Способ формирования опорного напряжения для управления стабилизированным выпрямителем

СОЮЗ ССЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕаЪБ ЛИК 02 М 1 Л 8(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ А ВТОРСК пра втор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕН 1;"М И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССО 1(46) 30.07.91, Б л. Н" 28 (71) Новосибирский электротехнический институт(7) В.В. Иванцов, С,Г, Лажинцев, Е.Н. Косинова и 10.И. Соколов (53) 621. 316.727 (088.8) (56) Деткин Л.П., Писарев А,Л, У ление тиристорными преобразователям м,; Энергия, 1975, с. 57.Семенов 10.Е Харитонов С,А., Подьяков Е.А., Скурихин Л.И. Анали параметров стабилизированного гене ратора пилообразного напряжения. В кн.: Преобразовательная техника. Новосибирск, 1977, с. 114-125,Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах управления стабилизированными выпрямителями.Цель изобретения - улучшение ка - чества выходного напряжения.На Фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на Фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие предлагаемый способ.Устройство (Фиг.1) содержит первый компаратор 1, выход которого соедине н с управляющим входом ключа 2, включенного параллельно конденсатору 3. Конденсатор 3 включен между инвергирующим вх;дом и выходом усилителя 1ч, на котором выполнена схема интегратора 5. Рыход источника 6 первогоэтавонн ; л напптжения через первый ре 801667205 А 1(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПОРНОГОНАг 1 РЯЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИРпв НЬ.м ВЬФПРЯМИТЕЛЕМ(57 Изобретение относится к облестиэлектротехники и предназначено дляиспользования в устройствах управления стабилизированными выпрямителямиЦелью изобретения является улучшениекачества выходного напряжения. Согласно предлагаемому способу за счет увеличения крутизны опорного напряженияна рабочем участке уменьшают разбросуглов управления вентилями преобразо-.вателя, обусловленный шумовой составляочей. 2 ил. зистор 7 соединен с неинвертирующим входом усилителя 4, выход усилителясоединен с первым входом второго компаратора 8, второй вход которого соединен с выходом источника 9 второго эталонного напряжения 9. Выход второго компаратора 8 соединен с первыми входами первого и второго блоков 1 О и 11 совпадения, вторые входы которых соединены с выходом третьего компаратора 12. Тре - тий вход первого блока 10 совпадения соединен с выходом первого компаратора 1. Выход первого блока 1 О соединен с управляющим входом первого ключа 13, а выход второго блока 11 совпадевляоцим входом второго к од усилителя-повторителядиненные последовательн люч 13 и второй резис50 16 подклюен к положительной шинеисточника питания через клемму 11, дчерез соединенные п гследовдтельно ключ14 и третий резистор 18 - к общей шине5источника питания. Параллельно ключу13 и вгороиу резистору 16 включенконденсатор 19 паияти. Выход усилителя -повторителя 15 через четвертыйрезистор 20 соединен с инвертирующимвходом усилителя 4, Первый и второйблоки 11 и 11 совпадения, первый ивторой ключи 13 и 14, усилитель-повторитель 15, второй и третий резисторы 16 и 18 и конденсатор 19 памтиобразуют источник 21 третьего эталонного напряжения. Клеммы 22-24 предназначены для подключения к фазам питающей сети. Клеимд 2 соединенас первыми входами первого и третьегокомпардторов 1 и 12, клеииа 3 соединена с вторым входом первого компдратора 1, а клеима 4 соединенавторым входои третьего компараторд 12.Способ формирования опорного напряжения осуществляют с помощью устройства следующим образом,На первые входы первого и третьего компараторов 1 и 12 через клемму2 поступает напряжение фазы е АЗО(фиг,2), на второй вход первого компаратора 1 через клемму 23 - напряжение опережающей фазы ес (фиг.2 а),а на второй вход третьего компаратора 12 через клемму 24 - напряжениеотстающей фазы питающей сети е ВЗ 5(фиг,.а). На выходе первого компардтора 1 формируется симметричное прямоугольное напряжение (Фиг.2 б), начало отрицательной полуволны которогоопределяется первым синхрониэирующиммоментом времени е (фиг.2 а), а конецвторыи синхрониэирующим моиентом(Фиг.а). Нд выходе третьего компдратора 12 формируется симметричноепрямоугольное напряжение, отстающее45от напряжения нд выходе первого компаратора 1 на 120 эл.