Преобразователь переменного тока в переменный

(51)5 Н 02 М 5/4 Н ЗОБРЕТЕНИЯ СВИД ЛЬСТВ К(56) Лебедев А,М, и др. Следящиеприводы станков с ЧПУ, - М.: Энергдат, 1988, с. 143 - 145.Муконин А.К., Пенский Н.И. Прватели энергии для регулируемогопривода. Проблемы преобразовтехники (Тезисы докл.У Всесоазнно-техн. конф, Киев, сентябрь, 198164-166).(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМТОКА В ПЕР ЕМ Е Н Н Ъ Й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования энергии переменного напряжения с й инсти- фиксированными значениями напряжения вэнергию с регулируемой величиной напряжения и тока, и может быть использовано в регулируемом электроприводе. Цель изоэлектро- бретения - упрощение устройства. Преобоатомиз- разователь содержит первый выпрямитель1, ведомый сетью инвертор. К выходу одноеобраэо- фазного мостового вентильного коммутатоэлектро-, ра на тиристорах 5-8 подключена нагрузка ательной 9, Второй выпрямитель на диодах 10 - 13 вхоой науч- дом соединен с нагрузкой 9, а выходом - с 7, ч. 1, с. входом ведомого сетью инвертора 3. Междувыходом первого выпрямителя 1 и входом ЕННОГО вентильного коммутатора включен регулирующий ключ 17. 8 ил,Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования энергии переменного напряжения с фиксированными значениями напряжения в энергию с регулируемой величиной напряжения и тока, и может быть использовано в регулируемом электроприводе.Целью изобретения является упрощение устройства.На фиг. 1 представлена схема преобразователя с однофазным мостовым вентильным коммутатором и однофазной нагрузкой; на фиг, 2 - то же, с трехфазным мостовым вентильным коммутатором и трехфазной нагрузкой; на фиг. 3 - схема возможного варианта выполнения неуправляемого выпрямителя и ведомого сетью инвертора; на фиг. 4 - диаграммы, иллюстрирующие работу выпрямителя и ведомого сетью инвертора; на фиг. 5- характеристика вход - выход релейного элемента; на фиг, 6 - характеристика порогового элемента; на фиг.7 - диаграммы, иллюстрирующие работу преобразователя энергии, выполненного по схеме фиг. 1; на фиг. 8 - графики управляющих импульсов тиристоров вентильного коммутатора в схеме фиг. 2.Преобразователь фиг. 1) содержит первый выпрямитель , представленный в виде эквивалентной схемы, которая включает диод 2 и источник ЭДС ео. Ведомый сетью инвертор 3 представлен в виде эквивалентной схемы, содержащей диод 4 и источник ЭДС ен, К выходу однофазного мостового вентильного коммутатора на тиристорах 5 - 8 подключена нагрузка 9, Второй выпрямитель на диодах 10 - 13 входом соединен с нагрузкой 9, а выходом - с входом ведомого сетью инвертора 3. Импульсный регулятор 14, имеющий вход задания тока нагрузки , представлен в виде сумматора 15 и релейного элемента 16.Между выходом первого выпрямителя 1 и входом вентильного коммутатора включен регулирующий ключ 17.Вход задания тока нагрузки подключен к входу порогового элемента 18, выход которого соединен с входом одновибратора 19, первым входом первого логического элемента И 20 и входом первого логического элемента НЕ 21, выходом подключенного к первому входу второго логического элемента И 22, Выход одновибратора 19 соединен с вторыми входами элементов И 20, 22, Выход элемента И 20 подключен к управляющим входам первых двух диагонально включенных тиристоров 5, 8 однофазного мостового вентильного коммутатора и первому входу третьего лс гического элемента И 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 23. Выход элемента И 22 подключен к управляющим входам тиристоров 6, 7 и первому входу четвертого логического элемента И 24. Выход импульсного регулятора 14 соединен с вторым входом элемента И 23 и входом второго логического элемента НЕ 25, выходом подключенного к второму входу элемента И 24. Выходы элементов И 23, 24 соединены с входами логического элемента ИЛИ 26, выходом подключенного к управляющему входу регулирующего ключа 17.