Claims (3)
Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано , например, в системах автоматики и в электроприводе. Известен статический преобразователь, на выходе которого формируетс стабили зированное напр жение. В общем случае он состоит из регул тора, инвертора, выходного фильтра и блока обратной св зи, т.е. используетс замкнута система автоматического регулировани по отклонению l . Такое построение преобразовател позвол ет поддерживать выходное напр жение с достаточной точностью в статическом режиме. Однако в динами 1еских режимах (сброс или наброс нагрузки, скачкообразное изменение напр жени питани , пуск) очень часто желаемой точности получить невозможно . Это в значительной степени оп редел етс наличием в пепи обратной св зи сглаживающего фильтра, так как cpiaBнение выходного сигнала с опорным осуществл етс на посто нном токе, то есть в переходных режимах, например, при набросе нагрузки система себ ведет как разомкнута , что приводит к провалу амплитуды выходного напр жени в течение определенного времени. Как видно, недостатком данного 4 бжима вл етс низкое качество электрической энергии в переходных режимах. Другой преобразователь содержит регулируемый инвертор, выходной фильтр и блок обратной св зи 2}. Здесь, в отличие от предыдущего преобразовател , используетс комбинированна система стабилизации. Это позвол ет в идеальном случае обеспечить полную инвариантность выходного напр жени от основных возмущающих воздействий, а система стабилизации по отклонению устран ет второстепенные дестабилизирующие факторы. Недостатком данного решени вл етс то, что когда измер ема величина вл етс сигналом переменного тока, в частности низкой частоты, компенсирующа цель неизбежно содержит низкочастотный фильтр с большой посто нной времени и достижение полной инвариантности становитс принципиально невозможным. Наиболее близким по технической сущности вл етс преобразоватапь посто нного напр жени , содержащий генератор, фазосдвиганзцее устройство, два инвертора , выходной фильтр, измерительный орган с выпр мителем и схему сравнени з. Задающий генератор формирует напр жение пр моугольной формы и определ ет рабочую частоту и фазу одного из инверторов . Цепи управлени другого инвертора соединены с управл емым фазосдвигающим узлом, который формирует пр моугольное напр жение той же частоты, что и задающий генератор, но сдвинутое по фазе на угол, пропорциональный выходному сигна лу указанной схемы сравнени . На вход фильтра подаетс суммарное напр жение двух инверторов с регулируемой скважноетью . На .выходе фильтра напр жение имеет синусоидальную форму и поступает на нагрузку и на схем/ сравнени . Если его амплитуда превышает опорное напр жение, то сигнал поступает на одновибратор. . Фильтр нижних частот выдел ет посто нную составл кгцую этих импульсов, величи на которой и определ ет фазовый сдвиг между двум , инверторами. Недостатком данного решени вл етс Низкое качество электрической энергии в переходных режимах, что обусловлено наличием фильтра нижних частот. Цель изобретени - улучшение качества электрической энергии в переходных режимах./ Поставленна цель достигаетс тем, что в статическом преобразователе посто нного напр жени в стабилизированное п величине переменное, содержащем два инвертора с многоступенчатой формой выход нрго напр жени выходы которых соедине ны последовательно и св заны с выходны ми выводами преобразовател через фильт а управл ющие входы систем управлени этих инверторов соединены между собой через последовательно включенные задающий генератор и управл емый фазосдвигар ций узел, причем управл к ции вход последнего св зан с выходными выводами одного из инверторов через схему сравнени и измерительный орган напр жени , включак ций в себ выпр митель измерительный орган выполнен в виде включенных На выходе упом нутого выпр мител делителей напр жени по числу ступеней многоступенчатого выходного напр жени инвертора и коммутатора уровней напр жени , снимаемых с делителей, включенного между вьЬсодами делителей и входом схемы сравнени , а вход выпр мител св зан с вьЬсодными выводами одного из игшерторов . На фиг. 1 представлена схема ста тичёского преобразовател } на фиг. 2 - диаграммы напр жений на отдельных элементах схемы. Статический преобразователь содержит два инвертора 1, 2 с системами управлени , фильтр 3, нагрузку 4, задающий гене-. ратор 5, и управл емый фазосдвигающий узел 6. Блок 7 обратной св зи включает в себ вьшр митель 8, делитель напр жени со средними точками 9, Ю, 11,-коммутатор 12, схему сравнени 13 и общий зажим 14. Рассмотрим работу предлагаемого преобразовател , когда на выходе каждого инвертора 1, 2 формируютс трехступенчатые напр жени 15, 16, представленное на фиг. 2. Задающий генератор (ЗГ) 5 формирует на выходе напр жение пр моугольной формы, которое поступает в систему управлени инвертором 1 и в фазосдвигающий узел (ФСУ) 6, на выходе которого формируетс пр моугольное напр жение той же частоты, что и. ЗГ, но сдвинутое во времени на длительность в несколько периодов напр жени ЗГ (фазовый сдвиг о( регулируетс от нул до нескольких периодов указанного напр жени ). Когда требуетс получение неизменной фазы напр жение на нагрузке в процессе регулировани в цепь управлени другим инвертором так же необходимо ввести ФСУ. Причем фазовый сдвиг выходных напр жений указа.