Групповой преобразователь напряжения

(71) Саратовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(54)(57) ГРУППОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ НАПРЯЖЕНИЯ содержащий,по крайнеймере два объединенных по выходу и вертора, регуляторы постоянного, напряжения в цепи питания каждогоинвертора с установленными на нх ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Эа) Н 02 М 7/515; Н 02 Р 13/18 выходах ЬС-фильтрами, блок управления регуляторами, датчики тока в цепи питания инверторов, узел сравнения сигналов, а также соединенные последовательно сумматор, делитель и блок умножителей сигналов, причем выход каждого иэ датчиков тока подключен к одному из входов сумматора, а выходы блока умножителей подключены к одним из входов узла сравнения, другие входы которого соединены,с выходами соответст" вующих датчиков тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен блоком усилителей с иэ-меняемым пропорционально току нагрузки коэффициентом передачи, включенным между .выходамн узла сравнения и входами блока управления регулято- рами, а управляющими входами соеди- д ненйым с выходом упомянутого делителя.Изобретение относится к силовой, преобразовательной технике и может быть использовано в ти;исторных комплексах для централизованного электроснабжения на повышенных частотах, для питания электротермических установок и в других преобразовательных установках, в которых решается задача заданного распреде ления нагрузки между параллельно работающими аг.р.егатами.Известен групповой преобразователь, состоящий из нескольких объединенных по выходу инверторов, снаб женных трансформаторами тока, первичные обмотки которых включены с одинаковой полярностью между соответствующими инверторами и фазой сети, а вторичные обмотки соединены после довательно также с одинаковой,полярностью 13 .Однако такое устройство отличается значительными массой и габаритами за счет уравнительных трансформаторов 25 тока и не обеспечивает достаточной эффективности деления тока между отдельными инверторами в широком диапазоне нагрузок, так как настраивается на фиксированную величину разбалан.з 0 са потребляемых токов.Известен также групповой преобра" зователь частоты, содержащий два объ единенных по выходу инвертора, регуляторы постоянного напряжения в цепи35 Питания каждого инвертора с установленными на йх выходах ЬС-фильтрами, блок управления регуляторами, датчики, тока в цепи питания инверторов и узел сравнения сигналов 121. Недостаток этого устройства состоитм том, что в нем решается задачараспределения нагрузки только в случае дйух инверторов одинаковой мощности, что ограничивает область его;.применения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсягрупповой преобразователь частоты,содержащий по крайней мере два объединенных по выходу инвертора, регуляторы постоянного напряжения в цепипитания .каждого инвертора с установленными на их выходах ЬС-фильтрами,блок управления регуляторами, датчики 551 ока в цепи питания инверторов,узел сравнения сигналов, а также соединенные последовательно сумматор,делитель и блок умножителей сигналов,причем выход каждого из датчиков тока подключен к одному из входов сумматора, а выходы блока умножителей подключены к одним из входов узла сравнения, другие входы которого соединены с выходами соответствующих датчиков тока а выходы узла сравйения подключены к соответствующим входам блока управления регуляторами ГЗЗЗадача заданного распределения нагрузки между параллельно работающими секциями в известном устройстве решается благодаря тому, что в блок управления регуляторами постоянного напряжения кроме сигнала об отклонении стабилизируемого параметра, например выходного напряжения, от зада чого значения вводится сигналпропорциональный разности между током, потребляемым инвертором данной. секции, и среднеарифметическим значением токов всех инверторов. В результате выходной параметр, /4. блока управления 1 -го регулятора представляет собой сумму двух составляющих, одна из которыхр,) определяется системой стабилизации выходного напряжения и является общей для всех регуляторов, а другая(ар ) определяется рассогласованием потребляемых токов, т.й, Р р,+а фПри работе известного преобразователя в номинальном режиме 1 А,л Вследствие этого при скачкообразном возмущающем воздействии изменение величины питающего напряжения, параметров нагрузки) не возникают значительные переходные процессы в систе. ме распределения. Это связано с тем, что последн.-.я отрабатывает.на абсолютные значения тока инверторов, а реагирует на нарушение заданной про.-. порции между ними.