Преобразователь включает также измеритель 27 тока.Преобразователь на фиг, 2 так же, как и преобразователь на фиг. 1 содержит первый выпрямитель 1, ведомый сетью инвертор 3, импульсный регулятор 14 и регулирующий ключ 17. К выходу трехфазного мостового вентильного коммутатора на тиристорах 25 - 33 подключена трехфэзная нагрузка 34- 36, к которой присоединен вход второго выпрямителя на диодах 37 - 42.На фиг. 3 представлена схема первого выпрямителя и ведомого сетью инверторэ, Схема включает трехфазный трансформэтор 43, имеющий трехфазную первичную 44 и две трехфазные вторичные обмотки 45, 46, Первый выпрямитель на диодах 47-52 гальванически разделен с ведомым сетью инвертором, выполненным нэ тиристорах 53 - 56, за счет обмоток 45, 46 трансформатора.На фиг, 3, 4 приняты следующие обозначения: ОА, Ов, Ос - фазные напряжения обмоток 45, 46 трансформатора; О 1 - Об - сигналы управления тиристорэми 53 - 58; е, еи - ЭДС выпрямителя и ведомого сетью инвертора.Как и в известных преобразователях длительность отпирающих импульсов, поступающих на тиристоры ведомого сетью инвертора, равна трети периода напряжений питающей сети,На фиг. 5 изображена характеристика релейного элемента 16, где м 1,ъ 2 - пороги срабатывания релейного элемента; , Ор - входной и выходной сигналы релейного элемента. Сигнал Ор может принимать два значения - логический ноль или логическуюединицу.На фиг. 6 изображена характеристика порогового элемента 18, Выходной сигнал Оп в зависимости от входногопринимает значения "1" или "0".На фиг. 7 приняты следующие обозначения;- сигнал задания тока;, ос - графики соответственно мгновенного значения тока нагрузкии обратной связи потоку нагрузки; т - время; Оя - выходной сигнал порогового.мента 16 появляется "1", ключ 17 35 нально сигналу задания 1. Одновибратор 19 по фронтам сигнала. 40 45 50 элемента 18; Оо - выходной сигнал одновибратора 19; Ои 1 и Ои 2 - выходные сигналы элементов соответственно 20, 22.На фиг. 8 представлены графики сигналов управления Оу 1 Оуб тиристорами 28 - 33.Рассмотрим работу преобразователя, выполненного в соответствии с фиг. 1, для случая, когда сигнал задания тока нагрузки имеет форму меандра. Сфгнал задания тока нагрузки 1+ поступает на%ход регулятора 14. В моменты времени от 11 до 14 сигнал 1 положителен, сигналы Оп, Ои 1 соответствуют "1", сигнал Ои 2 соответствует "0", на уп равляющие входы тиристоров 5, 8 поступают отпирающие импульсы, на управляющие входы тиристоров 6, 7 не подаются отпирающие импульсы, тиристоры 6, 7 заперты, в нагрузке 9 формируется ток 1, направление которого обозначено на фиг. 1 стрелкой,В интервале времени 11 - т 2 сигнал Ор соответствует "1", на выходе элемента ИЛИ 26 также "1", ключ 17 отперт, ток 1 в нагрузке нарастает под воздействием ЭДС выпрямителя еа, протекая по контуру из элементов 1, 5, 9; 27, 8, 17. При этом сигнал на выходе элемента 16, равный разности сигнала 1 и сигнала 1 Ос, уменьшается и в моментс достигает величины щ на выходах элементов 16, 26 появляется "0", ключ 17 запирается и ток 1 под воздействием ЭДС инвертора е 4 уменьшается, протекая по контуру из элементов 3, 10, 9, 27, 13. При этом сигнал ф увеличивается, в момент времени 1 з величина фдостигаетзначения ю 1,навыходеэлеотпирается и т.