Способ коммутации индуктивной нагрузки

(5 03 К 1 ЕТЕПЬСТВ ТОР СНОМ 9 27но-исследовательтрукторский ин -ект- ском анном ности, селорте СР83,ьство 7/56,(54) СПО НАГРУЗКИ (57) Изо тся к силовои может бытьах электроетение отно иной техник оммут переменного -повышение ен о но ои мощ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научский и проектно в коститут по автоматизироприводу в промышпехозяйстве и на транс(72) В.С.Васильев (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидеВ 1176448, кл . Н 03 Б КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВ использовано в инверто приводов постоянного и тока. Цель изобретения надежности коммутации ном уменьшении импульс при перегрузке. Устроиство, реализующее способ, с одержит промежуточнуюкоммутационную цепь 4, имеющую ключ 5переменного тока и дроссель 6, источник 7 питания, цатчики 8.1 и 8.2 тока,блоки 9.1 и 9.2 управления ключами (К)1,1, 1 2, состоящие из элементов 10,1и 10.2 совпадения, Устройство позволяет после подачи сигнала управления навход ключа 5 переменного тока Формировать пробный импульс тока, задержанный по времени, ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно пропорционально от напряженияна полностью управляемом ключе (К) 1.Полученный пробный импульс тока подают на очередной включающийся К 1. 1(1. 2) . Последний открывают на полнуюцлительность сигнала управления. Еслинапряжение на К 1.1 (1.2) уменьшаетсядо напряжения уставки, К 1.1 (1,2)закрывают до окончания сигнала управления. 2 ил.;работающих в режиме широтно-импульсной модуляции, и является усовершен,ствованием изобретения по авт. св.У 1176448,10Цель изобретения - повышение на,дежности коммутации при одновременномуменьшении импульсной мощности приперегрузке.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство коммутации содержит пол ностью управляемые ключи 1.1 и 1,2 постоянного тока (фиг. 1), зашунтированные обратными замыкающими диодами 2, 1и 2.2 и конденсаторами 3.1 и 3.2, про,межуточную коммутационную цепь 4, которая состоит из ключа 5 переменноготока и дросселя 6, источник 7 допол нительного питания, датчики 8 . 1 и 8 .2:тока, блоки 9.1 и 9,2 управления ключами 1.1 и 1.2, на которые поступают 30,входные управляющие импульсы, а такжеинформация о величине напряжения на, ,на входы которых поступают управляющие сигналы и сигналы о величине напряжения на ключах 1,1 и 1.2, и формирователи 11.1 и 11.2 сигналов пробных импульсов тока у на Входы которых 40поступают управляющий сигнал и информация о напряжении на ключе 5, шины12 и 13 питания, выходную шину 14.Сущность предлагаемого способа заключается в том, что после поступления сигнала управления на вход ключа 5 переменного тока и вход блокауправления, например 9.1 ключа 1.1,в формирователе 11,1 с задержкой повремени формируется ограниченный подлительности несколькими микросекундами и зависящий по величине обратнопропорцинально от напряжения на включаемом ключе 1.1 сигнал пробного импульса тока, который поступает навход управления ключа 1.1.Если под действием коммутационной цепи 4 и пробного сигнала черезвключаемый ключ 1.1 на 1.ряжение на нем уменьшилось до величины, меньшей напряжения уставки (4-6 В), элемент 10.1 совпадения, на входы которого посту - пают информация о величине напряжения на ключе 1.1 и входной управляющий импульс, вырабатывает сигнал на включение ключа 1. 1.Ключ 1.1 остается при этом включенным до момента окончания входного управляющего импульса или до момента, когда под действием перегрузки напряжение на нем превысит напряжение уставки. В режиме холостого хода для включающегося ключа 1.1, что имеет место при выключении ранее нагруженного ключа 1.2, изменение потенциала на выходе устройства. происходит за счет тока нагрузки, и элемент 10.1 совпадения может выработать сигнал на включение ключа 1.1 еще до формирования пробного импульса управления формирователем 11.1, Это не приводит к какому-либо нарушению работы устройства. Ток нагрузки в этом случае протекает через замыкающий диод 2,1, шунтирующий ключ 1.1Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.