Способ управления стабилизированным преобразователем постоянного напряжения в переменное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1798(51) О ТЕ ТОРСКОМ ЛЬ ТВ ение енко ники. разо,к преобразова- кстабилизиропостоянного ется уменьшети конденсатоо частоту разериодического, рного сигнала ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-и роизводственное обьединсиловой электроники(56) Руденко В,ССенько В.И., ЧижИ.М. Основы преобразовательной техМ.: Высшая школа, 194, с. 408 - 410.Авторское свидетельство СССРМ 1007170, кл. Н 02 М 7/515, 1989.Бирзнеекс Л.В, Импульсные преобватели постоянного тока. М.: Энергия,с. 18-20.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ . В ПЕРЕМЕННОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при разработке трехфазных автономных инверторов для электропривода. Целью изобретения явля, ется уменьшение установленной мощности конденсаторов входного емкостного фильтра, Способ управления заключается в том,Изобретение относится тельной технике, в частности ванным преобразователям напряжения в переменное. Целью изобретения явля ние установленной мощнос ров емкостного фильтра. Цель достигается тем, чт вертки вышеупомянутого и линейно изменяющегося опочто формируют шесть последовательнос управляющих сигналов, сдвинутых между собой на 60 эл, градусов, и подают их на управляющие входы соответствующихключей трехфазного мостового инвертора, Сигнал управления ключевым элементом повышающего широтно-импульсного преобразователя формируют путем сравнения периодического линейно изменяющегося опорного сигнала и сигнала рассогласования. В отличие от известного способа управления,. частоту развертки упомянутого линейно изменяющегося опорного сигнала задают в шесть раз выше выходной частоты преобразователя. Передние фронты результирующего сигнала и управляющих сигналов ключами трехфазного мостового ф инвертора синхронизируют между собой.Сигнал рассогласования формируют путем сравнения сигнала управления и выходного напряжения емкостного фильтра. Способ управления позволит уменьшить пульсации . выходного тока и.напряжения широтно-импульсного преобразователя, уменьшить необходимую установленную мощность входного емкостного фильтра, 2 ил. задают в шесть раэ выше выходной частоты стабилизированного преобразователя, передний фронт результирующего сигнала синхронизируют с передним фронтом упомянутых последовательностей управляющих импульсов ключами трехфазного мостового инвертора, а сигнал рассогласования формируют путем сравнения сигнала управления и выходного напряжения емкостного фильтра.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа управления; на фиг. 2 -диаграммы, поясняющие его работу.Устройство, реализующее предлагаемый способ управления преобразователемпостоянного напряжения в переменное, содержит повышающий широтно-импульсныйпреобразователь 1, состоящий иэ реактора2, ключевого элемента. 3, диода 4, емкостный фильтр 5, автономный инвертор напряжения 6, выходной 1 С-Фильтр 7, системууправления автономным инвертором напряжения 8, состоящую из задающего генератора 9, распределителя импульсов 10, 15формирователей импульсов 11, систему управления повышающим широтно-импульсным преобразователем 12, состоящую изсуммирующего элемента 13, датчика напряжения 14, регулятора напряжения 15, Фазосмещающего элемента 16 иформирователя импульсов 17, источник постоянного тока 18, нагрузку 19.Первый вывод реактора 2 подключен к.положительной шине источника постоянного тока 18, второй вывод реактора 2 подключен к общей точке соединения анода диода4 и первого вывода ключевого элемента 3,катод диода 4 подключен, соответственно, кпервому выводу емкостного фильтра 5 и по- З 0ложительному выводу автономному инвертора напряжения 6, отрицательный выводавтономного инвертора напряжения 6 подключен, соответственно, к вторым выводамемкостного фильтра 5 и ключевого элемента . 353 и отрицательной шине источника постоянного тока 18. Выходные выводы инвертора6 подключены к соответствующим входам1.С-фильтра 7, выходы которого подключенык соответствующим входам нагрузки 19, На 40вход задающего генератора 9 и первый входсумматора 13 подается напряжение управления (заданного значения), С выхода задающего генератора 9 последовательностьсигналов с частотой, равной 61 дин (для случая трехфазного инвертора), подается навход распределителя импульсов 10 и синхронизирующий вход фазосдвигающего элемента 16, в блоке 10 происходитраспределение сигналов управления по соответствующим каналам управления ключевыми элементами инвертора 6, а в блоке 11происходит Формирование сигнала управления по амплитуде и длительности,Сигнал Оупр-сопзт:, определяющий значение выходной частоты автономного инвертора напряжения, подается в качествеопорного на первый вход сумматора 13, навторойвход которого подается сигнал с датчика напряжения 14, сигнал рассогласования ЬО с выхода сумматора 13 подается на вход регулятора напряжения 15 (например, выполненного на основе операционного усилителя). С выхода задающего генератора 9 последовательность сигналов с частотой 61 дин (определяющих. моменты включения силовых ключей автономного инвертора напряжения) подается на запускающий вход фазосдвигающего элемента 16 и определяет момент начала формирования разверток опорного сигнала. Сигнал с выхода регулятора напряжения 15 подается на управляю- . щий вход элемента 16. Моменты сравнения по амплитуде опорного сигнала управления и сигнала с регулятора напряжения 15 определяют фазу среза сигнала управления ключом повышающего широтно-импульсного преобразователя 1 (фиг. 2 б, з).