномерную нагрузку для коммутационных цег,ей. Энергия, отбираемая от источника постоянного напряжения в продолжение одного гериода частоты включения ( которая значительно больше частоты на выходе и составляет 500-800 Гц 1, относительно невелика и колебания нагрузки, обусловленные частотой тактового сигнала,. могут быть выравнены соответствуюшим конденсатором фильтра. Фильтрование облегчается также тем, что частота тактового сигнала имеет независимо от выходной частоты постоянную величину поэтому для этой частоты можно определить размер элемента резонансного фильтра.Ниже гриводятся другие структуры преобразователя, в которых может быть применен предлагаемый способ. Схема преобразования постоянного тока в переменный вместе с относящимися к ней коммутационными цепями на фиг.8 обозначена одним общим блоком 49, который в основном выполняется по фиг.7.Необходимое для работы постоянное напряжение получают из трехфазной сети с помощью выпрямителя 50, подключенного через шины 51 постоян- ного тока к входу постоянного тока блока 49. К шинам 51 постоянного тока через переключатель 52 подключен аккумулятор 53, Номинальное. напряжение шины постоянного тока может быть различным в зависимости от целей применения, но целесообразнее применять напряжение пос"оянного тока в пределах 550-600 В.Выходной ток блока 49 определяется производимым генератором 44 управляющего напряжения трехфазным управляющим напряжением и его параметры регулирования потенциометрами 45 и 46Основное свойство блока 49 состоит в том, что его можно применятьв режиме рАуперации. Это означает,что подключенный к подобной сетидвигатель 47 может работать во всехчетырех квадрантах диаграммы - момент в функции скорости вращения.Если двигатель 47 нагружается приводным двигателем, он работает какгенератор, т.е. он подает трехфазную энергию в блок 49. Эта энергиявыпрямляется блоком 49 и подаетсятактового сигнала, равно не нулю,а соответствует определенному значению постоянного напряжения. Частотатрехфазного управляющего напряжения равна частоте трехфазного напряжения, подаваемого нагрузкой обратно в направлении блока 49.Во втором периоде управляющегонапряжения, т.е. когда нагрузка определяет текущий в направлении стрелки А ток для блока 49, диоды 13 и 15,а также тиристоры 14 и 12 меняютсяролями, и таким образом полярностьи величина получаемого постоянногонапряжения остаются неизменными.Энергия, производимая в.режиме обратной связи из выходного напряженияработающего как генератор двигателя 47 и появляющаяся на шинах 51постоянного тока, используется длязарядки аккумулятора 53 (фиг,8),.Так как напряжение шин 51 постоянного тока равно 550-600 В, то применение аккумулятора 53 не в каждом случае экономически выгодно.Для создания постоянной составляющей торможения в двигателе 47 используется подаваемая обратно энергия постоянного тока посредствомсдвига симметричности протекающего в двигателе 47 трехфазного тока 1 Фиг.9) . Это осуществляется способом, при котором в трехфазном двигателе в одной из Фазовых обмоток произ.водится постоянная составляющая,магнитное поле которой тормозит двигатель.С этой целью к одному из проводоврасположенных между подающим трехФазное синусоидальное выходное напряжение генератором 44 управляющего напряжения и управляющим входом блока 49, последовательно подсоединен блок 54 управления, который суммирует синусоидальное переменное напря- жение на этом проводе и постоянную составляющую, зависящую от подключенного к управляющему входу регулиоовочного напряжения.Регулировочное напряжение получают с помошью чувствительного элемента 55, подключенного параллельно к шинам 51 постоянного тока. В режиме обратной передачи потока энергии напряжение шин 51 постоянного тока возрастает. Вследствие этого чувствительный элемент 55 производит для регулирующего блока 54 регулировочное напряже 15 20 далее на шины 51 постоянного тока.Учитывая то, что выпрямитель 50обычной конструкци. не способенобратно передавать эту энергию в5сеть, энергия, получаемая при торможении, может использоваться длязарядки аккумулятора 53.Обратная функция блока 49 основана также на коммутации, управляемой двойной модулированной подлительности последовательностьюимпульсов. В режиме торможения тормозное действие можно усилить,уменьшая управляющую частоту. Призаданной частоте момент торможенияизменяется также в зависимости отамплитуды модуляции, а именно прибольших амплитудах момент торможения становится большим. Поэтому вкранах можно установить скоростьопускания груза на предписанную величину при самых различных весахгруза и при этом выигрывается значительная часть энергии торможения.