Устройство формирования -фазной системы напряжений

Союз Советских Социвлистиц вских Республик/08 с прис инение ооударственныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) УСТРОЙСТ РМИРОВАНИЯ ГП -ФАЗНОЙ СИСТЕМЬНАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для управления вентильными преобразователями и может быть использовано в различных элек тротехнических установках как источник Я - фазного симметричного напряжения, в частности в полупроводниковых пт - фазных преобразователях частоты с непосредственной связью. рования тп 2, 3, 41,к едует отнесх напряжеравномер- разователе а следователв т- фрегулировани намоточных рассеиванию о, исключает их мене ние х сис ах автоматического ение большого числ я,- примен зделий в полезнойачительному , возрастаихревых тоугих факто- частот, что форматоров; дет кмощнос нию внутрен ков, потерь ров; работу обусловлено х потер а гистер з-з зис и др иапазоне ко применением тр Известны устройства форми фазной системы напряжений 1, недостаткам этих устройств сл ти наличие асимметрии выходнь ний по фазам, что приводит к ной нагрузке тиристорных пре неоднородность гармонического состава изза значительного уровня гармоник,Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого устройства является многофаз 5 ный статический преобразователь Ц ,Устройство содержит преобразователь"напряжение-частота", функцию котороговыполняет генератор стандартной частоты,кольцевой счетчик импульсов, дешифратор10 (логическая схема) и формирователи по числу фаз, функцию которых выполняют инверторы, В устройстве применен междуфазныйтрансформатор, назначение которого - обеспечить строго опрецеленное соотношение15 амплитуд, фаз и длительность импульсов,что снижает асимметрию выходного напряжения. Устройство предусматривает включение фильтров для устранения гармоник высшего порядка, которые могут возникнуть20 на его выходе. Упомянутые инверторы формирователи) выполнены на трансформаторах.Однако в этом устройстве при нагревеобмоток трансформатора может произойтинарушение баланса фаз на выходе статичес 25 кого преобразователя, что приводит к асимметрии выходного напряжения; применение большого числа намоточных изделий обуславливает возрастание внутренних потерь и уменьшение к,п.д.Цель изобретения - повышение симметрии бвыходного напряжения увеличение к.п.д, за счет снижения внутренних потерь,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство формирования ступенчатого си 10нусоидального напряжения, содержащее преобразователь "напряжение-частотаф, счетчик импульсов, дешифратор и формирователи по числу фаз, снабжено дополнительнымсчетчиком, дополнительным дешифратором,триггерами по количеству фаз формируемсго напряжения и дополнительными ключами,количество которых определяется фазностьюформируемого напряжения, причем выходкаждого формирователя подключен к суммирующей точке каждой фазы через соответствующие дополнительные ключи, цепи управления которых связаны с дополнительнымдешифратором, управляющим также черезсоответствующие триггеры дополнительными выходными ключами, а выход дополнительного дешифратора связан со счетчикомчерез дополнительный счетчик.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - диаграммасостояний элементов устройства для трехфазной системы напряжений.Устройство формирования п - фазнойсистемы напряжений содержит преобразователь "напряжение-частота" (ПНЧ), выходкоторого соединен со входом счетчика СГВыход счетчика Сг, через дешифраторВШ,имеющий число выходов 1 - П, определяющих число ступеней цля аппроксимации синусоиды на участке Й/д, присоединен ко щвходам формирователей Ф - Ф каждыйиз которых выполнен на транзисторных клю,- чах, кл,- кл л и резисторах 1 в :Количество формирователей равно числу фаз,Выход первого формирователя Ф подключен к суммирующим точкам А, В,Е, 1 - щ фаз соответственно через ключи 1 кл, 2 кл (Л 1-1) кл, щкл,где (здесь и далее) первая цифра (символ) - номер фазы, а вторая цифра (симвоЛ) 9)- порядковый номер формирователя.Выход второго формирователя Ф подкпрчен к суммирующим точкам А, В, С 9,Е, через ключи 1 кл, 2 кл(%-1)кл кл, соответственно, Выход (п -1)- Яго формирователя Ф,р.подключен к суммирующим точкам А, В, С, 9, К, соответственно через ключи 1 кл.(щ2 кл.