SU1541735A1 - Устройство управлени преобразователем дл системы электропитани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  построени  систем электропитани , преимущественно с преобразованием посто нного тока в переменный повышенной частоты. Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей за счет исключени  блока выключени  проходного тиристора. Устройство управлени  преобразователем дл  системы электропитани , состо щим из тиристорного моста 1 с батареей коммутирующих конденсаторов 3, реактора 2, диода 4 и проходного тиристора 5, содержит блок 6 формировани  управл ющих импульсов, задающий генератор 7, фазосдвигающий узел 8, первый, второй и третий источники 11,12,13 опорных напр жений, первый, второй и третий ключи 14,15 и 16, элемент 24 задержки, элементы И 25 и НЕ 23, формирователь 26 импульсов нормированной длительности и трехвходовый сумматор 27. Устройство может работать в двух режимах: управление преобразованием посто нного напр жени  в переменное и компенсаци  реактивной мощности. Переключение режимов работы осуществл етс  подачей соответствующего сигнала на первый управл ющий вход 28, а регулирование - за счет подачи регулирующего сигнала на второй управл ющий вход 29. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электро- тЈхнике и может быть использовано дл  построени  систем электропитани , преимущественно с преобразованием посто нного тока в переменный повышенной частоты.

Цель изобретени  - улучшение мас- согабаритных показателей.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства упр влени  преобразователем дл  системы электропитани ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу; на фиг. 3 - вари- алт построени  системы электропитани  переменного тока на основе пред- Л агаемого устройства.

Устройство управлени  преобразо- ателем дл  системы электропитани , Состо щим из тир сторного моста 1, реактора 2, батареи коммутирующих конденсаторов 3, диода 4 и проходного тиристора 5, содержащее блок 6 формировани  управл ющих импульсов, Задающий генератор 7, фазосдвигающий узел 8, имеющий входы синхронизации 9 и упраплени  10, первый 11, второй 32 и третий 13 источники опорных напр жений ,, первый 14, второй 15 и тре- Тий 16 ключи, имеющие соответствующие информационные входы 17 - 19 и Входы 20 - 22 управлени , элемент НЕ 23, элемент 24 задержки, элемент И 25, формирователь 26 импульсов норми рованной длительности и трехвходовой сумматор 27. При этом анод проходного тиристора 5 подключен к плюсовой шине источника питани , а катод соединен с анодом диода 4 и одним из выводов реактора 2, второй вывод которого соединен с анодной шиной тиристорного моста 1, катодна  шина тирис торного моста 1 соединена с катодом

5 о 5 $

5

диода 4 и минусовой шиной источника питани . Выход задающего генератора 7 соединен с входом 9 синхронизации, фазосдвигающего узла 8, выход которого подключен к входу блока 6 формировани  управл ющих импульсов, а вход 10 управлени  - к выходам ключей 14 и 15.

Управл ющий вход 20 ключа 14 соединен с первым входом логического элемента И 25, с входами элемента 24 задержки и логического элемента НЕ 23 и образует первый управл ющий вход 28 устройства электропитани , Выход элемента 24 задержки подключен к второму входу элемента И 25, выход которого предназначен дл  подключени  к управл ющему электроду проходного тиристора 5. Выход элемента НЕ 23 соединен с управл ющим входом 21 ключа 15 и через формирователь 26 импульсов - с управл ющим входом 22 ключа 16. Выходы источников 11 и 3 подключены к информационным входам 17 и 19 ключей 14 и 16 соответственно. К информационному входу 18 ключа 15 подключен выход сумматора 27, первый вход которого соединен с выходом ключа 16, второй вход - с выходом источника 12, а третий вход образует второй управл ющий вход 29 устройства электропитани , выходы блока 6 управл ющих импульсов предназначены дл  соединени  с управл ющими входами тиристоров тиристорного моста 1.

Предлагаемое устройство представл ет собой универсальный модуль, который может работать как в режиме преобразовани  посто нного напр жени  в переменное, так и в режиме компенсации реактивной мощности.

Функциональна  перестройка устройства из режима инвертировани  в режим компенсации к наоборот производитс  путем изменени  логического уровн  на управл ющем входе 28. Если на этом входе присутствует сигнал логической единицы, то ключ 14 открыт и пропускает напр жение U опорного источника 11 на управл ющий вход 10 фазосдвигающего узла 8. Ключ 15 при этом закрыт, так как благодар  элементу НЕ 23 на его управл ющем входе присутствует сигнал логического нул . В результате этого управл ющие импульсы на выходе фазосдвигающего узла 8 (Ue) формируютс  в моменты времени , соответствующие работе устройства в режиме инвертировани . На выходе логического элемента И 25 при этом имеет место сигнал логической единицы, который обеспечивает открытое состо ние тиристора 5. Благодар  этому образуетс  цепь дл  передачи активной мощности от источника посто нного напр жени  в нагрузку. Временные диаграммы, представленные ,на фиг. 2, иллюстрируют алгоритм управлени  по одной из фаз устройства электропитани  в предположении, что при построении фазосдвигающего узла прин т вертикальный принцип.

