Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное с шим

(5)4 Н 02 М РЕСП Й КОМИТЕТ СССРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЗ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О К.А азователях. Це татических СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7) Московский энергетический институт и Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина . (72) А.В,Чесноков и Г.С.Мыцык (53) 621.316.727(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 633128, кл, Н 02 Р 13/16, 1976.Авторское свидетельство СССР к: 1166247, кл. Н 02 Р 13/18, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ С ИИМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в изобретения - улучшение энергетических показателей. Устройство для управления преобразователем формирует выходное напряжение, не искажаемо реакцией нагрузки при наименьшей мощности управления, обеспечиваемой за счет предельного уменьшения дли. тельности управляющих сигналов ключей трехфазного мостового инвертора. При этом удается полностью устранить противотактные переключения его ключей,что особенно важно при транзисторных вариантахпостроения силовой .части преобразователя (и,как следствие устранить возможность возникновения сквозных токов), атакже уменьшить общее число коммутаций. 2 ил.135805Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении как централизо 5 ванных источников вторичного электропитания (ИВЭ) с синусоидальным выходным напряжением,так и децентрализованных ИВЭ,используемых при проектировании электроприводов, преимущес- О твенно в тех случаях, когда коэффициент мощности нагрузки сово являтн етс переменной величиной.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей преобразователя В за счет устранения противотактных переключений ключей стойки инвертора и уменьшения до минимально необходимой мощности управляющего сигнала.На Фиг,1 представлен преобразова О тель постоянного напряжения в квазисинусоидальное; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.Устройство для управления трехфаз ным мостовым инвертором 1 содержит задающий генератор 2, к выходу которого подключены два делителя 3 и 4 частоты, через элемент 2 ИЛИ 5 связанные со счетным входом, а через эле мент 2 И-НЕ 6 - с установочным 1-входом 1 К-триггера 7, на К-вход которого подается логическая единица (напри-; мер, подключен к плюсовой шине питания), Выход элемента 2 И-НЕ 6 подключен также к входу трехканального распределителя 8 импульсов, выполненного по пересчетной схеме, например, на трех 1 К-триггерах 9 - 11. Выходы распределителя 8 импульсов и 1 К-триг- ло гера 7 подключены к входам логического узла 12, выходы которого через усилительно-развязывающий узел 13 связаны с управляющими входами ключей трехфазного мостового инвертора 1. 4 К выходным выводам последнего подключен трехфазный датчик 14 полярности выходного тока инвертора с прямыми иинверсными выходами.Каждый из шести каналов логического узла 12 содержит последовательно соединенные элементы 2 И-НЕ 15-20 (входы которых образуют входы логического узла 12), элементы 2 И-НЕ 2126, свободные входы которых подключены к соответствующим входам одного из элементов 2 И-НЕ 15-20, и элементы ЗИ 27-32, два входа которых подключены к выходам элементов 2 И-НЕ 155 226, а третий вход - к выходу трехфазного датчика 14 полярности. выходного тока инвертора.Связи между выходами распределителя 8 импульсов, 1 К-триггера 7, трехфазного датчика 14 выходного тока инвертора и входами элементов 2 ИНЕ 15-26 и ЗИ 27-32 выполнены таким образом, что на выходах элементов 2 И-НЕ 15 и 16, например, первого и второго каналов логического узла 12 формируют последовательности импульсов, определяемые соответственно логическими выражениями сР и сГ, на выходах логических элементов 2 И-НЕ 21и 22 - последовательности импульсов(сР)а и сна, а на выходах логических элементов ЗИ 27 и 28 - последовательности импульсов сРасГ 1 и сРасР 1.Аналогично выполнены и другие каналы логического узла 12, на остальных выходах которого Формируют последовательности импульсов, определяемые следующими логическими выражениями: на выходе элемента ЗИ 29 - аРЬаР 1 з, элемента ЗИ 30 - аРЬаР элемента ЗИ 31 - ЬРсЬР 1, элемента ЗИ 32 ЬРсЬР 1. На выходе, огического узла 12 включен усилительно-развязываюющий узел 13, обеспечивающий необходимое согласование выходных каскадов блока управления и входных каскадов трехфазного мостового инвертора 1 преобразователя1Трехфазный датчик 14 полярности выходного блока инвертора может иметь различные варианты исполнения. На фиг.1, например, он выполнен по схеме трансформаторов 33-35 тока, вторичные обмотки которых подключены к схеме