Регулирование длительности проводящего состояния ключевого элемента 3 (при постоянном периоде его коммутации) обеспечивает изменение среднего значения напряжения на емкостном фильтре 5, Значение амплитуды пульсаций напряжения на конденсаторах емкостного фильтра 5 определяется выбранными параметрами реактора 2, конденсаторов фильтра 5 и зависит от характера и мощности нагрузки 19.Как известно, частота пульсаций входного тОка автономного инвертора напряжения равна частоте коммутации его силовых ключей (см. Фиг. 2 а и 2 г) и определяет значение амплитуды и частоты пульсаций напряжения на фильтре 5 (кривая 1 на фиг. 2 е и 2 м). Когда частота пульсаций входного тока автономного инвертора напряжения 6 не равна частоте переключения ключевого элемента 3, то напряжение на конденсаторах фильтра 5 имеет сложную форму, характер пульсаций которого определяется разностью частот коммутации ключевого элемента 3 и входного тока автономного инвертора напряжения 6 (фиг. 2 е). На фиг. 2 а - е показаны диаграммы для случая, когда частота пульсаций входного тока автономного ин- . вертора напряжения не равна частоте переключения ключевого элемента 3. На фиг, 2 а показана последовательность импульсов с, частотой 6 1 дин с выхода задающего генератора 9; на фиг. 2 б 1 - развертка опорного сигнала, 2 - сигнал с выхода регулятора напряжения 15. На фиг. 2 в показаны диаграммы сигналов управления ключевым элементом 3, которые поступают на его вход с выхода элемента 17, На фиг, 2 г показана диаграмма входного тока инвертора напряжения 6, а на фиг, 2 д - тока через реактор 2 для режима работы повышающего широтно- импульсного преобразователя 1 на статическую нагрузку. На фиг. 2 е 1 - криваянапряжения на емкостном фильтре 5 при работе автономного инвертора напряжения (ключ 3 закрыт), 2 - . кривая напряжения на емкостном фильтре 5 при работе повышающего широтно-импульсного преобразователя 1 на статическую нагрузку, 3 результирующая кривая напряжения на ем костном фильтре 5 в преобразователе на основе повышающего широтно-импульсного преобразователя 1 и автономного инвертора напряжения 6,На фиг, 2 ж - м показаны диаграммы для случая, реализующего предложенный способ управления преобразователем постоянного напряжения в переменное когда частота разверток опорного сигнала управления ключевым элементом 3 повышающего широтно-импульсного преобразователя равна значению частоты пульсаций входного автономного инвертора напряжения и обеспечивается синхронизация их от пере- днего фронта сигналов управления силовыми ключами автономного инвертора напряжения),При равенстве частот коммутации ключевого элемента 3 и пульсаций входного тока инвертора 6 достигается уменьшением амплитуды пульсаций напряжения по сравнению со случаем,.когда указанные частоты не равны. На фиг, 2 ж, з, и видно, что передний фронт сигнала управления ключевым элементом 3 (фиг. 2 и) синхронизирован с передним фронтом раэверток опорного сигнала (фиг. 2 э) и передним фронтом сигналов управления силовыми ключами инвертора напряжения (фиг. 2 ж). На фиг. 2 к показана диаграмма входного тока инвертора 6, а на фиг. 2 л - тока через реактор 2 для режима работы повышающего широтно-импульсного преобразователя на статическую нагрузку, На .фиг. 2 м 1 - кривая напряжения на емкостном фильтре 5 при работе инвертора (ключ 3 закрыт), 2 - кривая напряжения на емкостном фильтре 5 при работе повышающего широтно-импульсного преобразователя 1 на статическую нагрузку, 3 результирующая. кривая напряжения на емкостном фильтре 5,Применение предлагаемого способа управления стабилизированным преобразователем постоянного напряжения в переменйое позволяет уменьшить установ ленную мощность емкостного фильтра, исходя из условия обеспечения равных амплитуд пульсаций в известном и предлагаемом способах,10 Формула изобретенияСпособ управления стабилизированным преобразователем постоянного напряжения в переменное, выполненным в виде 15 последовательно включенных повышающего широтно-импульсного преобразователя, емкостного фильтра и трехфазного мостово. го инвертора, заключающийся в том, что формируют шесть последовательностей уп равляющих сигналов с частотой, определяемой сигналом управления, сдвинутых между собой на угол 60 эл. град. и подают их на соответствующие управляющие входы ключей трехфазного мостового инвертора, фор мируют периодический линейноизменяющийся опорный сигнал, сравнивают его с сигналом рассогласования, формируют и подают результирующий сигнал на управляющий вход ключевого элемента по. вышающего широтно-импульсного преобразователя, обеспечивая его переключения в моменты совпадения мгновенных значений напряжений указанных сигналов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью умень щения установленной мощности конденсаторов емкостного фильтра, частоту развертки упомянутого периодического линейно изменяющегося опорного сигнала задают в шесть раз выше выходной частоты 40 стабилизированного преобразователя, пе- .редний фронт результирующего сигналасинхронизируют с передним фронтом упомянутых последовательностей управляющих сигналов ключами трехфазного 45 мостового инвертора, а сигнал рассогласования формируют путем сравнения сигнала управления и выходнОго напряжения емкостного фильтра.Редактор Н.Коля Корректор СЯатрушев ПроиэводственноЗаказ 777 ВНИИЙ ГСоставитель 8.Краилин.Техред М,Моргентал Тираж .Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент"; г, Ужгород. ул, Гагарина, 101