Статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы

(51) М сударственныи комите вета Министров СССР о делам изобретенийи открытий(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ВЫХОДНЫ НАПРЯЖЕНИЕМ ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНЫ И ФОРМЫ Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразованию и регулированию электрической энергии,Известны статические преобразователи, в которых с целью одновременного регулирования величины и формы выходного напряжения при максимальном быстродействии и минимальных габаритах фильтра силовая часть состоит из ряда ячеек, управление которыми осуществляется от цепочек сравнения суммарного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением за счет изменения фазы разностного сигнала. Недостаток такого типа устройств заключается в том, что при равенстве сравниваемых напряжений в схеме наблюдаются сбои.В другом случае управляющий сигнал подается через ключевой элемент, управляемый от цепи сравнения выпрямленного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением. В такой схеме силовая ячейка при разомкнутом состоянии ключевого элемента оказывается неуправляемой, и схема работает нормально только при активной нагрузке.Предлагаемый статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы свободен от указанных недостатков. Это достигается тем, что цепи сравнения суммарного выпрямленного выходного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением соединяются с управляющими входами фазореверсирующих блоков, связанных с задающим генератором и осуществляющих реализацию определенных квазиустойчивых 5 состояний последующей силовой ячейки.На фиг. 1 показан один из вариантов предлагаемого статического преобразователя; на фиг, 2 - пример выполнения фазореверсирующего блока.10 Преобразователь содержит задающий генератор 1 с выходным трансформатором 2, фазореверсирующие блоки 3 - 6, силовые ячейки 7 - 10 с выходными трансформаторами 11 - 14, источник опорного напряжения 15 и цепи 15 16 - 18, измеряющие соответственно выходноевыпрямленное напряжение первой ячейки, суммарное напряжение первой и второй ячеек и суммарное выпрямленное напряжение первой, второй и третьей ячеек. Обмотка 19 20 охватывает магнптопровод трансформатора11, обмотка 20 охватывает магнитопроводы трансформаторов 11 и 12, а обмотка 21 одновременно охватывает магнитопроводы трансформаторов 11, 12, 13. В измерительных це пях возможно как магнитное, так и электрическое суммирование напряжений предыдущих ячеек.П сть набилизированн30 а выходное нтора 1 настолько стабильно, что его можно использовать в источнике опорного напряжения 15.При включении напряжения источника питания возбуждается задающий генератор 1 и на выходных обмотках трансформатора 2 появляется прямоугольное напряжение. Это напряжение поступает на фазореверсирующие блоки 3 - 6, и силовые ключи в ячейках 7 - 10 начинают коммутироваться, а на обмотках трансформаторов 11 - 14 появляются прямоугольные напряжения.Если выпрямленное напряжение на трансформаторе 11, измеренное, например, обмоткой 19 и выпрямителем, превышает опорное напряжение источника 15, то на вход фазореверсирующего блока 4 поступает сигнал, обеспечивающий работу силовой ячейки 8 в анти- фазе с ячейкой 7. В результате, напряжения на выходных обмотках трансформаторов 11 и 12 вычитаются. Их суммарное напряжение, снимаемое с обмотки 20, выпрямляется, и напряжение на цепи 17 сравнивается с опорным напряжением источника 15.Разность сравниваемых напряжений воздействует на управляющий вход фазореверсирующего блока 5.Если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек превышает опорное, то фазореверсирующий блок 5 обеспечивает работу ячейки 9 в антифазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 уменьшается, а если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек меньше опорного, то ячейка 9 включается в фазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 увеличивается. И в том, и в другом случае выходное напряжение приближается к опорСуммарное напряжение ячеек 7, 8, 9 измеряется обмоткой 21, выпрямляется, сравнивается с опорным напряжением, и их разность воздействует на фазореверсирующий блок 6, обеспечивая работу ячейки 10 соответственно в фазе или в антифазе с ячейкой 7.В результате, суммарное выходное напряжение ячеек 7 - 10 с еще большей точностью приближается к опорному,Величины напряжений на выходных обмотках трансформаторов 11 - 14 выбраны в убывающей прогрессии, и суммарйое выходное на пряжение ячеек преобразователя по итерационному принципу приближается к опорному,В рассмотренном примере в ячейках используется два квазиустойчивых состояния. В общем случае в ячейке может быть реализовано п квазиустойчивых состояний, Кроме того, она может быть снабжена рядом фазоре версирующих блоков и чем большее числоквазиустойчивых состояний реализуется в ячейке, тем с большей точностью (при заданном количестве ячеек) выходное напряжение будет приближаться к опорному.15 В ряде случаев, например при получениина выходе стабилизированного синусоидального напряжения с целью уменьшения искажений выходного напряжения опорное напряжение синусоидальной формы целесооб разно включать через выпрямитель.Пример реализации ф азор еверсирующегоблока приведен на фиг. 2.Блок содержит магнитный мультивибратор(собранный на транзисторах 22, 23, трансфор маторе 24 и резисторах 25, 26), триггер (собранный на транзисторах 27, 28) и разделительные диоды 29, к которым подключаются обмотки 30 трансформатора 2 задающего генератора, Этими обмотками осуществляется 30 управление магнитным мультивибратором через один из транзисторов триггера, состояние которого, а следовательно и фаза напряжения на обмотках трансформатора 24 относительно напряжения на обмотках 30, зависит 35 от полярности напряжения.Формула изобретенияСтатический преобразователь с выходнымнапряжением заданной величины и формы, 40 получаемый за счет электрического или магнитного суммирования выходных напряжений ряда ячеек, имеющих фазореверсирующие блоки управления, связанные с задающим генератором, содержащий цепи сравнения вы прямленного напряжения предыдущих ячеекс опорным напряжением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, указанные цепи сравнения соединены с управляющими 50 входами соответствующих фазореверсирующих блоков.505104 айаг. г Составитель М. ЛойвТекред М. Семенов Редактор В. Левятов Корректор Л. Котова Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 838/1 О Изд. М 1151 Тираж 882 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 415