нных ФСУ в атом случае осуществл етс ,по временной оси в разные стороны относительно напр жени ЗГ и на одинаковый угол. Величина фазового сдвига Ct. определ етс выходным сигналом блока обратной св зи 7. Чем вьще мгновенное значение напр жени на выходе инвертора, тем выше напр жение, поступающее на вход схемы сравнени 13 и тем больше фазовый сдвиг ok между выходным напр жением инверторов. Высока точность стабилизации напр жени на нагрузке 17 в статических режимах обусловлена применением замкнутой системы регулировани по отклонению, а в переходных - за счет рациональной структуры измерительного органа, который не содержит сглаЖИБЙКЯЦИХ фильтров с большой посто нной времени, и фазового способа стабилизации Как видно из фиг. 1, к выходу инвертора 1 подключен выпр митель 8, на выходе которого формируете однопол рное напр жение ступенчатой формы 18. На это на пр жение включены делители со средними Точками9, 1О, И, количество которьгх определ етс числом ступеней выходного напр жени инвертора. Указанные делители подбираютс таким образом, чтобы напр жение точки 9 относительно общего за жима 14 при формировании первой ступени указанного напр жени было равно напр жению точки Ю относительно общего зажима при формировании второй ступени однопол рного ступенчатого напр жени и равно напр жению точки 11 относительно общего зажима при формировании третьей ступени напр жени , т.е. .V4)V4U COnet-{u ,onPHt t t -l ; .V, При помощи коммутатора 12, который в обшем случае состоит из ключевых эле- ментов, на вход схемы сравнени 13 подаетс посто нное напр жение за счет под ключени к ней в определенной последовательности точек 9, 10, 11 делителей. Законы подключени (19-22) точек 9, 10, 11 при помощи транзисторов коммутатора представлены на фиг. 2. В статическом ре жиме на выходе схемы сравнени получаетс посто нное напр жение 22, пропорциональное мгновенному значению трехступенчатого напр жени . Отклонение мгно- венного значени указанного напр жени приводит к изменению значений Uy и 22 и к соответствук цему изменению фазового сдвига (о( ) между суммируемыми многоступенчатыми напр жени ми инверторов. Как видно, в замкнутой системе автоматического регулировани хот и измер етс сигнал переменного тока, но совершенно отсутствуют низкочастотные фильтры, что позвол ет получать вторичные источники питани с высоким качеством электрической энергии как в статических так и в переходных режимах. Длительность переходного процесса, а так же величина нерегулировани или провала напр жени определ етс в основном мсицностью выходного фильтра 3, который обычно дл таких систем имеет малую величину и незначительно вли ет на точность стабилизации напр жени на нагрузке в статических и динамических режимах. Формула изобретени Статический преобразователь посто нного напр жени в стабилизированное по величине переменное, содержащий два инвертора с многоступенчатыми выходными напр жени ми, выходы которых соединены последовательно и св заны с выходными выводами преобразовател через фильтр, а управл ющие входы систем управлени инверторов соединены между собой через последовательно включенные задающий генератор и управл емый фазосдвигающий узел, причем управл ющий вход последнего св зан с выходными выводами одного из инверторов через схему сравнени и измерительный орган напр жени , включающий в себ выпр митель, о, т л ичающийс тем, что, с целью улучшени качества выходного напр жени в переходных режимах его измерительный орган выполнен в виде включенных на выходе упом нутого выпр мител делителей, напр жени по числу ступеней многоступенчатого выходного напр жени инвертора и коммутатора уровней напр жени , снимаемых с делителей, включенного между выходами делителей и входами схемы сравнени , а вход выпр мител св зан с выходными выводами одного из инверторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Разработка статических инверторов, предназначенных дл работы в системе гарантированного питани на вторичные источники питани . Отчет по НИР. Томск, 1976, hfc гос. регистрации 76О52335. The invention relates to converter equipment and can be used, for example, in automation systems and in electric drives. A static converter is known, at the output of which a stabilized voltage is formed. In general, it