SU964954A1 - Способ управлени статическим преобразователем - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к статическим преобразователям со ступенчатой формой выходного напряжения, в которых выходное напряжение получают за счет коммутации вторичных обмоток силового трансформатора инвертора, работающего на повышенной частоте.

Известен способ управления статическим преобразователем, состоящий в том, что подают переменное напряжение повышенной частоты от источника с несколькими отводами на циклоконвертор и формируют выходное напряжение путем переключения отводов источника [1].

Недостатком устройства, реализующего данный способ является зависимость гармоническо- ₁₅ го состава, их амплитуд и фазы первой гармоники от коэффициента мощности нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является способ управления статическим преоб- 20 разователем, содержащим два автономных инвертора повышенной частоты, два выходных трансформатора, вторичные обмотки которых имеют по несколько отводов с подключенным между отводами циклоинвертором, состоящий в том, что регулируют величину выходного напряжения путем переключения отводов трансформаторов, причем напряжение одного из инверторов регулируют путем двухсторонней широтно-импульсной модуляции [2].

Однако для данного способа управления характерно низкое качество выходного напряжения.

Цель изобретения — улучшение качества выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления статическим преобразователем частоты формируют напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу между первой гармоникой выходного напряжения и опорным напряжением, и дополнительно сдвигают задний фронт модулированного напряжения инвертора пропорционально фазовому сдвигу.

На фиг. 1 представлена одна из схем статического преобразователя с промежуточным звеном повышенной частоты; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы, поясняющие суть предлагаемого способа управления.

Преобразователь содержит основной 1 и дополнительный 2 инверторы с согласующими трансформаторами 3 и 4, циклоинвертор на 5 тиристорах 5-16, подключенный к отводам вторичных обМоток 17—28, согласующих трансформаторов. ‘

Системы управления основным инвертором

29, циклоконвертором 30, дополнительным 10 инвертором 31, связанные между собой, подключены к цепям управления ключевых элемен- . Тов статического преобразователя. Блок обратной связи 32, соединенный с выводом преобразователя, подключен к системе управления 15 дополнительным инвертором. Блок стабилизации фазы 33 связан с выходом преобразователя системами управления циклоконвертором и дополнительным инвертором. На входе преобразователя включена нагрузка 34. 20

Рассмотрим способ управления статическим преобразователем, формирующим на выходе напряжение с количеством тактовых интервалов, равных шести, и подинтервалов К=2, а ток нагрузки через нуль переходит на третьем 25 тактовом интервале. Нерегулируемый : инвертор 1 обеспечивает получение переменного напряжения 35, а регулируемый инвертор 2 - напряжения 36. Указанные напряжения через согласующие трансформаторы 3 и 4 зо поступают на циклоконвертор, который обеспечивает получение ступенчатого напряжения 37. Управление ключевыми элементами основного (нерегулируемого) инвертора осуществляется от системы управления 29, которая формирует сигналы управления прямоугольной формы. Это же напряжение поступает на систему управления циклоконвертором, которая задает определенную последовательность включения тиристоров демодулятора. Система управления дополнительным инвертором 31 предназначена для получения сигналов управления ключевыми элементами дополнительного инвертора 2 в функции выходного сигнала блока обратной связи 32. В стабилизированных преобразователях дополнительный инвертор обеспечивает поддер жание на выходе стабильного напряжения неза висимо от величины нагрузки и напряжения питания. Согласно предложенного способа . управления требуется застабилизировать фазу ступенчатого напряжения. Для этой цели слу'жит блок стабилизации фазы 33, на который подается ступенчатое напряжение с нагрузки и опорное. Опорное напряжение формируется путем подачи сигналов с выхода системы управления циклоинвертором, например, на синхронизацию ведомдго мультивибратора в моменты изменения полярности выходного .(ступенчатого) напряжения демодулятора. Напряжение 38, про45 порциональное фазовому сдвигу между первой гармоникой с ступенчатого напряжения и опорным, с выхода блока стабилизации фазы поступает в систему управления 31 и дополнительно определяет сдвиг заднего фронта напряжения 36 дополнительного инвертора 2. При нагрузках, коэффициент мощности которых меньше cos Л /18 , фазы первой гармоники ступенчатого напряжения и опорного совпадают, )ι сигнал с выхода блока 33 равен нулю. В ртом случае реализуется двухсторонняя симметричная широтно-импульсная модуляция напряжения 36. По мере снижения коэффициента мощности нагрузки напряжение на выходе блока 33 увеличивается и определяет дополнительный сдвиг среза импульса напряжения 36, т. е. реализуется двухсторонняя несимметричная широтно-импульсная модуляция напряжения 36. Внличина напряжения с выхода блока стабилизации фазы определяется только коэффициентом мощности нагрузки.

