Способ управления регулируемым статическим преобразователем

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН НЯ 1%т зненц:46 ФВтьк=. Мл,ц 574844 Союз Советских Социалистическихаявкц до Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 621.316.72(088.8) Бюллетень М 36сания 28.09.77 ло делам изобретений н открытийАвторыизобретения 71) Заявител 4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМеоора- энеров, наи мо- тропцчислатт к упачечерез реобИзобретение относится к области пр зования и регулирования электрической гии с помощью переключающих элемент пример полупроводниковых приборов, жет быть использовано в системах элек тания с повышенными требованиями к ству электроэнергии. Для управления регулируемыми статическими преобразователями в основном используется широтно-импульсный способ 1. Прц этом в процессе регулирования существенно меняется форма напряжения и неизбежна установка сглаживающих фильтров, которые резко ухудшают динамические характеристики системы регулированияНаиболее близким к изобретению способом является способ управления регулируемым статическим преобразователем 2, при котором управление осуществляется за счет воздействия результата сравнения опорного сигнала с суммарным выходным напряжением предыдущих ячеек на элемент или группу переключающих элементов, обеспечивающих переход последующей ячейки в новое квазиустойчивое состояние.По указанному способу выходное напряжение изменяется скачкообразно и для обеспечения высокого качества выходного напряжения требуется усложнять силовую часть преобразователя за счет увеличения числа преобразовательных ячеек.Цель изобретения - уменьшениеп-,еобразователы ых ячеек что привод 5 рощецшо устройства.Эта цель достигается тем, что разностныйсигнал, воздействующий, по меньшей мере, на один переключающий элемент последней преобразовательной ячейки, получают от сравне 1 д штя опорного напряжения с пилообразным напряжением, пропорциональным сумме выходных напряжений предыдущих ячеек.Однако прежде чем сравнить упомянутуюсумму напряжений с опорным, се преобразо вывают в пропорциональное пилообразное напряжение, которое ц сравнивают с опорным.В результате на малом количестве преобразовательных ячеек удается получить инварцантность среднего значения выходного напря женця по отношению к возмущению по входу.На фиг. 1 представлена блок-схема статического преобразователя, реализующего предложенный способ; на фцг. 2 - диаграммы изменения напряжений.25 Устройство содержит первичный источник 1,преобразовательные ячейки 2, 3, управляющие блоки 4, 5, формирователь 6 пилообразного напряжения.Напряжение первичного источника 1последовательно включенные выходы празовательных ячеек 2 и 3 и 1.С-фильтр питает нагрузку. В управляющем блоке 4 напряжение, поступающее на вход преобразовательной ячейки 2, соавнивается с опорным, и разностный сигнал через усилитель, работающий в режиме глубокого ограничения воздействует на переключающие элементы ячейки 2. В схеме на фиг. 1 выходное напряжение преобразовательной ячейки 3 равно сумме выходных напряжений предыдущих ячеек,Ячеек аналогичных ячейке 2 может быть включено произвольное число, а источник 1 можно считать одной из таких ячеек. Указанное напряжение, обозначенное на фиг. 1 как Л (1), поступает на формирователь пилообразного напряжения 6. На выходе формирователя б получают пилообразное напряжение, обозначенное как Оп(Г), амплитуда которого равна текущей амплитуде напряжения Ух 1(1), а размах пульсаций прямо пропорционален величине Ух ф) с коэффициентом пропорциональности К. Полученное пилообразное напряжение поступает на вход управляющего блока 5, где оно сравнивается с опорным напряжением, полученный разностный сигнал усиливается и воздействует, по меньшей мере, на один переключающий элемент преобразовательной ячейки 3. Суммарное напряжение ухвых(1) через фильтр поступает на нагрузку и обеспечивает ее питание напряжением повышенного качества.Пусть до момента времени 1, (фиг. 2), напряжение на выходе первичного источника 1 было меньше уровня опорного напряжения в управляющем блоке 4. На выходе преобразовательной ячейки 2 имелось постоянное напряжение, которое суммировалось с напряженнем первичного источника и поступало на последнюю преобразовательную ячейку 3. Это суммарное напряжение поступало в формирователь 6, на выходс которого возникало напряжение (4(1) с соотношениями, указанными на фиг. 2. Когда величина напряжения Уп(1) превышает опорное напряжение Уоп управляющий блок имеет нулевое напряжение на выходе и выходное напряжение преобразовательной ячейки 3 вычитается из суммарного выходного напряжения предыдущих ячеек, В это время на вход фильтра воздействует напряжение У 1(1) - К Ул - ф). При Уп(1), меньшем /оп, на выходе управляющего блока 5 появляется импульс, и выходное напряжение преобразовательной ячейки 3 становится равным нулю. В это время на вход фильтра воздействует напряжение Ух:1. Обозначим отношение времени воздействия на фильтр напряжения (lк длительности пилообразных импульсов как у,Напряжение живых(1), поступающее на рассматриваемом этапе на вход фильтра, представляет из себя импульсное напряжение с коэффициентом заполнения у, (см. фиг. 2). В общем случае за счет действия фильтра к на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 СО 65 грузке будет прикладываться напряжение согибающей, описываемой каквых :х - 1х - 1(1) Если в момент 1 по какой-либо причине напряжение первичного источника стало несколько больше опорного напряжения в управляющем блоке 4, то за счет воздействия управляющего блока 4 на силовые ключи преобразовательной ячейки 2 она перейдет в новое квазиустойчивое состояние и напряжение на ее выходе скачком уменьшится до нуля.Скачкообразное изменение напряжения У (1) воспримет формирователь 6, пропорционально изменив амплитуду и глубину пульсаций пилообразного напряжения. На фильтр будет поступать импульсное напряжение с коэффициентом заполнения уВ рассматриваемом устройстве при предлагаемом способе управления коэффициент заполнения опоеделяется из соотношения:И) - впх,где У,п - опорное напряжение в управляющем блоке 5.Подставляя (2) в (1), получаемвых= оп. (3)Таким образом, при возмущении по входу в момент 11 огибающая выходного напряжения не изменится и будет равна опорному напряжению, а это означает, что среднее значение выходного напряжения будет инвариантно относительно указанного возмущения. Высокое качество энергии без выплесков перенапряжений при произвольных возмущениях по входу обеспечивается уже на двух преобразовательных ячейках.Формула изобретенияСпособ управления регулируемым статическим преобразователем, содержащим ряд силовых ячеек, каждая из которых состоит из переключающих элементов, обеспечивающих при соответствующем управляющем воздействин реализацию определенного квазиустойчивого состояния ячейки, путем регулирования выходного напряжения каждой последующей ячейки с помощью разностного сигнала, представляющего результат сравнения опорного сигнала с сигналом, пропорциональным сумме выходных напряжений предыдущих ячеек, причем указанным разностным сигналом воздействуют по меньшей мере на один переключающий элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения числа преобразовательных ячеек, разностный сигнал получают от сравнения опорного напряжения с пилообразным напряжением, пропорциональным сумме выходных напряжений предыдущих ячеек.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. М, И. Крайцберг, Э, В. Шикуть. Импульсные методы регулирования цепей постоянно574844 6 2. Авторское свидетельство СССР 505102,кл. Н 02 М 7/48, 1972.