д. Таким образом формируется ток нагрузки, среднее значение которого пропорциоОп формирует паузы длительностью Ь. В момент 1 сигнал 1 изменяет знак, на выходе одновибратора появляется "0", ключ запирается, с тиристоров 5, 8 снимаются отпирающие импульсы, Время Ь выбирается достаточным для восстановления запирающих свойств тиристоров.В момент 1 в на выходе элемента И 22 появляется "1", на тиристоры 6, 7 подаются отпирающие импульсы, ключ 17 отпирается. В моменты т 4 - а ток в нагрузке спадает до нуля под воздействием ЭДС инвертора,протекая по контуру из элементов 3, 10, 9,27, 13. В моменты и - т 7 ток изменяет знак и его значение увеличивается под воздействием ЭДС выпрямителя. При этом ток протекает по контуру из элементов 1, 7, 27, 9, 6.В момент 17 на выходе элемента 16 появляется "1", на выходе элемента 26- "0",ключ 17 запирается, ток 1 уменьшается по величине и т дТаким образом осуществляется формирование тока нагрузки.Преобразователь на фиг. 2 позволяетформировать токи в трехфазной нагрузке с частотой, определяемой частотой сигналов управления тиристорами 28-33 Оу 1 - Оуб (фиг. 8). Графики сигналов Оу 1 Оуб совпадают с графиками сигналов управления тиристорами. В соответствии с и ри веден ными графиками токи формируются только в двух фазах нагрузки, К примеру в интервале О- д/3 отперты тиристоры 28, 32 и ток формируется в фазах нагрузки 34,35, В интервалы л/3 - 2 л/3 отперты тиристоры 28, 33 и ток формируется в фазах нагрузки 34. 36 и т.д.Формула изобретения Преобразователь переменного тока впеременный, содержащий подключенный входом к выводам питающей сети переменного напряжения первый выпрямитель, мостовой вентильный коммутатор, выходные выводы которого образуют выход преобразователя, второй выпрямитель, входом соединенный с цепью нагрузки, а выходом - с входом ведомого сетью инвертора, импульсный регулятор, имеющий вход задания тока нагрузки, а также блок управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, блок управ. ления снабжен пороговым элементом, одновибратором, четырьмя логическими элементами И, двумя логическими элементами НЕ, логическим элементом ИЛИ, мостовой вентильный коммутатор выполнен на тиристорах, между выходом первого выпрямителя и входом мостового вентильного коммутатора включен регулирующий ключ, управляющий вход которого связан с выходом импульсного регулятора, а ведомый сетью инвертор за счет обмоток трансформатора питающей сети гальванически разделен с первым выпрямителем, причем вход задания тока нагрузки подключен к входу порогового элемента, выход которого соединен с входом одновибратора, первым входом первого логического элемента И и входом первого логического элемента НЕ, выходом подключенного к первому входу второго логического элемента И, выход од. новибратора соединен с вторыми входамипервого и второго логических элементов И, выход первого логического элемента И под ключен к управляющим входам первых двухдиагонально включенных тиристоров однофазного мостового вентильного коммутатора и первому входу третьего логического элемента И, выход второго логического эле 1688360Мента И - к управляющим входам двух других диагонально включенных тиристоров мостового вентильного коммутатора и первому входу четвертого логического элемента И, выход импульсного регулятора соединен с вторым входом третьего логичесКого элемента И и входом второго логического элемента НЕ, выходом подключенного к второму входу четвертого логического элемента И, выходы третьего и четвертого логических элементов И соединены с входа ми логического элемента ИЛИ, выходомподключенного к управляющему входу регулирующего ключа.орре едактор М.Ба и ГКНТ СССР ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пр Заказ 3715 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5