град. Ло второгосинхронизирующе го иоментд сна управляющий вход ключа 2 поступает отрицательное напряжение с выхода первого компараторд 1, ключ 2 при этомзамкнут, конденсатор 3 за корочен,а выход и инвертирующий ггход усилителя 4 соединены через малое с противление замкнутого ключд 2. таким обрд - 55эом, усилитель 4 включен п 1 схемеусилите ля-повторителя и н ег.1 выходе Формируется посгояннки;.1 нение первого начального уровня опорногонапряжения 1 э,(фиг.2 г), определяемоепоступающим нд неинвертирующий входусилителя 4 первым эталонным напряжением с источника 6 эталонного напряжени, В момент вреиени Г,2 на управляющий вход ключа . поступает положительное напряжение с выхода первогокомпардтора 1, ключразмыкаетсяи на выходе интегратора 5 формируется линейный рабочий участок опорного напряжения с начальным уровнемв момент времени Гд, равныи первомунапряжению, поступающему с источникаЬ. Наклон линейного рабочего участкаопорного напряжения нд выходе интегратора 5 определяется величиной разницы между первьи эталонным напряжением и третьим эталонным напряжением,поступающим с выхода усилителя-повторителя 15, Третье эталонное напряжение регулируется тдк, цтобы в третийсинхрониэирующий иомент вреиени суровень опорного напряжения на выходе интегратора 5 был равен второмуэталонному сигналу. После иоментанд выходе интегратора формируетсяучасток, на которои опорное напряжение меньше второго эталонного напряжения И. (Фиг.2 г), формируемого искточником 9, и больше или равно максимальному отрицательному выходномунапряжению 11усилителя 4 (фиг.2 г)В следующий первый синхронизирующиймомент г выходное напряжение коипаратора 1 меняет знак, на управляющийвход ключапоступает отрицательноенапряжение, ключ замыкается и конденсатор 3 разряжается через малое сопротивление замкнутого ключа 2. Выходное напряжение интегратора 5 при этомизменяется от отрицательного уровня,меньшего второго эталонного напряжения, до уровня, равного первому эталбЪному напряжению, и в опорном напряжении фориируется участок обратного хода, После окончания обратногохода опорного напряжения до следующего момента времени, соответствующеговторому синхронизирующему моменту вреиени, ключ 2 остается в замкнутом состоянии и усилитель 4 работает в режиме повторителя, формируя в опорномнапряжении участок неизиенного начального уровня, равного первому эталонному напряжению,Регулирование третьегс эталонного напряжения, а следовательно, кру1( ., ",.Вт, тидны наклона линейного рдбочРГО участка опорного напряжения, например, при и л 1 енении частоты напряже- НИИ ПИТДЮЩРй СРТИ ОГУЩЕСТВЛЯР ГСЯ сточ ик-и l.1 э длоннос 1 напряжения СЛЕДУЮЩИИ О ОДЗс И.Величи треть го этап нного (дп ряжения с пролег, .Тся в, ичиной рдз,"иомежду ндпгг : .и нд пол жительЧОЙ ШИНЕ Ието 1КД Г 1 ТДНИЯ КПРММД 17, фиг.1) и н тпрлждн 1 ем нд конд.дсаторе 1 3 пдл 1 я ти, д п спеднее регулируется и утем переключения;ервоговтооогоночей 13 и 14, упрдяляемых от пеооогс и о ор го бокоп 1( и 11 с. втаде ия, ПоиТом миь 1 и.,дл ,ему ндпрмже 11 ю нд кордсдторе 19 ., Я- т и соответст у .т максимальный уровень тРЕтЬЕГО ЭГДЛт ННОГО НДПРЯжЕН Ю НД ход; у;или сРЛЯ -пов торит, пя5 и, соответственно, н;к - ,имдлндч кру тизн . линейного рабоче гс 1 у дст к;. Опорього напряжения, д максимальному напряжению на конденсаторе 9 1 дмгти соответствует 1 иниидльный уровень третьего эталонно о ндпря сз и, следов- тельно, минимальная крутизна рабочего дсткд от;эрного ряжент я . Эдряд;з третий ре 1 стор 1 с и второй люч 14 пои его замыкании, а разряд серее чторсн резистор 1". и первыи ключ 13интервал., Ода последний здмк ут . Положительный управляющий импульс н, выходе второго блока 11 совпадения формирует я, если кру сизна рабоч. го участка опорного напряжения больше необходимой, ндприиер при уменьш,. и чт стоть питающей сети и момент пересе,ения спс рным напряже- НИЕМ УРОВь Я, РаВНОГ ВтооОИУ ЭтЭЛОННО- иу напояжт нию, опер-н;дет третий сичхронизирующий мол, чт. Тогда на интерздне между этии. м.,м. нтдми напр я;ения как на вых ;,е сетьо компар"соса 12 таК И Нд ВЫХОДЕ дор.ГО КОМПдрд ГОра 8 лолою те пьные, следовтельно, по . чительные напряжения присутствую, нд входах в 1 орого блока 11 совпадения, выполняющего логи скую рункцию И, а нд его вьходе Оормируется положительнь 1 импульс с длительно:гью, равной указан оиу интервалу, котооыи, поступая нд упрдвляющ;й вх .", второго ключавызсюд-.