Аналогичным образом управляются статические преобразователи, в которых циклоконвертор выполнен по другой схеме.

Введение в структуру статического преобразователя выходного фильтра так же приводит к сдвигу фазы выходного напряжения, стабилизация которой особенно важна при параллельной работе подобных преобразователей в системе гарантированного электроснабжения. Предлагаемый способ управления обеспечивает стабилизацию фазы выходного напряжения и в статических преобразователях с выходными фильтрами. Таким образом, предлагаемый способ управления статическими преобразователями с промежуточным звеном повышенной частоты обеспечивает повышение качества электрической энергии за счет стабилизации фазы первой гармоники выходного напряжения, т. е. повышает коэффициент мощности преобразователя.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к статическим преобразовател м со ступенчатой формой выходного напр жени , в которых выходное напр жение получают за счет коммутации вторичных обмоток силового трансформатора инвертора, работающего на повышенной частоте.: Известен способ управлени  статическим преобразователем, состо щий в том, что подают переменное напр жение повышенной частоты от источника с несколькими отводами на циклоконвертор и формируют выходное напр жение путем переключени  отводов источника 1. Недостатком устройства, реализзоощего данный способ  вл етс  зависимость гармонического состава, их амплитуд и фазы первой гармони ки от козффициента мощности .нагрузки. Наиболее близким к изобретению потехническим средствам и достигаемому результату  вл етс  способ управлени  статическим преобразователем , содержащим два автономных инвер тора повышенной частоты, два выходных трансформатора , вторичные обмотки которых имеют по несколько отводов с подключенным между отводами циклоинвертором, состо щий в том, что регулируют величину выходного напр жени  путем переключени  отводов трансформаторов, причем напр жение одного из инверторов регулируют путем двухсторонней широтно-импульсной модул ции (2. Однако дл  данного способа управлени  характерно низкое качество выходного напр же и . Цель изобретени  - улучшение качества выходного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе управлени  статическим преобразователем частоты формируют напр жение, пропорциональное фазовому сдвигу между первой гармоникой вь1ходного напр жени  и опорным напр жением , и дополнительно сдвигают задний фронт модулированного напр жени  инвертора пропорционально фазовому сдвигу. На фиг. 1 представлена одна из схем статического преобразовател  с промежуточным звеном повышенной частоты; на фиг. 2 - диаграммы напр жений на отдельных элементах 39 схемы, по сн ющие суть предлагаемого способ управлени . Преобразователь содержнт основной 1 и дополннтельный 2 инверторы с согласующими трансформаторами 3 и 4, Щ1клоинвертор на тиристорах 5-16, подключенный к отводам вторичных обМоток 17-28, согласующих транс форматоров. Системы управлени  основным инвертором 29, циклоконвертором 30, дополнительным инвертором 31, св занные между собой, подключень к цеп м управлени  ключевых элеме toB статического преобразовател . Блок о.братной св зи 32, соединенный с выводом преобразовател , подключен к системе управлени  дополнительным инвертором. Блок стабилизации фазы 33 св зан с выходом преобразовател  системами з правлени  циклоконвертором и доцолнительным инвертором. На входе преобразовател  включена нагрузка 34. Рассмотрим способ управлени  статическим преобразователем, формирующим на выходе напр жение с количеством тактовых интервалов , равных щести, и подинтервалов , а ток нагрузки через нуль переходит на третьем тактовом интервале. Нерегулируемый ; инвертор 1 обеспечивает получение переменного напр жени  35, а регулируемый инвертор 2 - напр жени  36. Указанные напр жени  через согласующие трансформаторы 3 и 4 поступают на циклоконвертор, который обеспечивает получение ступенчатого напр жени  37 Управление ключевыми элементами основного (нерегулируемого) инвертора осуществл1 етс  от системы управлени  29, котора  формирует сигналы управлени  пр моугольной формы. Это же напр жение поступает на систему управ лени  циклоконвертором, котора  задает определенную последовательность включени  тиристоров демодул тора. .