Работа коммутационной цепи в обратном направлении становится понятной из описанного. метода управления и из фиг.4. Предположим чтоот направления нагрузки в направлении стрелки В ( фиг.4) протекает токв направлении коммутационной цепи.В каждом периоде тактового сигнала управление в направлении размыкания получает то тиристор 12, то тиристор 14. В положительном периодекоммутации ток, протекающий в направлении стрелки В, может свободно проходить назад через диод 13 к положительному ответвлению питающего напряжения, заряжая подключенный там аккуОмулятор. При зажигании тиристора 14точка Х соединяется с отрицательнымпитающим напряжением и диод 15 замыкается. Тиристор 12 в этот моментуже находится в замкнутом состоянии. 45Протекающий в направлении стрелки Вток использует энергию подключенного к отрицательному ответвлению сетиаккумулятора или конденсатора С 1. Еслидлительность этихдвух полупериодов 50одинакова, то энергия аккумулятораостается постоянной относительнополного периода тактового сигнала.сколько и подводится). Управление, 55однако, соответствует предписанному управляющему напряжению, поэтомусреднее значение, взятое в периодние, под воздействием которого постоянная составляющая от блока 54управления накладывается на фазовыйпровод, . Постоянная составляющаяоказывает на двигатель 47 тормозноедействие и возникаюшес в режиме генератора напряжение на клеммах понцжается.На Фиг,101 показана блок-схемапредпочтительного варианта выполнения чувствительного элемента 55 ирегулирующего блока 54.Чувствительный элемент 55 состоитиз подключенного параллельно к шинам 51 постоянного тока диода Зенера 56 и лампы накаливания 57. Напряжение диода Зенера 56 подбираетсятаким, чтобы, в случае наличия нашине 51 постоянного тока номинального постоянного напряжения, равного,например, 550 В, лампа накаливания57 горела с минимальной силой света,Регулирующий блок 54 содержит фотодиод 58, соединенный с ним последовательно резистор 59, а также резистор 60, подключенный между общейточкой обоих элементов и соединеннымс входом 61 генератора 44 управляющего напряжения и конденсатор 62,Фотодиод 58 подсоединен к положительному полюсу питаюшего напряжения,Схема работает следующим образомФотодиод 58 находится в оптической связи с лампой 57 накаливания.При загорании лампы накаливания сопротивление фотодиода уменьшается про";порционально увеличению силы света.Поступающее от генератора 44 управляющего напряжения синусоицальное переменное напряжение приложенок точке деления образованного резис торами 59 и 60 делителя напряжения,т.е. к точке выхода 61, и его постоянная составляющая (синусоидального переменного напряжениями до техпор равна нулю, пока согласно нормальному напряжению лампа 57 накали "ванин горит с минимальной силойсвета. В режиме генератора напряже. -ние шин 51 постоянного тока возрастает и вследствие этого увеличивается также сила света лампы 57 накаливания. Фотодиод 58 уменьшаетсвое сопротивление при увеличениисилы света и суммирует возникаюшее 55на точке выхода 61 переменное напряжение и пропорциональную силе света постоянную составляющую. Таким образом, сдвигается уровень постоянного напряжения одной из Фаз управляющего блоком 49 трехфазного напряжения и тем самым в двигателе 47зсзникает постоянная составляющая.Из обратной функции блока 49 выявляется, что его можно использоватьтакже для выпрямления и что величину полученного постоянного напряжения можно регулировать изменением амплитуды управляющего напряжения в широких пределах.На фиг. 11 изображен блок 49 скомпонованный в основном таким же образом, как и описанный блок 1, однако его трехфазная выходная сторона подключена через дроссельные катушки 63 - 65 к фазам К, 8 и Т/трехфазной сети. Блок 49 в этом режиме работает как выпрямитель с регулируемым выходным напряжением. Управляющее напряжение в данном случае отбирается не от генератора 44 управляющего напряжения, а непосредственно из сети, а регулирование выходного напряжения можно осуществлять посредством включенного между входом управляющего напряжения блока 49Г и сетью регулирующего амплитуду блока, например, посредством потенциометра ф 63.