Способ управления регулируемым статическим преобразователем

пц 50%02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических2) Заявлено 3 с присоединением заявки(32) ПриоритетОпубликовано 28,02,76. БюллетеньДата опубликования описания 03.05 Государственныи ком ите Совета Министров СССР 53) УДК 621,314(72) Автор изобретен Н. Н. Лапте 71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМЪМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМен способ регулирования за счет льного суммирования основногос добавочными напряжениями ьного, фиксированными по знаку в случае глубокого регулирован точностью требуется большое к еобразовательных ячеек. Известследоватпряжениполнителкоторомзаданнойтество пр попа доприя с2 Цель изобретения - при одновременном ре величины выходного н быстродействием. прощение устроиства лировании формы и пряжения с высоким 3Изобретение относится к области преобразования и регулирования электрической энергии с помощью переключающих элементов, например полупроводниковых приборов, и может быть использовано в системах электропитания, в электроприводах и автоматике транспортных средств и промышленных установок.Для управления регулируемыми статическими преобразователями в основном используется широтно-импульсный способ, при котором при регулировании напряжения существенно меняется его форма и неизбежна установка сглаживающих фильтров для получения заданной формы кривой выходного напряжения или уменьшаются его пульсации в случае включения нагрузки через выпрямитель. Это достигается тем, что в статическом преобразователе, содержащем ряд силовых преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из к переключающих элементов, ооеспечивающих при соответству ющем управляющем воздействии реализацию определенного квазиустойчивого состояния ячейки, управление осуществляется за счет воздействия результата сравнения соответствующего опорного сигнала с сигналом, пропорциональным сумме выходных напряжений предыдущих ячеек на элемент или группу переключающих элементов, обеспечивающих переход последующей ячейки в новое квазиустойчивое состояние, причем число каналов такого воздействия на ячейку выбирается в соответствии с числом реализуемых в ячейке квазиустойчивых состояний, а соотношение выходных напряжений предыдущей и последующей преобразовательных ячеек выбирают равным числу квазиустойчивых состояний. Ы результате при заданной точности удается сократить число силовых преобразовательных ячеек при одновременном регулировании формы и величины выходного напряжения с высоким быстродействием. Так на трех ячейках с двумя квазиустойчивыми состояниями, выбрав соотношение напряжений как 4: 2: 1, удается получить 8 уровней выходного напряжения (4+2+1=7,4+2+0=б, 4+0+1=5, 4+0++0=4, 0+2+1=3, 0+2+0=2, 0+0+1=1,0+0+0=0), а на трех ячейках с тремя квазиустойчивыми состояниями, выбрав соотноьиение напряжений как 9: 3: 1, удается получить 14 уровней выходного напряжения (9++1=10, 9+0+0=9, 9+О - 1=8, 9 - 3+1=7и т. д. до 0).Регулирование напряжения в преобразовательной ячейке может осуществляться за счетреализации произвольного числа квазиустойчивых состояний, и число уровней в выходном напряжении при конечном числе силовыхячеек можно приблизить к бесконечности. Регулирование выходного напряжения можетосуществляться до нуля и, следовательно, может воспроизводиться напряжение произвольной формы с быстродействием, определяемымскоростью переключения силовых элементов.Так, например, с помощью переключающихэлементов может быть воспроизведен звуковой сигнал, На чертеже представлена блоксхема устройства, служащего для поясненияпредложенного способа.Устройство содержит задающий генератор1, силовые преобразовательные ячейки 2 - 5,например, по мостовым схемам, первая парапереключающих элементов которых управляется от сигналов по каналу 6, а вторая параот сигналов по каналу 7.Фазы управляющих сигналов, поступающихна пары переключающих элементов, зависятот состояний фазорегулирующих устройств 8,9, 10, которые управляются двумя разностными сигналами, каждый из которых предназначен для воздействия на определеннуюпару переключающих элементов, Разностныесигналы получаются от сравнения суммы выкодных напряжений предыдущих ячеек с соответствующими опорными напряжениями источника опорных напряжений 11 и по каналусвязи 12 они поступают на входы устройств8,9,10,При фиксированных фазах управления выходные напряжения ячеек составят, например с 7 п=14 в, У 1=9 в, Уг=Зв, 4.