Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное

(51)5 Н 02 М 7 48 АНИЕ ИЗОБРЕТЕСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТ"дг "дю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский текстильный институт им, А. Н. Косыгина и Московский энергетический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения упрощение и улучшение качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник. Устройство для управления преобразователем содержит последовательно соединенные задатчнк частоты 1, двенадцатиканальный регистр сдвига 2, три идентично выполненных узла 15, 6, 17 формирования управляющих сигналов ключами, модулятор ширины импульсов 18. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, выполненным в виде трех однофазных инверторных ячеек. Каждая инверторная ячейка имеет две стойки ключей, к средним точкам которых подключена первичная обмотка трансформатора, средней точкой через пятый ключ ячейки подключенная к шине питания. Регулирование величины напряжения обеспечивается за счет соответствующих переключений ключей ячеек методом частичного широтно-импульсного регулирования. 3 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания (ИВЭП) с квазисинусоидальным стабилизированным напряжением.Целью изобретения является улучшение качества преобразованного напряжения за счет уменьшения его коэффициента гармоник и упрощение устройства.На фиг. 1 принципиальная схема устройства для управления преобразователем; на фиг. 2 - принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 1), силовая часть которого представлена на фиг. 2, содержит задатчик 1 частоты, подключенный к счетному входу двенадцатиканального регистра 2 сдвига с парафазными выходами Я 1, ф,".,Я 12, Регистр 2 может быть выполнен, например, на двенадцати последовательно соединенных триггерах 3 - 14 (фиг. 1, показано только четыре триггера 3,4 и 13, 14) с перекрестной связью. Выходы триггеров 3 - 14 подключены к входам трех аналогично выполненных узлов 15 - 17 формирование управ ляющих сигналов М;1 - М;5. Модулятор 18 ширины импульсов, выходом 5 также подключен к входу этих узлов 15 - 17. Модулятор 18 может быть выполнен автономным либо синхронизированным от задатчика 1 частоты (фиг. 1). Каждый из узлов 15 - 17 содержит два элемента ЗИ-НЕ 19 и 20, элемент ЗИИЛИ 21,два элемента 2 И 22 и 23 и два элемента 2 ИЛИ-НЕ 24 и 25. На выходах элементов 2 И 22 и 23 узла 15 сформированы управляющие сигналы М и Мд 4, определяемые логическим выражением М 142.=91 Я 12 и Ме, =91612. Канал узла 15, предназначенный для формирования управляющего сигнала М 45, содержит элементы ЗИ-НЕ 19 и 20, выходы которых подключены к элементу ЗИИЛИ 21 так, что на выходе последнего сформирован сигнал МА 594999294+ Я 4995 Я 2 Я 11. ДЛЯ формирования сигналов Мд 1 и Мд 8 используют дополнительно элементы 2 ИЛИ-НЕ 24 и 25, к входам которых подключены выходы элементов 2 И 22 и 23 и выход элемента ЗИИЛИ 21. На выходах элементов 2 ИЛИ-НЕ 24 и 25 при этом с о мированы управляющие сигналы Мд 8= л 4+Мд 5.Два других узла 16 и 17 формирования управляющих сигналов выполнены аналогично с учетом фазового сдвига на угол 2 л/3 сигналов с выходов регистра 2 сдвига, В общем случае логические выражения, определяющие связи между выходами регистра 2 сдвига и выходами узлов 15 - 17, можно представить в виде:10 М;г=,ЮгЯп Ми= Ф лаггМ 15= 9+3 91+8 Ь 91+ Яг+10+ 91+3 Щ+ю 5 9 г+1 ХХ Яг+19М 1112+ М 15 М 18= М 14+ М 15Для фазы А(1=А) индекс 1 принимает значение, равное 1, для фазы В 1=9, дляфазы С 1=17, Если результирующий адрес сигнала Я скажется больше 12 (числа триггеров 3 - 14), то его значение необходимо уменьшить на 12 с одновременной инверсией данного сигнала. Такая операция может осуществляться неоднократно, до удовлетворения поставленному условию. Выходы М;1 - М 5 узлов 15 - 7 связаны через усилительно-развязывающий узел 26 с управляющими входами соответствующих ключей силовой части преобразователя (фиг. 2).Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное (фиг. 2), для управления которым используется предлагаемое устройство, содержит три однофазные инверторные ячейки 27 - 29, выполненные в виде двух стоек ключей 30 - 41, причем ключи 30 - 35, подключенные к первой (например, плюсовой) шине 42 питания пре образователя, выполнены в виде полностьюуправляемых ключей переменного тока, а смежные с ними ключи 36 - 41 стоек - в виде встречно-параллельно включенных, например, транзистора и диода, Средние точки стоек ключей 30 - 41 каждой инверторной З 0 ячейки 27 - 29 подключены к концам первичной обмотки 43 - 45 соответствующего выходного трансформатора 46 - 48, а средние точки упомянутых обмоток 43 - 45 подключены через ключи 49 - 51 (выполненные также, как и ключи 36 - 41 в виде встречно- параллельно включенных транзистора и диода) и первой шине 42 питания преобразователя. Вторичные обмотки 52 - 54 трансформаторов 46 - 48 соединены в звезду.