При изменении состо ни  входа 28 на противоположное на входе 20 ключа 14 по вл етс  сигнал логического нул , а на входе 21 ключа 15 - сигнал логической единицы. Ключ 14 закрываетс , а ключ 15 открываетс . Кроме того, при по влении сигнала логической единицы на выходе элемента НЕ 23 запускаетс  формирователь 26 импульсов нормированной длительности, который обеспечивает в течение времени D0 присутствие сигнала логической единицы на управл ющем входе 22 . ключа 16. Выходное напр жение П.. источника 13 через ключ 16 поступает на один вход сумматора 27, к другому входу которого приложено напр жение

1

определ и U ис15

20

узла 8 в течение времени етс  суммой напр жений Uf точников 12 и 13, а по окончании де . стви  импульса на выходе формироват л  26 - напр жением U . Дг  исключ ни  скачков напр жени  на управл ющем входе 10 фазосдвигающего узла 8 должен быть установлен емкостный

10 фильтр (не показан).

Когда напр жение Ut становитс  больше, чем напр жение U1t , входной ток устройства электропитани  начин ет уменьшатьс  и через некоторое вр м  принимает прерывистый характер. Подача отпирающего сигнала на тирис тор 5 к этому моменту прекращаетс , и он запираетс . Через интервал време ни Ј0напр жение U,0 на управл ющем вхо 10 фазосдвигающего узла 8 начинает уменьшатьс , что вызывает перемещение импульсов управлени  тиристорам моста 1 в сторону опережени . Устро ство переводитс  в режим компенсаци

25 реактивной мощности, в котором цепь дл  протекани  тока реактора 2 обра зуетс  в помощью диода 4.

При изменении состо ни  входа 28 с нулевого на единичное подача отпи рающего сигнала на тиристор 5 произ водитс  с некоторой задержкой с , определ емой элементом 24. Это сдел но дл  того, чтобы исключить токовы перегрузки при переводе устройства из режима компенсации в режим инвертировани .

В качестве примера использовани  предлагаемого устройства на фиг. 3 приведена блок-схема системы электро питани  переменного тока, котора  включает в себ  три таких устройства 30-32.

Первичный источник 33 электроэнер гии подключен к входным зажимам уст ,с ройства через коммутатор 34 и датчик 35 тока. Выходы устройств 30 - 32 соединены с нагрузочной шиной 36 через согласующие трансформаторы 37- 3 соответственно. Синхронизаци  .задаю30

35

40

UK источника 12. Третий вход сумма- 50 щих генераторов 7 устройств 31 и 32

тора 27, представл ющий собой второй управл ющий вход 29 устройства электропитани , служит дл  подачи корректирующего сигнала из системы автоматического регулировани , охватывающей группу аналогичных устройств при их совместной работе.

Таким образом, напр жение U (0 на управл ющем входе 10 фаэосдвигающего

55

производитс  импульсами задающего генератора 7 устройства 30.

Схема на фиг. 3 изображена в пред положении, что устройство электропитани  30 посто нно работает в режиме инвертировани , устройство 31 - в режиме компенсации. Функциональное состо ние устройства 32 определ етс  нагрузкой системы электропитани ,

1

определ - и U ис5

0

узла 8 в течение времени етс  суммой напр жений Uf точников 12 и 13, а по окончании дей- . стви  импульса на выходе формировател  26 - напр жением U . Дг  исключени  скачков напр жени  на управл ющем входе 10 фазосдвигающего узла 8 должен быть установлен емкостный

0 фильтр (не показан).

Когда напр жение Ut становитс  больше, чем напр жение U1t , входной ток устройства электропитани  начинает уменьшатьс  и через некоторое врем  принимает прерывистый характер. Подача отпирающего сигнала на тиристор 5 к этому моменту прекращаетс , и он запираетс . Через интервал времени Ј0напр жение U,0 на управл ющем входе. 10 фазосдвигающего узла 8 начинает уменьшатьс , что вызывает перемещение импульсов управлени  тиристорами моста 1 в сторону опережени . Устройство переводитс  в режим компенсации

5 реактивной мощности, в котором цепь дл  протекани  тока реактора 2 образуетс  в помощью диода 4.