consists of a controller, an inverter, an output filter, and a feedback unit, i.e. A closed-loop automatic control system is used. Such a construction of the converter makes it possible to maintain the output voltage with sufficient accuracy in a static mode. However, in dynamic 1es modes (load shedding or load squeeze, abrupt change in supply voltage, start), very often the desired accuracy cannot be obtained. This is largely determined by the presence of a smoothing filter in the pep because the cpiaB of the output signal with the reference is carried out at a constant current, i.e. in transient conditions, for example, during load loading, the system behaves as open, which leads to failure of the amplitude of the output voltage for a certain time. As can be seen, the disadvantage of this 4 bzhma is the low quality of electrical energy in transient conditions. The other converter contains an adjustable inverter, an output filter, and a feedback unit 2}. Here, unlike the previous converter, a combined stabilization system is used. In the ideal case, this ensures the complete invariance of the output voltage from the main disturbing influences, and the deviation stabilization system eliminates secondary destabilizing factors. The disadvantage of this solution is that when the measured value is an alternating current signal, in particular a low frequency, the compensating target inevitably contains a low-pass filter with a long time constant and achieving complete invariance becomes fundamentally impossible. The closest in technical essence is a DC converter, comprising a generator, a phase-shifting device, two inverters, an output filter, a measuring element with a rectifier, and a comparison circuit C. The master oscillator generates a square wave voltage and determines the operating frequency and phase of one of the inverters. The control circuits of the other inverter are connected to a controlled phase-shifting unit, which forms a rectangular voltage of the same frequency as the master oscillator, but shifted in phase by an angle proportional to the output signal of the specified comparison circuit. A total voltage of two inverters with an adjustable well network is supplied to the input of the filter. At the filter output, the voltage is sinusoidal and is applied to the load and to the circuits / comparison. If its amplitude exceeds the reference voltage, then the signal goes to the one-shot. . The low-pass filter allocates a constant component of these pulses, the magnitude of which determines the phase shift between two inverters. The disadvantage of this solution is the low quality of electric energy in transients, due to the presence of a low-pass filter. The purpose of the invention is to improve the quality of electrical energy in transients. The goal is achieved by the fact that in a static constant-voltage converter in a stabilized and variable value, containing two inverters with a multi-step output of which the voltage is connected in series and connected to the output pins of the converter through the filter and the control inputs of the control systems of these inverters are interconnected through a series-connected master oscillator and control Phase-shifting node, and the control input of the latter is connected to the output pins of one of the inverters through the comparison circuit and the voltage measuring unit, including the rectifier, the measuring organ is made in the form of the output voltage divisor the number of stages of the multistage output voltage of the inverter and the switch of voltage levels taken from the dividers connected between the high voltage dividers and the input of the comparison circuit, and the rectifier input is connected to high voltage leads and one of the iggers. FIG. 1 shows the static converter circuit} in FIG. 2 - voltage diagrams on individual circuit elements. The static converter contains two inverters 1, 2 with control systems, filter 3, load 4, the master gene. rator 5, and controlled phase-shifting node 6. Feedback unit 7 includes expander 8, voltage divider with middle points 9, 10, 11, switch 12, comparison circuit 13 and common clamp 14. Consider the operation of the proposed converter when three-step voltages 15, 16 are formed at the output of each inverter 1, 2, shown in FIG. 2. The master oscillator (VG) 5 generates a square-shaped voltage at the output, which is fed to the inverter control system 1 and to the phase-shifting node (FSU) 6, at the output of which a square voltage of the same frequency is formed as. ZG, but shifted in time for a period of several periods of voltage ZG (phase shift o (adjustable from zero to several periods of the specified voltage). When it is necessary to