Однако в пусковых режимах величина (др ) становится. соизмеримой с /4 . Это приводит к тому, что из-за повышенных пульсаций выходного напряжения регуляторов при малых ,К и соответствующих пульсациях потребляемых инверторами токов система регулирования в ряде случаев становится неустой чивой. Указанное обстоятельство снижает надежность работы преобразователя и сужает диапазон его применения,Целью изобретения является новышение функциоиальной .надежности.Указанная цель достигается тем, что групповой преобразователь напряжения содержащий, по крайней мере два с 5 ъединенных по выходу .инвертора, регуляторы постоянного напряжения в цепи питания каждого .инвертора с установленными на их выходах. ЬС- фильтрами, блок управления регуляторами, датчики тока в цепи питйния инверторов, узел сравнения сигналов, а также соединенные последовательно сумматор, делитель и блок умножителей сигналов., причем выход каждого из датчиков тока подключен,к одному из входов сумматора а выходы блока умножителей подключены к одним из входов узла сравнения, другие входы которого соединены с выходами соответствующих датчиков тока, снабжен блоком усилителей с изменяемым пропорционально току нагрузки коэффициентом передачи, включенным между выходами узла сравнения и входами блока управления регуляторами, а управляющими входами соединенным с выходом упомянутого делителя.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Групповой преобразователь частоты содержит регуляторы 1 постоянного напряжения с блоком.2 управления, ЬС-фильтры 3, объединенные по выходу инверторы 4, датчики 5 тока, сумматор 6, делитель 7, блок 8 умножителей узел 9 сравнения и блок 10 усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.Устройство работает следукщим образом.В качестве управляющих воздействий при регулировании токов, потребляемых инверторами 4, используются напряжения питания инверчоров, подаваемые с выходов фильтров 3. Информация о величине токов .япоступает от датчиков 5, установленных в цепях пос-тоянного тока инверторов 4. Сигналы .дс, пропорциональные. величинам токов 3 с, с выходов датчиков 5 поступают на входы сумматора б, на выход. де которого образуется сигнал ДД-= = Й,М , пропорциональный сумме токов, потребляемых. инверторами 4, Величина,3поступает иа вход. делителя 7, осуществляющего деление на .11. Выходной сигнал блока 7 3,р в ",/7 поступает на входы блока 8 умножителей, число которых .равно М,. Умно- житель 8, соответствующий М -му инвертору, осуществляет умножение величины дд на коэффициент Ок , пропорциональный мощности .1 -го инвер-, тора. При этом коэффициенты 4 подбирают так, чтобы выполнялось условие5и, Ц "-ис-Выходной сигнал . Э 1 с -го умножителя пропорционален величине тока10 Ф-го инвертора, которая должна потребляться при требуемом распределениинагрузки.Величины Э в узле 9 сравниваютсяс .поступающими с датчиков 5 величи нами 3 . Сигналы рассогласованияа 3 д ф упропорциональные отклонениям текущих значений потребляемыхтоков от требуемых при данной мощности нагрузки значений токов через уси лители 10 поступают на входы блока,2 управления, регулирующего источникипостоянного напряжения.Коэффициент передачи К усилителей 10 при указанных на схеме связях 25 является монотонно возрастающей функцией величины . Д причем Кю 91,)40при.ЗА=0. Выходной параметр р блока2 управления представляет собой суммудвух составляющих Щ иД . Если исЗ 0 ходное назначение блока 2 состоит врегулировании величины напряженийпитания инверторов 4 с целью стабилизации их,высокого напряжения, тосоставляющая О, зависит от рассогласования между заданным Ои действительным значением О выходного напряжения, т.е."зователя, когда выходное напряжениеравно нулю, составляющая Ц имеетмаксимальное значение, В то же время коэффициент передачи К блй 50зок к нулю. Поэтому динамика преобразователя в пусковых режимах опре. деляется, главным образом, каналомстабилизации выходного напряжения,и пульсации потребляемых токов неприводят к нарушению устойчивостисистемы регулирования. По мере увеличения напряжения питания инверто"ров, и соответственно, потребляемыхими токов коэффициент К возрас1111241 каз 6324/43 Тираж 666. ЯЬдака адваа йШ "Ватезпфе тает. При работе преобразователя в номинальном режиме, когда воз" никает задача заданного распределения нагрузки между, параллельно ра,ботакш 1 ими инверторами, коэффициент передачи К ю имеет максимальное значение. Выходные. токи инверторов имеют при этом настолько малые пульсации, что они не оказывают отрИЦательного влияния на работу системы распределения.( Таким образом, введение в схемугруппового преобразователя блокаусилителей с регулируемьак коэффициентом передачи позволяет повысить 5 Функциональную надежность преобразователя и расширить область егоприменения, причем. дополнительно вводимые в схему блоки могут быть реализованы на базе серийно выпускаемых 1 О промышленностью операцнонных усилителей.