Способ управления вентильными преобразователями

.хиОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г Г 5629 2 Союз Советских Социалистических Республик.02,76 (21) 2321624/ Заявлен соединением заявкиПриоритет -Гасударственных комитет авета Ииннстрев СССР ао делам нзебретеннй н открытки(45) Дата опубликования описания 13.10.77 Авторыизобретения Г. М, Мустафа, Н, А. Угренинов В. И. Завьял(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕНТИЛЪНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯмомент прерыпилообразно правле. ия фор поркого напря Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к регулированию статических преобразователей, работающих в режиме прерывистых токов на входе или на выхоле.Известны несколько типов преобразователей, содержащих в цепи постоянного тока реактор, ток через, который в зависимости от режима нагрузки может становиться прерывистым.Известен вертикальный способ управления преобразователями, основанный на формировании пилообразного напряжения и сравнения его с управляющим напряженкем, используемый, в частности, для управления стабилизированными выпрямителями, работающими на Г-образный т.С-фильтр или выпрямителями, нагруженными на якорь машины постоянного тока через сглаживающую индуктивность.При вертикальном способе управления внешняя характеристика преобразователей, являющаяся жесткой прои раооте в режиме непрерывных токов через лроссель, оказывается падающей прц переходе к режиму прерывистых токов.Наиболее бл.лзким по технической сущности к изооретечлю является способ управления преобразователями в режиме прерыв.лстых токов путем сравнения пилообразного напряткск; я с опорным напряжением, фиксации момента равенства этих напряжений, являющегося моментом управления в режиме прерывистых токов, ц залержкц относительно этого момента на определенное время момента срормнрозакця импульса управления в ре;кцме прерыВистых токОВ с целью точной ком пецсациц изменений внешней характерцстцкн преобразователя. При этом способе управления требуемая задержка импульса управления вычисляется точко путем интегрирования э. л. с. (илц противо-э. л, с.) преобразователя.Для реализации этого способа требуется датчик э. л. с, (цли протцво-э, л. с.), цнтегра тор и компаратор. Сложность осуществления способа лелает целесообразным его прцмекекце лишь в преобразователях мощно: тью в несколько кцловольтампер ц выше.Цель изобретекця - упроще ьце способа, позволяющее с помощью достаточно простых аппаратурцых срглств, применение которых особенно целесооо,;азко в преобразователях малой мощности, обеспечить необхолимую есось Внешней характеристики преобРазователей при работе цх в режиме прерывистых токов.Достигается это тем, что зВанця тока уменьшают крутцзнго напряжекя, ц цмпуль:ы умцруют з моменты разенства о55 б 0 65 кения и участка пилообразного напрякевия с уменьшенной крутизной,На фиг. 1 - 3 приведены линейные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ применительно к однофазному инвертору, к преобразователю постоянного напряжения в постоянное и к управляемому выпрямителю соответственно; на фиг, 4 - схема осуществления предлагаемого способа.На чертежах приняты следующие цифровые обозначения: 1 - 3 - токи через дроссель, соответствующие трем значениям нагрузки;4 - б - соответствующие пилообразные напрякения; 7 - 9 - соответствующие моменты управления; 10 - 12 - соответствующие моменты обрыва тока; 13, 14, 15 - вь 1 ходное напряжение иивертора, входное напряжение преобразователя постоянного напрякения в постоянное и входное напряжение управляемого выпрямителя соответ твенно; 1 б, 17, 18 - выходное напряжение инвертора, выходное напряжение преобразователя постоянного напряжения в постоянное и входное напряжение (напрякение сети) управляемого выпрямителя соответственно; 19 - опорное напряжение преобразователя постоянного напряжения в постоянное; 20 - напряжение управления управляемого выпрямителя; 21 - датчик сквакности тока; 22 - транзистор, определяющий изменение наклона пилы в бестоковой паузе; 23 - транзистор, задающий наклон пилы, 24 - транзистор, синхронизирующий пилообразное напряжение; 25 - компаратор; 26 - 29 - резисторы; 30 - конденсатор; 31 - ток через дроссель; 32 - цепь синхронизации; 33 - напрякение управления; 4 - ток к распределителю импульсов и (далее) на выходные каскады и тиристоры; 35 - напряжение питания,В режиме непрерывного входного тока 1 (см, фиг. 1) формирование импульса управления происходит при пересечении пилообразного напряжения 4 с выходным напряжением 1 б инвертора в момент 7. В режиме прерывистого входного тока 2 (или 3) в момент 11 (или 12) обрыва тока уменьшается крутизна пилообразного напряжения, которое в этом лучае принимает ломаную форму 5 (или б). Пересечение пилообразного напряжения 5 (или б) с выходным напряжением инвертора 1 б определяет момент 8 (или 9) формирования управляющего импульса, который оказывается смещенным в сторону запаздывания относительно импульса в момент 7.