Система ущзавлени  -Дополнительным инвертором 31 предназначена дл  получени  сигналов управлени  ключевыми элементами дополнительйого инвертора 2 в функции выходного сигнала блока обратной св зи 32. В стабилизированных преобразовател дополнительный инвертор обеспечивает поддержание на выходе стабильного напр жени  независимо от величины нагрузки и напр жени  питани . Согласно предложенного способа . управлени  требуетс  застабилизировать фазу ступенчатого напр жени . Дл  этой цели служит блок стабилизации фазы 33, на который подаетс  ступенчатое напр жение с нагрузки и опорное. Опорное напр жение формируетс  путем подачи сигналов с выхода системы упра лени  циклоинвертором, например, на синхронизацию ведомого мультивибратора в моменты изменени  пол рности выходного .(ступенчатого напр жени  демодул тора. Напр жение 38, про порциональное фазовому сдвигу между первой га|эмоникой с ступенчатого напр жени  и опорным, с выхода блока стабилизации фазы поступает в систему управлени  31 и дополнительно определ ет сдвиг заднего фронта напр жени  36 дополнительного инвертора
2. 2. При нагрузках, коэффициент мощности которых меньше cos Jl j , фазы первой гармоники ступенчатого напр жени  и опорного совпадают, сигнал с выхода блока 33 равен нулю. В |этом случае реализуетс  двухсторонн   симметрична  щиротно-импульсна  модул ци  напр жени  36. По мере снижени  коэффициента мощности нагрузки напр жение на выходе блока 33 увеличиваетс  и .определ ет дополнительный сдвиг среза импульса напр жени  36, т. е. реализуетс  двухсторонн   несимметрична  широтно-импульсна  модул ци  напр жени  36. Внличина напр жени  с выхода блока стабилизации фазы определ етс  только коэффициентом мощности нагрузки. Аналогичным образом управл ютс  статические преобразователи, в которых циклоконвертор выполнен по другой схеме. Введение в структуру статического преобразовател  выходного фильтра так же приводит к сдвигу фазы выходного напр жени , стабилизаци  которой особенно важна при параллельной работе подобных преобразователей в системе гарантированного электроснабжени . Предлагаемый способ управлени  обеспечивает стабилизацию фазы выходного .напр жени  и в статических преобразовател х с выходными фильтрами. Таким образом, предлагаемый способ управлени  статическими преобразовател ми с промежуточиым звеном повыщенной частоты обеспечивает повышение качества электрической энергии за счет стабилизации фазы первой гармоиики выходного напр жени , т. е. повыщает коэффициент мощности преобразовател . Формула изобретени  Способ управлени  статическим преобразователем , содержащим два автономных инвертора повыщенной частоты, два выходных трансформатора , вторичные обмотки которых имеют несколько отводов, с подключенным между отводами циклоконвертором, состо щий в том, что регулируют величину выходного иапр жени  путем переключени  отводов трансформаторов, причем напр жение одного из инверторов регулируют путем двухсторонней широтно-импульсной модул ции, отличающийс  тем, что, с целью улучщени  качества выходного напр жени , формируют путем переключени  напр жение, пропорциональное фазовому сдвигу между первой гармоникой выходного напр жени  и опорным напр жением, и дополнительно сдвигают задний фронт модулирован5964954«

   Ного напр жени  указанного инвертора пропор-1. Авторское свидетельство СССР N° 653716,

   ционально фазовому сдвигу.кл. Н 02 Р 13/16, 1976.

   Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР по за вке

   ;прин тые во внимание нри экспертизе№ 2641898/24-07, 1978 (прототип).

   Ч