Задатчик 1 частоты определяет выход ную частоту преобразователя, синхронизирует работу устройства. Импульсы вида (,11 с его выхода поступают на вход регистра 2 сдвига. Фазовый сдвиг между последовательностями симметричных импульсов вида Я 1, Я 2, Я 12 составляет л/12. Для 45 обеспечения регулирования выходного напряжения преобразователя устройство для его управления снабжено модулятором 18 ШИРИНЫ ИМПУЛЬСОВ, СИГНаЛ 1,е 18 С ВЫХОда которого изменяет свою длительность 1.пропорционально управляющему сигналу Цс. Сигнал с 118 (5), а также сигналыОз - 014 (91 - 912) с выхода регистра 2сдвига поступают на входы узлов 15 - 17 формирования управляющих сигналов ключами 30 - 41 и 49 - 51 преобразователя.После осуществления соответствующих логических операций над указанными последовательностями импульсов на выходах элементов 21 - 25 получены новые последо 1644331вательности импульсов Мч - М;ь, определяемые приведенными логическими выражениями. Номер каждого элемента 19 - 25 в узле 15 ссютветствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых приведены на фиг. 3. В результате ключи 30 - 41, 49 - 51 преобразователя переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом. Регулировочные паузы длительностью 1. и дополнительные включения соответствующих ключей вводятся на определенных интервалах проводимости. Соответствующий выбор этих зон позволяет сформировать на выходе преобразователя напряжение вида (4 (фиг. 3).Предлагаемое устройство для управления преобразователем может найти применение при разработке централизованных ИВЭП в тех случаях, когда требуется обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки, а также стабилизацию (или регулирование) последнего в диапазоне +20 Я при высоком его качестве,Формула изооретенияУстройство для управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное, включающим три однофазные инверторные ячейки с трансформаторным выходом, каждая из которых выполнена в виде двух стоек ключей с управляющими входами М,чМ;4, где =-А,В,С-индекс фазы, причем ключи с управляющими входами М г и М,4, подключенные к первой шине питания, выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а ключи с управляющими входами Мч и М;з, подключенные к второй шине питания в виде встречно-параллельно включенных транзистора и диода, средние точки стоек ключей подключены к концам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой через ключ с управляющим входом М;ь также выполненным в виде встречно параллельно включенного транзистора идиода, подсоединена к первой шине питания преобразователя, содержащего задатчик частоты, выходом связанный со счетным входом двенадцатиканального регистра сдвига, парафазные выходы фДЯг,9 г которого .подключены к соответствующим входам трех аналогично выполненных узлов формирования управляющих сигналов, а выходы Мч, М;г,"М;ь предназначены для подключения к соответствующим управляю щим входам упомянутых ключей преобразователя, причем к выходу задатчика частоты подключен также модулятор ширины импульсов, выходом 5 соединенный с одним из входов узлов формирования управляющих сигналов, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучшения качества выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения его коэффициента гармоник, связи между входами и выходами узлов формирования управляющих сигналов вы полнены реализующими следующие логические выраженияМг - фЯ(+11 М(4 - ЩИ+11М 1=. причем, если результирующий индекс приоказывается больше двенадцати, то его величина должна быть уменьшена на 12 с одновременной инверсией адреса данного выходного сигнала регистра сдвига и такой переход может выполняться . неоднократно до удовлетворения поставленному условию.1 б 4433 г ттгГ гс2 Составитель О. ПТехред А. КравцукТираж 394 фенова Корректор М. П Подписное лаи ИИПИ Государственног113035, М Производственно-издател бретениямРаушская Патент, г комитета по и сква, Ж - 35 ский комбинат Редактор Заказ 124 открытиям при ГКНТ СССРаб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина, 101