усилителей-формирователей 36- 38 импульсов, Функциональной характеристикой которых является преобразование квазисинусоидального сигнала(выходного тока преобразователя, работающего на реактивную нагрузку) в однополярный нормированный сигнал в коде 0-1 (например, усилитель мощности, компаратор или триггер Имитта), Выходы усилителей-формирователей 36- 38 импульсов образуют прямой выход датчика 11 ) и подключены такжек инверторам 39-41, выходы которыхобразуют инверсный выход датчикаС учетом существующей элементной базы микросхем, например серий 155, 133 или 134 элементы, реализующие функцию элементов ЗИ 27-32, целесообразно выполнить в виде последовательно включенный элементов ЗИ-НЕ 42-47 и НЕ 48-53, как показано на фиг.1.Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2, где обозначены 13,А - выходное фазное напряжение трехфазного мостового инвертора 1,П П1 А, 3. А - основная гармоника выходного фазного тока для разных значений коэффициента мощности на-"1 грузки преобразователя (созе= О, соз 1 р0,867 - отстающий, ссз ЦпсО, 86 7 - опережающий )114 А1 А 4 АП1, А - выходные сигналы трехфазного датчика 14 полярности выходного тока инвертора (фаза А) для соответствующих значений соз Я , 13 - импульсы на выходе задающего генератора 2, 139, 134 - импульсы с выходов делителей 3 и 4 частоты.После операции логического суммирования на выходе элемента 2 ИЛИ 5 формируют последовательность импульсов 135., а после операции логического умножения и инверсии - последовательность импульсов 1, (на выходе элемента 2 И-НЕ 6), в соответствии с которыми определяют состояние 1 К-триггера 7 и распределителя 8 импульсов.На выходах 1 К-триггеров 9 - 11 имеют место прямые и инверсные последовательности импульсов 139-130 и 139-13 . со сдвигом 27/3 между собой. На Е-выходе 1 К-триггера 7 формируют последовательность модулированных по длительности импульсов Р - 13 Соответственно обозначены последовательности импульсов и на выходах элементов 2 И-НЕ 15-26 13,- -13 и элементов ЗИ 27-32 13, -13, . На выходах гсс:.едних формируют сигналы, определяе.ые вышеприведенными логическими выражениями, которые после усиления и необходимой гальванической развязки в усилительно-развязывающем узле 13 поступают на управляющие входы трехфазного мостового инвертора 1, В соответствии с алгоритмом работы на выходе преобразователя формируют напряяение с ППП 1 (134 А, фиг,2).Таким образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с известным формирует выходное напряжение,не искажаемое реакцией нагрузки принаименьшей мощности управления, обеспечиваемой за счет предельного уменьщения длительности управляющих сигналов ключей трехфазного мостовогоинвертора 1. При этом удается полностью устранить противотактные пере О ключения его ключей, что особенноважно при транзисторных вариантахпостроения силовой части преобразователя (и, как следствие, устранитьвозможность возникновения сквозных 15 токов), а также уменьшить общее числокоммутаций.Ф о р м у л а изобретенияУстройство для управления преобргзователем постоянного напряженияв квазисинусоидальное с ИИМ, содержащее задающий генератор, к выхоДу которого подключены два делителя частоты, через элемент 2 И 31 И подсоединенныек счетному входу и через элемент 2 И 2 В НЕ - к установочному 1-входу 1 Ктриггера, и трехканальный распредели тель импульсов, выполненный по пересчетной схеме с прямымии инверснымивыходами а, а, Ь, Ь, с, с, своимвходом соединенный с выходом элемента 2 И-НЕ, а выходами - с входамилогического узла, выполненного в виде шести каналов, каждый из которыхвключает в себя два элемента 2 Р-НЕ,причем связи между их входами и 5 выходами с Р-выходом 1 К-триггера ивыходом распределителя импульсов определяится соответственно логическими, выражениями сРа, ЬЕс, аУЬ, сра, ЬРАс, ,о аЕЬ, сР, ЬУ, аР, сГ, ЬР, аУ , о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью улучшения энергетических показателей преобразователя при работеего на нагрузку с изменяюшимся кдкотстающим, так и опережающим угломнагрузки, оно снабжено трехфазнымдатчиком полярности выходного токаинвертора с прямьми и инверсными.выходами 1 ( ) , 1 1 а ) , а каядьп БОканал логического узла снабжен логическими элементами, выполняющимифункции ЗИ, причем связи между еговходами, выходами элементов 2 И-НЕ итрехфазного датчика выходного токаинвертора определяются для шести 55каналов логического узла соответственно логическими вырыениямисЕаср 1 А, сас 14 э аГЬау 16, аЕЬа 318,ЬРсЬЕ 1, ЬУсь.п 1/5 оизводственно-полиграФическое предприятие, г тная од, ул.П Тираж 659 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035,Москва, Ж, Подписное комитета ССС открытий ская наб.,д.