Способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности

(51) М, Кл,Н 02 Р 13/16 Гооударствеииый комитет ио делам иэооретеиий и открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ИМПУЛЪСНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОШНОСТИ; 183,ж 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может применяться в электроприводах постоянного и переменного тока, а также в исполнительных устройствах автоматики.Известен способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности с искусственной коммутацией, состоящий в том, что включают тиристоры контура искусственной коммутации с неизменной частотой и включают тиристоры рабочей цепи с некоторой временной задержкой относительно момента включения коммутирующих тиристоров 1.Недостаток этого способа состоит в больших потерях в импульсном усилителе мощности.Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является способ управления тиристорами импульсного усилителя мощности с искусственной коммутацией, состоящий в том, что включают коммутирующие тиристоры и заряжают коммутирующий конденсатор колебательного 1 С-контура, периодически включают рабочие тиристоры при наличии управляющего сигнала на входе импульсного усилителя мощности и после ка дого включения рабочих тиристоров включают коммутирующие тиристоры 12.При этом способе также наблюдаютсябольшие потери в импульсном усилителемощности.5Цель изобретения - снижение потерьв импульсном усилителе мощности.Поставленная цель достигается тем, чтонепрерывно измеряют амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе, включают только коммутирующие тиристоры при значении напряжения на конденсаторе ниже заданного уровня, запрещают включение тиристоров при значении напряжения на конденсаторе выше заданного уровня и при отсутствии управляющего сигнала.15 На чертеже приведена блочно-принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Представленный импульсный усилительмощности содержит блок 1 искусственной коммутации, предназначенный для неодновременного и поочередного отключения токов в двух рабочих цепях 2 и 3 с нагрузками. Рабочие тиристоры 4 и 5 подключают через соответствующие нагрузки к источнику напряжения, который одновременно является источником питания блока искусственной коммутации 1, содержащего общий коммутирующий конденсатор 6, два коммутирующих тиристора 7 и 8, каждый из которых совместно с соответствующим коммутирующим дросселем 9 и 10 (или трансформатором) и коммутирующим конденсатором 6 образует коммутирующий колебательный контур.Управляющие цепи каждого тиристора 7, 8, 4 и 5 подключены к выходу соответствующего усилителя 11 - 14 импульсов. Широтно-импульсный модулятор 15 обеспечивает на своих выходах а и б импульсы для включения рабочих тиристоров 4 и 5, а на выходе в - тактовые импульсы для включения коммутирующих тиристоров 7 и 8, Выход в соединен через логический элемент И 16 со счетным входом триггера 17, каждый из выходов которого соединен с одним усилителем импульсов 11 и 12, управляющих коммутирующими тиристорами 7 и 8.К коммутирующему конденсатору 6 блока искусственной коммутации 1 подключен пороговый элемент 18, сигнал на выходе которого соответствует логической единице при амплитуде напряжения на конденсаторе 6 меньшем определенной заданной величины, и логическому нулю при амплитуде напряжения, превышающей заданный уровень, Выход порогового элемента 18 подключен к одному входу логического элемента ИЛИ 19, к другому входу логического элемента ИЛИ 19 подключен выход индикатора 20 импульсов. При наличии управляющих ймпульсов на рабочих тиристорах ча выходе индикатора - логическая единица, при отсутствии - логический ноль. Выходы широтно-импульсного модулятора 15 а и б соединены с соответствующими тиристорами 4 и 5 через прямые входы логических элементов И 21 и 22 и усилители импульсов 13 и 14. Инверсные входы логических элементов И 21 и 22 подсоединены к выходу порогового элемента 18, В состав блока искусственной коммутации входят заряднь,й дроссель 23, диоды 24 и 25 и конденсаторы 26 и 27 фильтра,Реализуется предлагаемый способ следующим образом.