т здл, ц:ание осследнего, При 11э тзм проис-эдит заряд кс,нденсатора 19 :амя-и, ндлряжЕНио На НЕМ уяЕПИ 1 оаР ся, а тое ье эт-,лоннбеапрпжние уменьш Ртся что прияодит к уиеньшРчин крутизны рабочего участка Опорно -го напряжения. Этот процесс повторяЕТСЯ ДО тС Х ПОР,ОКа УРОВЕНЬ ТРЕТЬЕо эталонного напряжения и крутизна1 дбочегс участка опорного напряженияне умсньлдется до величин, при которых момент пересечения опорным напряжением уровня, равного второму эталоьяюму н пряжению, не совпадает нарабе чем участке с синхронизирующимл 1 он.нтом. При этим в любой иолентерлени по меньше 1 мере на одном изЕ,с дОВ ПЕрдот О бпока 10 СС,ВПддЕНИя,оедлизующРго логичРскую функцию И,при.у ствует и ложительный уровень,дго вы. одной положительный сигналНоС УПДРт НД УПРДЗЛЯЮЩИй ВХОД ПЕРВОО , ." ь эю а 13 и, поддерживает его в ра -:. 1 ьутом состоян 1 и. Если частота напр",жсний питающей сети увеличивается,1 о -еличина третьего эталонного сигнала и крутизна рабочего участка опорного напряжения становятся меньшенеобходимых и момен пересечениярабочего участка опорного напряженияИ УРОВНЯ, РаВНОГО ВТОРОМУ Эта ПОННО;Усигн; лу, отстает от третьего синхрон:1 зирующего момента, В интервале меж.ду этими мсм, нтами нд всех трех входах первого блока 10 совпадения напряжения отрицательны и напряжениенд его вьходе становится равнымнулю. Это напряжение поступает нд 35управляющий вход первого ключа 13,он замыкается и конденсатор 19 памяти рдзояжается, напряжение нд немуменьшается, а третье эталонное напря О жение увеличивается, что ведет к росту крутизны рабочего участка опорного напряжения, Этот процесс повторяется, пока третье эталочное напряжениее увеличится до уровня, при котороммтиент перРсечения рабо -;о участкаопорного н-.пряжения не совпадает стоетьил, синхронизирующим молонтом .Таким образом, Формирование опорного ндпряжечия по предлагаемому споро соб позволяет по сравнению с известныи способом уменьшить разброс(фиг,7.г) в моментах фориировднияимпульсов управления вент 1 лями силовой схеиы выпряиителя, который пропорциондлен отношению шумовой составляющей т), (фиг.Рг 1 к крутизне опорногосигнала, и при использован 1 и в многоканальной системе импульсно-Фазовогоуправления повысить качество управле16 Г 17 ц 5 б с в ния стабилизированным выпрямителем,при этом снижается уровень неканонических низкочастотных гармоник в выходном напряжении, возникающих вследствие указанного разброса в Формировании импульсов управления в разныхканалах системы импульсно-фазовогоуправления. Уменьшение разброса достигается эа счет увеличения крутизны 1 Оопорного напряжения на рабочем участке. формула изобретенияСпособ Формирования опорного нап ряжения для управления стабилизированным выпрямителем, заключающийся в том, что в первый момент времени, при котором регулируемое Фаэное напряжение становится меньше напряжения рц опережающей фазы, изменяют уровень опорного напряжения до первого начального уровня и сохраняют этот уровень до второго момента времени, когда напряжение регулируемой фазы ста новится больше напряжения опережающей фазы, начиная с второго момента времени формируют рабочий участок слинейным изменением опорного напряжения от первого начального уровня довторого уровня и длительностью до первого момента времени, причем заданную длительность рабочего участкаобеспечивают регулированием скоростиизменения опорного напряжения, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения качества выходногонапряжения выпрямителя, определяюттретий момент времени, при которомнапряжение регулируемой Фазы становится меньше напряжения одной изотстающих Фаз так, чтобы интервап между вторым и третьим моментами времени на минимальную величину превышалинтервал изменения Фазы импульсовуправления, который определяют длязаданного диапазона нагрузок, рабочий участок опорного напряжения формируют длительность до третьегомомента времени, а далее до первогомомента времени Формируют опорноенапряжение, не превышающее второгоуровня,Составитель В. ГордеевТех ред Л. Олийнык Редактор А. Огар Корректор Л. Патай Заказ 3976 Тираж Подписное ВНИИПИ ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 1/5