obtain a constant phase voltage on the load in the process of regulation in the control circuit of another inverter is also necessary enter the FSU. Moreover, the phase shift of the output voltages specified by the FSU in the atom case is carried out along the time axis in different directions relative to the voltage of the SG and at the same angle. The phase shift Ct is determined by the output signal of the feedback unit 7. The higher the instantaneous value of the voltage at the output of the inverter, the higher the voltage input to the input of the comparison circuit 13 and the greater the phase shift ok between the output voltage of the inverters. High accuracy of voltage stabilization at the load 17 in the static modes due to the use of a closed-loop control system for the deviation, and in the transitional regimes - due to the rational structure of the measuring body, which does not contain smoothing filters with a long time constant, and the phase stabilization method ization As seen from FIG. 1, a inverter 8 is connected to the output of the inverter 1, at the output of which you form a unipolar voltage of the step shape 18. At this time, the dividers with average points 9, 1О, AND are connected, the number of which is determined by the number of steps of the inverter output voltage. These dividers are chosen so that the voltage of point 9 relative to common clamp 14 when forming the first stage of the specified voltage is equal to the voltage point o relative to the common clamp when forming the second stage of unipolar step voltage and equal to the common terminal when forming the third voltage level, i.e. .V4) V4U COnet- {u, onPHt t t -l; .V, With the help of switch 12, which in the general case consists of key elements, a constant voltage is applied to the input of the comparison circuit 13 due to connecting it to it in a certain sequence of points 9, 10, 11 dividers. The laws of connecting (19-22) points 9, 10, 11 using switch transistors are shown in FIG. 2. In the static mode, a constant voltage of 22 is obtained at the output of the comparison circuit, which is proportional to the instantaneous value of the three-step voltage. The deviation of the instantaneous value of the specified voltage leads to a change in the values of Uy and 22 and to a corresponding change in the phase shift (about () between the summed multistage inverter voltages. As you can see, in a closed automatic control system, although the AC signal is measured however, low-frequency filters are completely absent, which makes it possible to obtain secondary power sources with high quality of electrical energy in both static and transient conditions. As well, the amount of non-regulation or voltage dip is determined mainly by the mutation of the output filter 3, which usually has a small value for such systems and has little effect on the accuracy of voltage stabilization on the load in static and dynamic modes. into a stabilized variable variable containing two inverters with multi-stage output voltages, the outputs of which are connected in series and connected to the output terminals the converter through a filter, and the control inputs of the inverter control systems are interconnected through a series-connected master oscillator and a controlled phase-shifting unit, the control input of the latter being connected to the output terminals of one of the inverters via a comparison circuit and a voltage measuring unit including the rectifier, oh, tl ichsya by the fact that, in order to improve the quality of the output voltage in transient modes, its measuring body is made in the form of rectifier connected at the output divider, voltage according to the number of stages of the multi-stage output voltage of the inverter and switch voltage levels, taken from the dividers connected between the outputs of the dividers and the inputs of the comparison circuit, and the rectifier input is connected to the output pins of one of the inverters. Sources of information taken into account in the examination 1, Development of static inverters, designed to work in the system of guaranteed power to the secondary power sources. Report on SRW. Tomsk, 1976, hfc state. registration 76О52335.
2.Разработка и исследование стабилнзированнь инверторов с синусоидальным выходным напр жением. Отчет по НИР. омск, 1976, N гос. регистрации 6О365О1. 2. Development and study of stable inverters with sinusoidal output voltage. Report on SRW. Omsk, 1976, N of state. registration 6О365О1.
3.Авторское свидетельство СССР № 315167, кл. G О5 F 1/1О.3. USSR author's certificate number 315167, cl. G O5 F 1 / 1O.
uu
1У1U
1в1c
пP
1one
/6 ГП Г 1 L 1-/ 6 GP G 1 L 1-
Фгг-а. г J 1 ri (1 ГП Г L 1Phgg-a. g J 1 ri (1 GP G L 1