После подключения источника питания поочередно включают тиристоры 7 и 8 блока искусственной коммутации 1. При первом включении одного из этих тиристоров, например тиристора 7, коммутирующий конденсатор 6 оказывается включенным последовательно с коммутирующим дросселем 9, зарядным дросселем 23 и источником постоянного тока с половинным напряжением, роль которого выполняет конденсатор 26 фильтра. Когда напряжение на обкладках конденсатора 6 достигнет значения, близкого источнику питания, ток в колебательном контуре изменяет направление и 788337тиристор 7 отключается. При этом нижняя (см. чертеж) обкладка конденсатора имеет положительный потенциал, а верхняя - отрицательный, и напряжение на конденсаторе 6 не изменяется (если пренебречь утеч 5кой) до включения тиристора 8. При включении тиристора 8 конденсатор 6 перезаряжается сначала через коммутирующий дроссель 10 и диод 25. Так как при протекании тока через диод 25 зарядный дроссель 23 оказывается подключенным к источнику с1 р половинным напряжением, роль котороготеперь выполняет конденсатор 22, то ток в дросселе нарастает по экспоненте. При этом через диод 25 протекают в разных направлениях токи различных цепей. В прямом направлении - изменяющийся по сину соиде ток колебательного контура, в обратном направлении - ток, возрастающий по экспоненте. В тот момент, когда эти токи становятся равными по величине, диод 25 оказывается смещенным в обратном направ 29 ленин и запирается, ЭДС самоиндукциидросселя 23 возрастает до значения, равного половины источника питания, и ток зарядного дросселя 23 замыкается через диод 24 и конденсатор 26. При этом благодаря тому, что диод 24 проводит ток, цепь комф мутирующего контура (конденсатор 6 и дроссель 8) оказывается подключенной к источнику и вторую часть коммутационного интервала конденсатора 6 перезаряжается с одновременным подзарядом. При реверсе токав контуре тиристор 8 отключается. При последующем включении тиристора 7 процесс протекает аналогично. В течение 6 - 8 тактов амплитуда напряжения достигает установившегося значения, после чего блок искусственной коммутации готов к работе, и могут быть включены рабочие тиристоры 4 и 5, подключающие нагрузки 2 и 3 к источнику напряжения. Усилители импульсов 11 - 14 и широтно-импульсный модулятор 15 обеспечивают периодическое включение ра 41бочих тиристоров 4 и 5 и отключение их при включении коммутирующих тиристоров 7 и 8.Амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе 6 сравнивает с заданным значением пороговый элемент 18, ко входу4 которого подключены обкладки конденсатора 6. Наличие или отсутствие управляющего сигнала определяется индикатором 20. Тактовые импульсы, поступающие на вход логического элемента И 16, попадут на комЯмутирующие тиристоры 7 и 8 при наличии логической единицы на выходе логического элемента ИЛИ 19, т. е. при наличии управляющего сигнала или при его отсутствии, но при напряжении на коммутирующем конденсаторе 6 меньшем напряжения, опреде 5 ляемого пороговым устройством 18.При прекращении подачи управляющихимпульсов на рабочие тиристоры 4 и 5 на выходе индикатора 20 - логический ноль,788337 Составитель Е. Жд Текред А. БойкасТираж 783 новКорректор МПодписноеСССРтийб., д. 45Проектная, 4 едактор П. Бабич аказ 8375/68 мчи ВИ КИПИпо д 1 3035, Мо нлнал ППП комитет и откры шская н род, ул. Государственного лам изобретений ква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго При напряжении на конденсаторе 6, большем заданного, на втором входе логического элемента 19 - также логический ноль При этом тактовые импульсы, идущие от выхода в широтно-импульсного модулятора через логический элемент И 16, перестанут включаться, и напряжение на конденсаторе зафиксируется на каком-то уровне. Из-за влияния утечек напряжение на конденсаторе 6 может снизиться ниже заданного уровня, на выходе порогового элемента 18 появится сигнал логической единицы, и тактовые 1 й импульсы поступят на счетный вход триггера 17, блок искусственной коммутации будет работать до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 6 не превысит заданный уровень,Таким образом, циклы работы коммутирующего блока следят за работой нагрузочных цепей. При наличии в цикле работы нагрузочных цепей пауз предлагаемый способ позволяет повысить КПД силового преобразователя за счет уменьшения потерь, 20 обусловленных работой блока искусственной коммутации.Формула изобретенияСпособ управления тиристорамк импульсного усилителя мощности с искусственной 2 коммутацией, состоящий в том, что включают коммутирующие тиристоры и заряжают коммутирующий конденсатор колебательного 1.С-контура, периодически включают рабочие тнристоры при наличии управляющего сигнала на входе импульсного усилителя мощности и после каждого включения рабочих тиристоров включают коммутирующие тиристоры, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, непрерывно измеряют амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе, и при значении напряжения на нем ниже заданного уровня включают коммутирующие тиристоры, а при значении напряжения на конденсаторе выше заданного уровня и при отсутствии управляющего сигнала запрещают включение всех тирнсторов. Источники информации.принятые во внимание при экспертизе 1. Гольц М. Е, и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователямн. М., Энергия, 1972, с. 57 - 59. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке2657438(07, кл. Н 02 Р 13/16, 1 .08. 78.