RU2042176C1 - Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения - Google Patents
Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042176C1 RU2042176C1 SU5043007A RU2042176C1 RU 2042176 C1 RU2042176 C1 RU 2042176C1 SU 5043007 A SU5043007 A SU 5043007A RU 2042176 C1 RU2042176 C1 RU 2042176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- intervals
- duration
- sequence
- interval
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к преобразовательной технике. Сущность изобретения: согласно способу формируют два тактовых интервала с одинаковой длительностью, равной периоду коммутации ключей Tк, который не больше половины периода напряжения сети. Каждый тактовый интервал образован из трех временных интервалов с изменяющейся длительностью, сумма которых равна периоду коммутации кллючей. Согласно способу взаимосвязь между временными интервалами определяется тождеством Tк= 2(α1+α2) = β1+β2= 2(γ1+γ2), где α1 и α2 длительности первого временного интервала в первом и втором тактовых интервалах соответственно β1 и β2 - длительности второго временного интервала в первом и втором тактовых интервалах соответственно; γ1 и γ2 длительности третьего временного интервала в первом и втором тактовых интервалах соответственно. За счет этого обеспечивается симметричное формирование вольтодобывки относительно напряжения сети с повышением частоты модуляции напряжения вольтодобавки. 1 табл. 4 ил.
Description
Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначается для регулирования или стабилизации переменного напряжения.
Объектом управления является мостовой коммутатор, подключенный одной диагональю к сети, а другой к первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора, вторичная обмотка которого включена между сетью и нагрузкой.
Известен способ управления вышеупомянутым коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения (авт. св. СССР N 589683, кл. Н 02 Р 12/16, G 05 F 1/16, 1976). Он формирует однополярную вольтодобавку и позволяет плавно переходить от положительной вольтодобавке к отрицательной в процессе регулирования или стабилизации переменного напряжения. Суть известного способа в том, что формируют две последовательности тактовых интервалов, сихронизированных с частотой задающего сигнала, превышающей частоту сети, и внутри каждого тактового интервала образуют два временных интервала со взаимно изменяющимися длительностями, которыми задают порядок замыкания ключей моста, а изменение (регулирование или стабилизацию) напряжения нагрузки осуществляют взаимным встречным изменением длительностей временных интервалов первой и второй последовательностей тактовых интервалов.
Недостаток известного способа состоит в том, что частота модулируемой вольтодобавки равна частоте коммутации ключей, и, как следствие этого, неиспользование возможностей мостового коммутатора вольтодобавочного трансформатора в реализации регулирования или стабилизации напряжения с улучшенными технико-экономическими показателями (формой кривой напряжения и быстродействием) при сохранении диапазона регулирования и тех же коммутационных потерях.
Цель изобретения улучшение формы выходного напряжения с сохранением диапазона регулирования и повышение быстродействия за счет повышения частоты модуляции без изменения частоты коммутации ключей.
Цель достигается тем, что в тактовый интервал каждой последовательности введен третий временной интервал длительностью, равной длительности первого временного интервала, причем первый и третий временные интервалы одной последовательности соответствуют включенному состоянию одного и того же ключа, изменение суммарной длительности первого и третьего интервалов осуществляют взаимно-встречно с изменением длительности второго временного интервала той же последовательности, суммарная длительность первого и третьего интервалов одной последовательности равна длительности второго временного интервала другой последовательности.
На фиг. 1 приведена схема коммутатора вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения; на фиг. 2 представлены временные диаграммы, поясняющие формирование выходного напряжения и алгоритм управления ключами коммутатора; на фиг. 3 изображена схема устройства, реализующего формирование последовательностей импульсов по требуемому согласно способу алгоритму управления ключами коммутаторов; на фиг. 4 показаны временные диаграммы, поясняющие реализацию устройством предлагаемого способа управления.
Устройство для изменения переменного напряжения содержит силовую часть (фиг. 1) и систему управления (фиг. 3).
Силовая часть содержит вольтодобавочный трансформатор и собственно мостовой коммутатор, выполненный на полностью управляемых ключах 1-4. Система управления содержит задающий генератор 5, в качестве которого для построения синхронной системы управления используется генератор 6 синхроимпульсов совместно с умножителем 7 частоты и генератором 8 меандра, а для построения асинхронной системы управления, которая целесообразна для упрощения при высокочастотной модуляции, используется симметричный мультивибратор. Кроме того, система управления содержит инвертор 9, два генератора 10 и 11 треугольного напряжения, два компаратора 12 и 13, четыре отсекающих диода 14-17, дополнительные два инвертора 18 и 19, четыре выходных каскада 20-23, включающие усилители мощности и элементы гальванической развязки при выполнении ключей на транзисторах, а также модуляторы и формирователи мощных импульсов при выполнении ключей на запираемых тиристорах.
На фиг. 2а, б и 4 введены следующие обозначения: Uг1, Uг2 выходные сигналы генераторов треугольного напряжения; Uу' и Uу'' сигналы управления соответственно для формирования режимов вольтодобавки и вольтовычета; Тк1 и Тк2 первый и второй тактовые интервалы, равные периоду коммутации Тк; α1, α2 первые временные интервалы соответственно Тк1 и Тк2; β1, β2 вторые временные интервалы соответственно Тк1 и Тк2; γ1, γ2 третьи временные интервалы соответственно Тк1 и Тк2.