Аналогично происходит смещение момен. тов управления в преобразователе постоянного напряжения в постоянное (см. фиг. 2) и в управляемом выпрямителе (см. фиг. 3). В этих лучаях в момент обрыва тока 11 (или 12) такке происходит уменьшение крутизны пилообразного напряжения 5 (или б) и момент управления определяется пересечением этого напряжения либо с опорным напряжением 19 преобразователя, либо с напряжением управ,;ения 20 вьэпрямителя. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Выбор наклона полого участка пилообразного напряжения целесообразно осуществлять ло режиму наибольшей прерывистости (когда бестоксвая пауза имеет наибольшую длительность), Для этого режима наклон полого участка определяется по двум точкам: по точке на крутом участке, соответствующей моменту обрыва тока, и по точке на кривой выходного напряжения инвертора (или опорного напряжения, или напряжения управления), соответствующей углу управления, обеспечивающему номинальное выходное напряжение и определяемому с помощью точного способа управления. Этот наклон полого участка при других режимах прерывистости (с меньшими длительностями бестоковых пауз), когда определение угла управления уже не является точным, обеспечивает наименьшую погрешность предлагаемого способа.Приведенная на фиг. 4 одна из возможных схем осуществления, иллюстрирующая предлагаемый способ, работает следующим образом.Датчик окважности тока 21 при наличии тока 31 формирует на своем выходе сигнал, который открывает транзистор 22, Это приводит к открытию транзистора 23, на базу кото рого поступает отрицательный потенциал от делителя; резистор 28 и параллельное соединение резисторов 2 б и 27, Через резистор 29 и переход коллектор-эмиттер транзистора 23 происходит заряд конденсатора 30. Пилообразное напряжение с конденсатора поступает на один из входов компаратора 25, на его второй (инверсный) вход подается напряжение управления 33. В момент равенства этих напряжений происходит переброс компаратора и формирование импульса управления, Синхронизация пилообразного напряжения осуществляется период 1 ическим разрядом конденсатора 30 через транзистор 24, управляемый от цепи синхронизации 32. Во время бестоковой паузы транзистор 22 закрыт; потенциал, поступающий на базу транзистора 23 от делителя на резисторах 28 и 27, оказывается менее отрицательным. Поэтому транзистор 23 будет более закрыт, чем в первом случае. Этому соответствует большая постоянная времени заряда конденсатора 30 и соответственно меньший наклон пилообразного напряжения.Итак это осуществление способа по существу не требует изменения стандартной схемы фазового управления, кроме установки датчика скважности входного (или выходного)тока, Для преобразователя постоянного напрякения в постоянное (см. фиг. 2), используемая аппроксимация является точной, если реактор фильтра линеен и линейны оба участка кривой пилообразного напряжения (во время бестоковой паузы и на интервале, когда выходной ток отличен от нуля), У остальных двух приведенных типов преобразователей кривая пилообразного напряжения, состоящая из двух линейных участков, обеспечивает лишь приближенную, однако, достаточно точную, аппрок 562912симацию. Так, для инвертора с выходным напряжением 380 В и входным напряжением 280 В, работающего в граничном режиме прерывистого тока при 100% нагрузки, при соответствующем выборе наклонов на первом и втором участках отклонение выходного напряжения не превышает 3% при изменении нагрузки от 0 до 100%,Формула изобретенияСпособ управления вентильными преобразователями, состоящий в том, что в режиме непрерывных токов импульсы управления формцруют в моменты равенства опорного и пилообразного напряжений, а в режиме прерывистых токов импульсы управления форми руют с задержкой относительно этих моментов, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью упрощения, в момент прерывания тока уменьшают, крутизну пилообразного напряжения, и импульсы управления формируют в моменты 10 равенства опорного напряжения и участка пилообразного напряжения с уменьшеннои крутизной.562912 Составитель В. Бунаков едактор Е, Гончар Тех ред И. Кар андашова Корректор В. Гутмаз 529/1421ЦНИИП 917 Подписиинистров СССР ред Патент ип, Харьк Изд, 7 сударственног по делам и госква, ЖТиражкомитета Совета Мбретений и открытийРатшская наб., д. 4/