Низкое напряжение, необходимое для работы управляющей цепи блока 49, отбирается от подключенного к шинам постоянного тока 51 стабилизатора напряжения или от иного подключенного к сети блока питания. При включении показанной на фиг.11 схемы находящиеся в коммутационных цепях тиристоры срабатывают не сразу, так как находящиеся в блоке 49" конденсаторы 18 и 19 ( Фиг.5,1 в этот момент еще не достаточно заряжены для работы. Однако конденсаторы С 1, С 2 быстро заряжаются диодами 13 и 15, так как эти диоды 1 рассматривая со стороны переменного тока) установлены в схему преобразования тока.Показанный на фиг.11 выпрямитель работает в более благоприятных условиях, чем выпрямители, регулируемые тиристорами по принципу управления фазовой отсечкой, так как благодаря применению высокой частоты включений вместо быстрых и мошных толчков тока при включении и выключении пересекающего Фазы регулятора постоянного напряжения пройзводятся следую 1216820 1610 э. ь 5 20 25 30 35 40 50 щие друг за другом в быстрой последовательности толчки тока с малой энергией. Эти высокочастотные колебания в необходимой мере отфильтровываются дроссельными катушками 63-65, и не нужно устанавливать специальную фазокомпенсационную схему перед блоком 49, работающим с.ре гулируемым напряжением в схеме преобразования тока. Устраняя толчки тока, уменьшают уровень поступающих в сеть различных сигналов помех.Кроме того, блок 49 способен прои водить из постоянного напряжения сет с изменяемыми по величине частотой и напряжением, а также получать из переменного напряжения изменяемое по величине постоянное напряжение (фиг.8 и 11) .Схема фиг.7) способна также получать изменяемое по величине постоянное напряжение; в данном случае вместо трех коммутационных цепей нужно применять только одну коммутационную цепь,с единственной управляю щей цепью. При этом управляющее напряжение является постоянным и схему можно считать преобразователем постоянного тока.Из блока 49 можно образовать регу лируемый источник переменного напряжения, синхронизируя в показанном на фиг.8 положении частоту управляющего напряжения с сетью и осуществляя регулирование амплитуды с помощью регулирующего амплитуду потенциометра 46. Регулятор напря жения можно выполнить как однофазным, так и многофазным.Из перечисленных рассуждений очевидно, что возможности применения блока 49 чрезвычайно разнообразны и что блок 49 обладает значительными преимушествами в каждой области применения по сравнению с известными в ней решениями.На фиг. 12 показана схема преобразования тока, содержащая как блок 49, так и блок 49 . С помощью такого расположения обеспечивается непрерывное изменение скорости вращения и мощности двигателей переменного тока, работающих от трехфазной сети, а именно, в режиме, позволяющем осуществлять рекуперацию энергии, т.е. работу в режиме четырех квадрантов, в котором освобождающаяся при торможении энергия возвращается обратно в сеть нформе напряжения, синхронного стрехфазной сетью.Показанная на фиг. 12 схема соответствует изображенному на фиг.8расположению с тем различием, чтовместо выпрямителя 50 для выпрямления трехфазной мощности примененаизображенная на фиг, 11 схема,Блок 49 получает из трехфазнойсети пропорциональное трехфазномунапряжению сети трехфаэное управляющее напряжение через регулирующийамплитуду потенциометр 66 и провод 67. Вследствие этого на шинахпостоянного тока появляется постоянное напряжение. Хотя величину Постоянного напряжения можно регулировать с помощью регулирующего амплитуду потенциометра 66, однако функция системы в общем не требУет такого регулирования.К шинам 51 постоянного тока подключена сторона постоянного токаблока 49, конструктивно выполненного так же, как и блок 49 . На выходе блока 49 появляется трехфаэноевыходное напряжение, изменяющеесвою частоту и величину описаннымобразом, которое служит для питанияподключенного двигателя 47. Регулирование выходной частоты и выходного напряжения осуществляется с помощью регулирующего частоту потенциометра 45 и регулирующего амплитуду напряжения потенциометра 46описанным образом,Совместное включение сторон постоянного тока одинаково выполненных(1блоков 49 и 49 позволяет объединить конденсаторы С 1, С 2 фильтра ивключить в схему общий генератор 20импульсов.Изображенная на фиг. 12 схемаспособна осуществить протеканиеэнергии в обоих направлениях. Еслимотор нагружен моментом вращения,то блок 49 работает как выпрямитель, а блок 49 - как инвертор, иотобранная иэ трехфазной сети энергияприводит двигатель во вращениесо скоростью, соответствующей установленной частоте. Если двигатель47 через подключенную к нему системупередачи энергии получает ускорениепо сравнению с установленной скоростью вращения, то он начинает работать как генератор, и происходя