На фиг. 2 и 4 отражены следующие условия способа:
Tк Тк1 Тк2 α1 + β1 + γ1
α2 + β2 + γ2; (1)
α1 + γ1 β2 и α2 + γ2 β1 (2)
α1 γ1 α2γ2; (3)
Тк k Тсети, где К 1, 2, 3,n, (4) обобщая которые получают тождество, характеризующее основное условие способа:
Tкβ1 + β2 2(α1 + α2)
2(γ1 + γ2) (5)
Способ осуществляется следующим образом.
Tк Тк1 Тк2 α1 + β1 + γ1
α2 + β2 + γ2; (1)
α1 + γ1 β2 и α2 + γ2 β1 (2)
α1 γ1 α2γ2; (3)
Тк k Тсети, где К 1, 2, 3,n, (4) обобщая которые получают тождество, характеризующее основное условие способа:
Tкβ1 + β2 2(α1 + α2)
2(γ1 + γ2) (5)
Способ осуществляется следующим образом.
При пересечении одноименных временных интервалов первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора (фиг. 1) закорочена посредством ключей. При пересечении первых временных интервалов α1 и α2 замкнуты ключи 1 и 4, вторых β1 и β2 замкнуты ключи 2 и 3 и третьих γ1 и γ2, вновь замкнуты ключи 1 и 4, осуществляя закорачивание первичной обмотки трансформатора для предотвращения дроссельного режима.
При пересечении других (не одноименных) временных интервалов разных последовательностей ключами коммутатора реализуется подключение первичной обмотки трансформатора к сети с согласным или встречным включением ее со вторичной обмоткой, соответственно обеспечивая работу трансформатора в режимах вольтодобавки (фиг. 2а) или вольтовычета (фиг. 2б). Режим работы трансформатора задается величиной сигнала управления Uу.
В случае Uу Uу' и соответственно α1 > α2 на фиг. 2а пересекаются интервалы α1 с β2 и β2 с γ1, обеспечивая замыкание ключей 1 и 3 коммутатора для формирования режима вольтодобавки, а в случае Uу Uу'' и соответственно α1 < α2 на фиг. 2б пересекаются интервалы α2 с β1 и β1 с γ2, обеспечивая замыкание ключей 2 и 4 коммутатора для формирования режима вольтовычета. Переход от режима регулируемой вольтодобавки к режиму регулируемого вольтовычета происходит при α1 α2 Тк/4, когда сигнал управления Uу проходит через точки пересечения треугольных напряжений Uг1 и Uг2 и выполняется условие Uу Uг1 Uг2 (см. фиг. 2).
Процесс регулирования напряжения нагрузки U2 в диапазоне от U1 (1 + КВт) до U1 (1 КВт) (КВт коэффициент трансформации вольтодобавочного трансформатора) производится при изменении временного интервала α1 от 0 до Тк/2 рад за счет изменения сигнала управления Uу от максимального значения треугольного напряжения до нуля.
В таблице с учетом выражения (5) приведены значения временных интервалов, при которых напряжение нагрузки имеет синусоидальную форму и принимает значения, характеризующие диапазон регулирования.
Выражения (3) и (4), характеризующие отличительные признаки способом управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора, при высоких частотах коммутации могут быть не абсолютно строгими, что упрощает алгоритм управления и позволяет применять упрощенную асинхронную систему управления (фиг. 4) без существенных изменений гармонического состава выходного напряжения. Выражение (3) может быть приближенным, а в выражении (4) коэффициент кратности может быть дробным. В этом случае на фиг. 3 в качестве задающего генератора 5 используется симметричный мультивибратор.
Работа устройства (фиг. 3), реализующего алгоритм управления заявляемого способа, характеризуется временными диаграммами, представленными на фиг. 4. На этих диаграммах показаны выходные сигналы соответствующих элементов системы управления ключами коммутатора (фиг. 1) в согласовании с алгоритмом управления (фиг. 2).
На выходе генератора 6 синхроимпульсов (фиг. 3) формируются короткие импульсы в моменты перехода напряжения сети U1 через ноль (фиг. 4). Увеличение частоты и длительности этих импульсов производится умножителем 7 частоты. Дальнейшее увеличение длительности задающих импульсов до меандра производится генератором 8 меандра (фиг. 3). На диаграмме (фиг. 4) показано, что при асинхронном управлении эту же функцию может выполнить симметричный мультивибратор, используемый в качестве задающего генератора 5. С выхода синхронного или асинхронного с сетью задающего генератора 5 импульсы поступают на вход генератора 10 треугольного напряжения, а их инверсия, образованная инвертором 9, на вход генератора 11 треугольных импульсов. Таким образом производится смещение выходных сигналов генераторов 10 и 11 треугольного напряжения на половину коммутационного периода Тк/2.