При изменении состо ни  входа 28 с нулевого на единичное подача отпирающего сигнала на тиристор 5 производитс  с некоторой задержкой с , определ емой элементом 24. Это сделано дл  того, чтобы исключить токовые перегрузки при переводе устройства из режима компенсации в режим инвертировани .

В качестве примера использовани  предлагаемого устройства на фиг. 3 приведена блок-схема системы электропитани  переменного тока, котора  включает в себ  три таких устройства 30-32.

Первичный источник 33 электроэнергии подключен к входным зажимам устс ройства через коммутатор 34 и датчик 35 тока. Выходы устройств 30 - 32 соединены с нагрузочной шиной 36 через согласующие трансформаторы 37- 39 соответственно. Синхронизаци  .задаю0

5

0

5

производитс  импульсами задающего генератора 7 устройства 30.

Схема на фиг. 3 изображена в предположении , что устройство электропитани  30 посто нно работает в режиме инвертировани , устройство 31 - в режиме компенсации. Функциональное состо ние устройства 32 определ етс  нагрузкой системы электропитани ,

котора  оцениваетс  по величине тока первичного источника 33 электроэнергии . Указанный режим устройства 30 обеспечиваетс  подачей уровн  логической единицы на вход 28 и занулени- ем входа 29. На управл ющем входе 28 устройства 31 поддерживаетс  уровень логического нул , а вход 29 соединен с выходом регул тора 40, вырабатываю- щего напр жение смещени  и функции отклонени  сигнала датчика 41 напр жени  от заданного значени  Х0, Сигнал ошибки 4Х Xfl - Хос формируетс  узлом 42 сравнени . Управл ющий вход 28 устройства 32 соединен с датчиком 35 тока через пороговый элемент 43, а вход 29 - с выходом регул тора 40 через ключ 44, который управл етс  пороговым элементом 43.

После срабатывани  коммутатора 34 начинаетс  процесс преобразовани  посто нного напр жени  источника 33 в переменное напр жение, частота которого определ етс  задающим генера- тором 7 устройства 30. Стабилизаци  напр жени  на шине 36 осуществл етс  путем регулировани  реактивной мощности , потребл емой устройствами 31 и 32 при работе в режиме компенсации. Если ток источника 33 меньше н перед заданной величины, то на выходе порогового элемента 43 присутствует уровень логического нул , который обеспечивает работу устройства 32 в режи- ме компенсации При достижении выходного сигнала датчика 35 тока порога срабатывани  элемента 43 на выходе последнего по вл етс  уровень логической единицы. Управл ющий вход 29 устройства 32 отключаетс  от контура стабилизации выходного напр жени . Уровень логической единицы ча входе 28 переводит устройство 32 в режим инвертировани .

Положительный эффект предлагаемого устройства электропитани  обусловлен сокращением количества объемных и дорогосто щих компонентов схемы.

Claims (1)

1. Формула изоб ре тени  Устройство управлени  преобразователем дл  системы электропитани , состо щим из тиристорного моста с батареей коммутирующих конденсаторов,

   д 0

   5 0 , 0 5

   0

   реактора, диода, проходного тиристора , содержащее блок формировани  управл ющих импульсов, задающий генера тор, фаэосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управлени , первый и второй источники опорных напр жений, первый и второй ключи, имеюшие информационные входы и входы управлени , элемент НЕ,, элемент задержки и элемент И, при этом выход задающего генератора соединен с входом синхронизации фазосдвигающего узла, вход управлени  которого соединен с выходами первого и второго ключей , а выход соединен с входом блока формировани  управл ющих импульсов, предназначен дл  подключени  выходами к управл ющим входам тиристоров тиристорного моста, управл ющий вход первого ключа соединен с одним из входов элемента И, с входом элемента задержки и входом элемента НЕ и  вл етс  управл ющим входом устройства , выход элемента задержки подключен к другому входу элемента И, выход которого соединен с управл ющим электродом проходного тиристора, выход элемента НЕ соединен с управл ющим входом второго ключа, информационный вход первого ключа соединен с выходом первого источника опорного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  массога- баритных показателей, в него введены формирователь импульсов нормированной длительности, третий источник опорного напр жени , третий ключ, имеющий информационный и управл ющий входы и трехвходовый сумматор, при этом формирователь импульсов нормированной длительности включен между выходом элемента НЕ и управл ющим входом третьего ключа, информационный вход которого соединен с выходом третьего источника опорного напр жени  , а выход соединен с первым входом трехвходового сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго источника опорного напр жени , третий вход трехвходового сумматора  вл етс  вторым управл ющим входом устройства, выход трехвходового сумматора соединен с информационным входом второго ключа.

   Шг.1