и -,)и 1 кл( 1. И наконец, выходюа -го формирователя Ф заведен к суммирующими точкам А, В, , 9, Я, соответственночерез ключи 1 кл, 2 кл(п 1 -1) кл, Ф кл. При необходимости получения двухполупериодного напряжения к суммирующим точкам А, В , 9, Я подсоединяются инверторы И , И . И(п,. , И, соответственно через пары ключей К -К, К -К,К(;-) - К(2-2)1 К(2 п 1-) КЯ пКаж дый из Л - выходов дешифратора ДШ подключен к управляющей цепи соответствующего ключа 1 кл - п 1 кл в каждой фазе устройства. Вход дешифратора ДШ соединен со счетчиком Гг , подключенным к счетчику Гг, . Дешифратор ДШ 2 каждым из п 1 - выходов подключен также к счетным входам соответствующих триггеров Т - Тгд, Выход "1 ф триггера Т. включен в управляющую цепь ключа К, а выход "Оф триггера Т - в управляющую цепь ключа К первой фазы. Выход ф 1 ф триггера Т включен в управляющую цепь ключа К, а выход "0" триггера Т - в управляющую цепь ключа К 4 второй фазы, Выход ф 1 ф триггера Т(щ.) подключен к управлякг шей цепи ключа К(щ.)(щ -1)-ой фазы, И наконец, выход ф 1" триггера Тщ подключен к управляющей цепи ключа К(щ-), а выход "Оф триггера Т, - к управляющей цепи ключа Кп 1-ой фазы.С выхода преобразователя ПНЧ импульсы с частотойпоступают на вход счетчика 0 г , количество состояний которого определяется числом ступеней, которым аппроксимируется участок синусоиды на интервалев . С выхода счетчика Гг через дешифратор ДШсигналы поступают на входы формирователей Ф - Фщ, на которые поступает также напряжение И, величина которого определяет амплитуду выходного напряжения устройства. Каждый из формирователей ф - Ф,д вырабатывает свой участок полуволны ступенчатого напряжения длительностью К(и и с частотой У/и Формирователь Ф - на интервале 0 -:й/и формирователь Ф- на интервале%/и-. гМв;( 21 Т-:( О, и формирователь Фд, - на интервале П - : и . Указанные участки полуволны ступенчатого напряжения с выходов всех формирователей ф - , Фгп подаются на входы всех суммирующих точек Аэ В9, Я, через соответствующие ключи 1 кл 1 - т кл Гл в заданной последовательности, которая обеспечивается порядком подачи управляющего сигнала с вы ходов 1-; ц 1 дешифратора ДШ к этим ключам, На каждый из выходов устройства с суммирующих точек А, В,9, Е подается прямое и инвертированное напряжение через соответствующие пары ключейКЕ ф КЗ К 4 ф - Кедов-)- Кге инверторы И - Ищ, Указанные пары ключей управляются соответствующими выходами 1 - п 1 дешифратора ДШ через триггеры Т - Т Частота напряжения на выходе триггеров Т 1 - Т,п равная/2 а Л, а сигналы сдвинуты на угол, кратный аи. Таким образом, на выходе каждой из вифаз устройства формируется двухполярное р ступенчатое напряжение, аппроксимирующее синусоидальное. Фазовый сдвиг между напряжениями кратен й(ри частота напряжения /2 я и и амплитуда пропорциональна амплитуде входного напряжения Б 1 ЬПредложенное устройство формирования тп - фазной системы напряжений эбеспечивает возможность получения синусоиды напряжения на выходе каждой фазы из одних и тех же аппроксимированных участков 20 полуволны. Благодаря этому достигается высокая степень стабильной симметрии л 1 фазной системы напряжений, на которую искажения, возникающие в процессе формиро- вания напряжения, не будут оказывать никакого влияния. При этом обеспечивается возможность использования предложенного устройства в системах автоматического регулирования.Кроме того, благодаря отсутствию намоточных изделий значительно снижены внутренние потери, величины которых на электронных компонентах значительно мень ше, чем в трансформаторах, При этом достигается значительное увеличение к.п.д, преобразователя, Отсутствие трансформаторов З 5 улучшает также гармонический состав выходного напряжения, приводит к устранению гармоник высшего порядка. Это, в свою очередь, освобождает от необходимости применения на выходе фильтров.Формула изобретенияУстройство формирования я - фазной системы напряжений, содержащее преобразователь "напряжение-частота", счетчик импульсов, дешифратор и формирователи почислу фаз, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения симметрии выходчого напряжения и к,п.д оно снабжено дополнительным счетчиком, дополнительнымдешифратором, триггерами пэ количествуфаз формируемого напряжения и дополнительными ключами, количество которых определяется фазностью формируемого напряженияпричем выход каждого формирователя подключен к суммирующей точке каждой фазычерез соответствующие дополнительныеключи, цепи управления которых связаны одополнительным дешифратором, управляющие также через соответствующие триггеры дополнительными выходными ключами, авход дополнительного дешифратора связансо счетчиком через дополнительный счетчнк,Истэчники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:1, Патент США Мо 3448366 кл. 3215, 1969 г. "Многофазный статический преобразователь" - прототип.2, Патент Великобритании Мо 114940 б,кл. Н 2 Г, 1969 г.3, Патент Франции М 1 38803, кд. Н02 )и, 1965 г,4, Авторское свидетельство Мо 388344кл. Н 02 р 13/16, 1973 г,546068 их.Р сл сп(ю 1 Составитель Е, Ждановдактор В, Фельдман Техред О, Луговая Корректор В. Сал 40/2 Тираж 899 ИПИ Государственного комитета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушПодпСовета Миоткрытий аказ ноестров С