Пусть в рабочем режиме ток нагрузки протекает по замыкающему диоду 2.2В момент(фиг. 2 а) приходит управляющий сигнал на вход блока 9.1, поступая одновременно на входы формирователя 11,1, элемента 10.1 совпадения, ключа 1.1 и вход ключа 5 переменного тока (фиг, 2 б), Если в качестве ключа 5 переменного тока использованы тиристоры, сигнал на включение может быть коротким (показано пунктирной линией). С приходом управляющего сигнала и включением ключа 5 переменного тока начинаются нарастание тока в дросселе 6 (фиг, 2 г) и убывание тока через замыкающий диод 2,2 (фиг. 2 д). В моментток нагрузки в диоде 2.2 полностью скомпенсирован нарастающим током дросселя б. С момента времени т ток в диоде 2,2 меняет .направление на противоположное (идет рассасывание заряда в диоде) и нарастает до момента до момента рассасывания заряда у границы перехода в базе диода 2,2 (фиг. 2 д). С этого момента начинается изменение потенциала на выходной шине 14 (фиг. 2 ж) и одновременно продолжается нарастание тока в дроссе 3 1411 ле 6 за счет перезаряда шунтирующих конденсаторов 3.1 и 3.2. Максимальная величина тока в дросселе 6 приходится на момент времени 1 З, когда напряже 5 ние на выходной шине 14 становится равным полусумме напряжений на шинах 12 и 13, а на дросселе 6 - равным нулю.Через задержку времени о- появ О ляется пробный импульс управления (фиг. 2 в), напряжение на ключе 1,1 (фиг. 2 д) уменьшается, становится меньше напряжения уставки, на выходе элемента 10.1 совпадения (фиг, 2 з) вырабатывается постоянный управляющий импульс, и ключ включается полностью. В момент времени 1 ток дросселя 6 уменьшается до нуля. Ба диаграмме тока ключа 1.1 (фиг2 и) в проО межуток времени -г. заметно снижение тока, обусловленное изменением тока дросселя в этот промежуток времени. Далее следуют окончание управляющего импульса , рассасывание заряда В ключе 1.1 (-с 7), уменьшение тока через ключ 1.1 ( -) и увеличение потенциала на ключе 1. 1 до величины напряжения питания .Момент пуска отличается от рабоче- Зо го режима тем, что в начальный момент напряжение на выходной шине 14 равно полусумме питающих напряжений на шинах 12 и 13, а напряжение на дросселе 6 и на ключе 5 равно нулю, т,е. в35 момент пуска при нулевом токе нагрузки коммутационная цепь 4 не срабатывает.Изменение потенциала на шине 14 происходит за счет пробных импульсов, в течение действия которых напряжение на ключе уменьшается до напряжения уставки, и ключ 1,1 включается полностью. 964Этим обеспечивается четкая коммутация в любом режиме работы.В режиме перегрузки напряжение на ключе 1.1 увеличивается, и последний выключается, поскольку напряжение уставки в устройстве имеет небольшую величину (4 - 6 В), что обеспечивает одновременно и уменьшение потерь при коммутации, так как уменьшение напряжения до величины напряжения уставки в большинстве рабочих режимов происходит еще до прихода пробного им - пульса. Формула изобретенияСпособ коммутации индуктивной нагрузки ло авт, св. В 1176448, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке, после подачи сигнала управления на вход ключа переменного тока промежуточной коммутационной цепи формируют с задержкой по времени ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно-пропорционально от напряжения на полностью управляемом ключе пробный импульс тока, подают пробный импульс тока на очередной включающийся полностью управляемый ключ, открывают данный ключ на полную длительность сигнала управления, если до подачи или в процессе действия пробного импульса тока напряжение на полностью управляемом ключе уменьшилось до напряжения уставки, и закрывают данный ключ до окончания сигнала управления, если напряжение на полностью управляемом ключе в процессе действия пробного импульса тока не уменьшилось до величины напряжения уставки из-за перегрузки.1411964 0 уир П г прО Ъ) урЕ ф 123 5 Составитель Г. Тер ешинаедактор И,Горная Техред Л.Сердюкова Корректо авцов каз 3672/55 Тираж 92 НИИПИ Госуда по делам из13035, москва, Ж зводственно-пс лиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Лроектнаю р Одщ дГд Подписноетвенного комитета СССРбретений и открытий35, Раушская наб., д, 4