Способ управления преобразовательными ячейками

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик о 11905975(22) Заявлено 1 а 03,80 (21) 2892187/24-07с присоединением заявки Ко(23) ПриоритетОпубликовано 15.02.82. Бюллетень Мо 6Дата опубликования описания 15.02. 82 Р 1 М К з Н 02 Р 13/16 Государственный комитет СССР ао деяам изобретений и открытий(72) Авторизобретения Б.А.Глебов Московский ордена Ленина энергетический институт1( 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИЯЧЕЙКАМИ Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах преобразования электрической энергии для питания различного рода потребителей энергии (электротехнология, электропривод, системы электропитания).Известен способ управления преобразовательными ячейками, соединенными по входу последовательно, имеющими общий силовой трансформатор, состоящий в том, что осуществляют синхронную коммутацию силовых управляемых ключей в этих ячейках (11.Недостаток известного способа заключается в сложности схемной реализации, так как существенно усложняется конструкция силового трансформатора и необходимо устройство управления с значительным числом гальванически развязанных выходных канало), равным числу кснамутируемых силовых ключей.Наиболее близким к предлагаемому является способ управления, при котором осуществляют коммутацию каждой из преобразовательных ячеек и сравнивают напряжения питания данной ячейки с заданным уровнем, в результате чего вырабатывают сигнал на выравни 1 ванне напряжений питания преобразовательных ячеек (2).Недостатки известного способа -повышенные потери энергии,а также невысокая надежность, обусловленнаятем, что передача энергии может носить только односторонний характер.Целью изобретения является повышение КПД н надежности,Поставленная цель достигаетсятем, что оогласно способу Формируютдополнительный заданный уровень,превышаюартй основной, а оба уровняделают меньше полусуммы напряженийпитания данной и соседней преобразовательных ячеек, после чего производят упомянутое сравнение напряжений и вырабатывают сигнал на выравнивание напряжения, который запрещает включение данной ячейки, еслиее напряжение питания станет меньшезаданного уровня, и разрешает включение преобразовательной ячейки,если напряжение питания ячейки станет выше дополнительного уровня.На чертеже представлена схемаработы двух соседних преобразователь.ных ячеек.Схема содержит преобразовательные.З 0 ячейки М и (М+1)соответственно 1 и 2, 905975конденсаторы 3 и 4 фильтров этих ячеекр резистивные делители напряжения 5 и бт шины питания 7, 8 и 9 преобразовательных ячеек 1 и 2; нагрузка 10, общая для системы последовательно соединенных ячеек.Ячейки 1 и 2 входят в систему изИ ячеек, соединенных по входу последовательно. Соответственно последовательно соединены конденсаторы 3 ивходных фильтров ячеек 1 и 2. Управляющие входы преобразовательных ячеек 1 и 2 соединены с выходами резистивных делителей напряжения 5 и б, включенных между шинами питания 7 и 9, Выходы преобразовательных ячеек подключены к общей нагрузке 10 системы последовательно соединенных преобразовательных ячеек.Способ управления преобразовательными ячейками состоит в следующем. При первоначальном включении на конденсаторах 3 и 4 устанавливаются напряжения, обратно пропорциональныеемкости этих конденсаторов. В дальнейшем эти напряжения изменяются всоответствии с величиной тока, потребляемого ячейками по входной цепи. У ячейки с большим током напряжение уменьшается, а у другой ячейки соответственно возрастает,Пусть большим током обладаетячейка 1, и уменьшается напряжение на конденсаторе 3 ее входного фильтра. Когда это напряжение, обозначаемое Е, станет меньше, чем1 Е+Е ,1/2, где Е м - напряжение на конденсаторе фильтра ячейки 2, а1, ячейка 1 отключается. При этомнапряжение питания ячейки 2 больше,чем Е+Е,1/2, и поэтому эта ячейка остается во включенном состоянии.Ток этой ячейки производит заряд конденсатора 3 фильтра ячейки 1 и напряжение на нем возрастает. Когда этонапряжение достигает значения А Ем++Е ч 1 /2, где А)сЦ, но А,с 1, произойдет включение ячейки 1, При этом 45напряжение питания ячейки 2 по-прежнему больше, чем Е +Е,д 3/2, поэтому она остается во включенном состоянии, Снова одновременно включеныобе ячейки И снова начинает уменьшаться напряжение на конденсаторе 3входного фильтра ячейки 1, потребляющей больший ток по входу, Далееописанные процессы повторяются,Если обеспечить значения д.и 11 55близким к 1, то в системе соединен.ныл последовательно преобразовательныж ячеек установится состояние, прикотором напряжения питания соединенных последовательно ячеек пульсируют(возрастают и уменьшаются), но остаются близкими к Е/И, где Е - напряжение питания системы И преобразовательных ячеек, соединенных последовательно.Предлагаемый способ управления преобразовательными ячейками обеспечивает уменьшение потери энергии, так как выравнивание напряжений не происходит за счет обмена энергией между преобразовательными ячейками через специально введенные для этой цели цепи обмена; упрощение силовой части преобразовательных ячеек, так как она не содержит цепи и элементы, необходимые для передачи энергии от одной ячейки к другой для выравнивания напряжений питания; повышение надежности, так как выравнивание напряжений на конденсаторах входных фильтров происходит при любом соотношении между напряжениями на конденсаторах соседних ячеек.Формула изобретенияСпособ управления преобразовательными ячейками, входы которых соединены последовательно, состоящий в том, что осуществляют коммутацию каждой из преобразовательных ячеек и ср 4 авнивают напряжения питания данной ячейки с напряжением заданного уровня, в результате чего вырабатывают сигнал на выравнивание напряжений питания преобразовательных ячеек, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, формируют напряжение дополнительного. заданного уровня, повышающего основной, а оба уровня устанавливают меньше полусуммы напряжений питания данной и соседней преобразовательных ячеек, после чего производят укаэанное сравнение и вырабатывают сиГнал на выравнивание напряжений, который запрещает включение данной ячейки, если ее напряжение питания станет меньше заданного уровня, и разрешает .включение данной ячейки, если ее напряжение питания станет больше дополнительного заданного уровня.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Моин В.С Лаптев Н.Н, Стаби-лизированные транзисторные преобразователи, М Энергия, 1972,с, 442, рис. 11-9 сг.2, Моин В.С Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М Энергия, 1972,с. 442, рис. 11-9,е,905975 Составитель В.МироновТехред Л.Некарь Корректор А, Дэятко Редактор М.Петрова Заказ 394/72 Тираж 718 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4