Смещенные на Тк/2 треугольные напряжения Uг1 и Uг2 соответственно с выходов генераторов 10 и 11 подаются на входы компараторов 12 и 13, где, сравниваясь с сигналом управления U'у (фиг. 4), формируют двухполярные импульсы соответственно на выходах компараторов 12 и 13 (фиг. 3), которые согласуются с алгоритмом управления (фиг. 2) ключами 1-4 коммутатора (фиг. 1).
Дальнейшие операции устройства управления (фиг. 3) сводятся к формированию положительных управляющих импульсов 18, 16, 19 и 17 (фиг. 4), дальнейшему усилению этих импульсов до требуемой величины, формируя соответственно импульсы 20, 21, 22 и 23, и подаче этих импульсов через элементы гальванической развязки непосредственно на электроды управления ключей 1, 2, 3 и 4 соответственно. Эти операции можно выполнить, например, при помощи отсекающих диодов 14, 15, 16 и 17 (фиг. 3) и дополнительных интервалов 18, 19, а также выходных каскадов 20, 21, 22 и 23, выходы которых подключены к цепям управления ключами 1, 2, 3 и 4.
Claims (1)
- СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАТОРОМ ВОЛЬТОДОБАВОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, выполненного в виде моста на полностью управляемых ключах, к одной диагонали которого подключена первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, а его другая диагональ подключена к источнику переменного напряжения, по которому формируют две последовательности тактовых интервалов с одинаковой частотой, не меньшей удвоенной частоты сети, и внутри каждого тактового интервала формируют два временных интервала с изменяющимися, взаимосвязанными длительностями, при этом каждый из временных интервалов соответствует включенному состоянию одного из ключей моста, временные интервалы, относящиеся к одной последовательности, соответствуют ключам смежных плеч моста, связанных с разными выводами источника переменного напряжения, изменение напряжения осуществляют взаимно встречным изменением длительностей временных интервалов первой и второй последовательностей тактовых интервалов, отличающийся тем, что в тактовый интервал каждой последовательности введен третий временной интервал с длительностью, равной длительности первого временного интервала, причем первый и третий временные интервалы одной последовательности соответствуют включенному состоянию одного и того же ключа, изменение суммарной длительности первого и третьего интервалов осуществляют взаимно встречно с изменением длительности второго временного интервала той же последовательности, суммарная длительность первого и третьего интервалов одной последовательности равна длительности второго временного интервала другой последовательности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043007 RU2042176C1 (ru) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043007 RU2042176C1 (ru) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042176C1 true RU2042176C1 (ru) | 1995-08-20 |
Family
ID=21604636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5043007 RU2042176C1 (ru) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042176C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734322C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-10-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ПАРАМЕРУС" | Устройство и способ управления высоковольтным полупроводниковым коммутирующим устройством |
-
1992
- 1992-05-21 RU SU5043007 patent/RU2042176C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 5899683, кл. G 05F 1/16, 1976. * |
Жарский В.К. и др. Способ импульсного регулирования переменного напряжения. ИЭФ, АН УССР, 1975, с.11-12, 56. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734322C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-10-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ПАРАМЕРУС" | Устройство и способ управления высоковольтным полупроводниковым коммутирующим устройством |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR950002184A (ko) | 전력변환장치 | |
JPH04156274A (ja) | 電力変換装置 | |
EP0065396A2 (en) | DC-AC converter | |
RU2042176C1 (ru) | Способ управления коммутатором вольтодобавочного трансформатора для изменения напряжения | |
RU2216094C2 (ru) | Резонансный преобразователь питания для возбуждения катушки | |
RU195700U1 (ru) | Полупроводниковый преобразователь | |
RU2155365C2 (ru) | Способ регулирования переменного напряжения | |
SU771824A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в многофазное | |
RU2094840C1 (ru) | Способ управления узкодиапазонным регулятором переменного напряжения | |
SU1617587A1 (ru) | Устройство дл управлени преобразователем посто нного напр жени в трехфазное квазисинусоидальное | |
RU2269860C2 (ru) | Способ преобразования частоты | |
SU1387149A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в квазисинусоидальное | |
RU2166831C2 (ru) | Преобразователь амплитуды, фазы и частоты со звеном постоянного напряжения | |
ES2357852T3 (es) | Dispositivo y procedimiento para controlar inversores conectados en serie. | |
SU1272425A2 (ru) | Регул тор переменного напр жени с высокочастотным широтно-импульсным регулированием | |
RU2025875C1 (ru) | Трехфазно-трехфазный преобразователь частоты | |
SU1103341A1 (ru) | Устройство дл управлени токопараметрическим тиристорным преобразователем | |
RU2172057C2 (ru) | Инвертор напряжения с пониженным содержанием высших гармоник | |
SU942237A1 (ru) | Регул тор напр жени | |
Khan | Comprehensive analysis of discontinuous space vector pwm techniques for a five-phase voltage source inverter | |
SU758471A1 (ru) | Способ управлени тиристорным автономным инвертором напр жени | |
SU612369A1 (ru) | Инвертор со ступенчатой формой кривой выходного напр жени | |
RU17382U1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в переменное | |
SU688970A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в ступенчатое переменное | |
SU936301A1 (ru) | Трехфазный инвертор |