з=1 в, Опорные напряжения для каналов воздействия напервую и вторую пары переключающих элементов обозначим для ячейки 3 как Кз УспИ КЗУоп, дЛЯ ЯЧЕЙКИ 4 КаК К 4 Уоп, а ДЛЯ ЯЧЕЙки 5 как К 547,п и К 51.,и. причем45 63 51 57КЗ:КЗ": ,К 4: ,К 454 54 54 54 53 55К, , К,54 54Пусть с 7,п=25 в. Разностные сигналы на ячейку 2 не действуют, и на выходе У,=14 в. Раз КзУпп - бо и КзОоп - 1 о положительны и обе пары переключающих элементов ячейки 3 работают в фиксированных (исходных) фазах. Напряжение б, =9 в и находится в фазе с У Сумма К,+О 1=23 в. РаЗНОСтНЫЕ СИГНаЛЫ Клоп - 1.и - УЗ И К 4 К, - ь, - с 11 положительны. Сумма Уо+ 1 О 5 20 эГ 30 35 .о 45 50+У 1+с 72=26 в. Разностные сигналы К 5 К, -о - 712 и К 5оп - 7 о -1 - . 2 отрицательны. Первая и вторая пара переключающих элементов в ячейке 5 работает в антифазах с исходными. На выходе 5 ячейки Ьз=1 в и находится в антифазе с с, Сумма и+71+72+Уз -- 25 в. Пусть Кп=16 в. Разностный сигнал, воздействующий на первую пару элементов ячейки 3 КзУпп - У - отрицателен, а разностный сигнал, воздействующий на вторую пару элементов ячейки 3 КЗ.7 оп - 1.7 п - ПОЛОжнтЕЛЕН,Переключение первой пары осуществляется в антифазе, а второй пары в фазе с исходными сигналами, Напряжение на выходе ячейки 3 равно нулю, Сумма К,+471=14 в. Разностные сигналы, воздействующие на пары переключающих элементов ячейки 4 положительны. Напряжение с 72=3 в и находится в фазе с У,. Сумма с 7,+1.71+1.72=17 в, Разностные сигналы, воздействующие на пары переключающих элементов ячейки 5 отрицательны. Напряжение сиз -- 1 в и находится в антифазе с У,. Сумма У,+У 1+Уг - с 7 з=16 в. Точно так же можно проследить что, изменяя У,п от 0 до 27 в на выходе с точностью до 1 в, будем получать напряжение, равное 47 п. Таким образом, три ячейки, с тремя квазиустойчивыми состояниями, управляемые по предлагаемому способу, обеспечивают регулирование напряжения от нуля до номинального с точностью до 40/О. Вводя дополнительную регулируемую ячейку и воздействуя на нее сигналом с выхода, как показано на фиг, 1 пунктиром, получаем любую заданную точность. Сравнивая с с 7 оп сигналы, пропорциональные суммам выходных напряжений предыдущих ячеек, можно реализовать такой же способ управления с управлением источника опорных напряжений 11. Напряжение с 7, может быть напряжением первичного источника.В общем случае, один переключающий элемент при воздействии на него соответствующих разностных, сигналов может обеспечить ряд квазиустойчивых состояний ячейки. Схемы управления преобразовательными ячейками могут быть построены не только на дисперснам 1 принципе. Быстродействие системы определяется скоростью переключения сило- ВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И, ИЗМЕНяя Ь 1 оп, ПОЛуЧаЕМ На ВЫХОДЕ НаПряжЕНИЕ, КОПИруЮщЕЕ .1 п ПО ВЕЛИ- чине и форме с наперед заданной точностью. Формула изобретения 1, Способ управления регулируемым статическим преобразователем, содержащим ряд силовых ячеек, каждая из которых состоит из переключающих элементов, обеспечивающих при соответствующем управляющем воздействии реализацию определенного квази- устойчивого состояния ячейки путем регулирования выходного напряжения каждой последующей ячейки с помощью разностного,орректор Л. Котов каз 838,/ Тираж 882Совета Министроткрытийская иаб., д. 4,Изд, М 1151 осударствеппого комитета по делам изобретений и 3035. Москва, Ж, РаушПодписпоССР НИИПИ ипография, пр. Сапунова, 2 сигнала, представляющего результат сравнения опорного сигнала с сигналом, пропорциональным сумме выходных напряжений предыдущих ячеек, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения с одновременным регулированием формы и величины выходного напряжения при высоком быстродействии, указанным разностным сигналом воздействуют по меньшей мере на один переключающий элемент.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что при глубоком регулировании с заданнои 5 точностью соотношения выходных напряжений предыдущей и последующей ячеек выбира 1 о 1 равным числу реализуемых квазиустойчнвых состояний.