SU1621130A1

SU1621130A1 - Stabilized ac to ac voltage converter for non-linear load

Info

Publication number: SU1621130A1
Application number: SU894635510A
Authority: SU
Inventors: Валерий Дмитриевич Семенов; Леонид Владимирович Чумазов
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике. Цель изобретени - повышение электромагнитной совместимости за счет улучшени формы потребл емого из сети тока и повышение коэффициента мощности при m-фазном {т S 2) варианте выполнени устройства. Кажда фаза устк (Л С k О .1The invention relates to a converter technique. The purpose of the invention is to increase the electromagnetic compatibility by improving the shape of the current consumed from the network and increasing the power factor in the m-phase (t S 2) embodiment of the device. Each phase is set (L C k O .1

Description

ройства состоит из инвертора 4 и демодул тора 5, соединенных трансформатором 16 промежуточной частоты, 2 дополнительные обмотки 17, 18 которого подключены к дополнительным демодул торам 19, 20. При этом дополнительные демодул торы 19, 20 всех фаз соединены последовательно между собой и с накопителем 40 энергии в виде дроссел , Блок 35 управлени осуществл ет стабилизацию переменного напр жени за счет широтно-импульсной модул ции. Блок 53 управлени дополнительными демодул торами позвол ет осуществить стабилизацию тока накопител 40The device consists of an inverter 4 and a demodulator 5 connected by an intermediate frequency transformer 16, 2 additional windings 17, 18 of which are connected to additional demodulators 19, 20. Moreover, additional demodulators 19, 20 of all phases are connected in series with each other and with a drive 40 power in the form of throttles. Control unit 35 stabilizes the alternating voltage by pulse width modulation. The block 53 for controlling additional demodulators allows stabilization of the current of accumulator 40

при возможности задани его произвольного направлени как в сеть, так и из сети. При этом узлом, св зывающим накопитель с сетью нагрузкой 34, вл етс трансформатор 16 промежуточной частоты, а управление направлением и.величиной тока накопител 40, поступающего в сеть, осуществл етс за счет многозонной импульсной модул ции , реализованной дополнительными демодул торами 19, 20 и модул тором 57. Такое построение устройства позвол ет Повысить электромагнитную совместимость нагрузки с сетью. 2 з. п. ф-лы, бил.when it is possible to set it arbitrary direction both to the network and from the network. In this case, the node connecting the accumulator with the network load 34 is the intermediate frequency transformer 16, and the direction and magnitude of the current of the accumulator 40 entering the network is controlled by multiband pulse modulation implemented by additional demodulators 19, 20 and modulator 57. This construction of the device allows to increase the electromagnetic compatibility of the load with the network. 2 h. ffl beat

Изобретение относитс к преобразовательной технике.The invention relates to a converter technique.

Целью изобретени вл етс повышение электромагнитной совместимости за счет улучшени формы потребл емого из сети тока и повышение коэффициента мощности при фазном варианте выполнении устройства , уменьшение массы и габаритов, обеспечение бесперебойного питани нагрузки .The aim of the invention is to increase the electromagnetic compatibility by improving the shape of the current consumed from the network and increasing the power factor in the phase embodiment of the device, reducing the weight and size, ensuring uninterrupted power to the load.

На фиг. 1 приведена функциональна схема; на фиг. 2 - пример выполнени модул тора , блока управлени дополнительными демодул торами; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы модул тора; на фиг. 4- временные диаграммы , по сн ющие принцип стабилизации переменного напр жени и потреблени из сети несинусоидального тока; на фиг. 5, 6 - временные диаграммы, по сн ющие принцип формировани синусоидального входного (потребл емого) тока при несинусоидальном токе нагрузки.FIG. 1 shows a functional diagram; in fig. 2 illustrates an exemplary embodiment of a modulator, an additional demodulator control unit; in fig. 3 - timing diagrams explaining the principle of operation of the modulator; in fig. 4- time diagrams explaining the principle of stabilization of alternating voltage and consumption of non-sinusoidal current from the network; in fig. 5, 6 are timing diagrams explaining the principle of forming a sinusoidal input (consumed) current at a non-sinusoidal load current.

Устройство (фиг. 1) содержит входной фильтр 1, входные выводы которого образуют выводы 2, 3 дл подключени к сети, а выходные выводы подключены к регулирующему органу, состо щему из последовательно соединенных инвертора 4 и демодул тора 5, каждый из которых выполнен на ключевых элементах 6-13 и подключен соответственно к первичной обмотке 14 и вторичной обмотке 15 трансформатора 16 повышенной частоты, имеющего п 2 дополнительных обмоток 17, 18, подключенных к п 2 дополнительным демодул торам 19, 20 на ключевых элементах 21-28, выходной фильтр 29, входные выводы 30, 31 которого подключены параллельно инвертору 4, а выходные образуют выводы 32, 33 дл подключени нагрузки 34. Устройство содержит также блок 35 управлени , состо щий из задающего генератора 36, двухThe device (Fig. 1) contains an input filter 1, the input pins of which form pins 2, 3 for connecting to the network, and the output pins are connected to a regulator consisting of series-connected inverter 4 and demodulator 5, each of which is made on key elements 6-13 and connected respectively to the primary winding 14 and the secondary winding 15 of the transformer 16 high frequency, having n 2 additional windings 17, 18 connected to n 2 additional demodulators 19, 20 on the key elements 21-28, the output filter 29, entrance These terminals 30, 31 of which are connected in parallel to the inverter 4, and the output terminals form the terminals 32, 33 for connecting the load 34. The device also contains a control unit 35 consisting of a master oscillator 36, two

фазосдвигающих узлов 37, 38 и узла 39 обратной св зи, вход которого соединен с выводами 32, 33. Выходы задающего генератора 36 и обоих фазосдвигающих узлов 37, 38 подключены к управл ющим входам ключевых элементов 6-13 инвертора 4 и демодул тора 5. Кроме того, стабилизатор переменного напр жени выполнен т-фаз- ным (т 3) в виде фазы А, фазы В, фазы С иphase-shifting nodes 37, 38 and feedback node 39, whose input is connected to terminals 32, 33. The outputs of master oscillator 36 and both phase-shifting nodes 37, 38 are connected to the control inputs of key elements 6-13 of inverter 4 and demodulator 5. Besides In addition, the AC voltage regulator is made of t-phase (t 3) as phase A, phase B, phase C and

дополнительно содержит накопитель 40 энергии, например в виде дроссел , и первый датчик 41 тока, причем накопитель 40 энергии и первый датчик 41 тока включены в цепь из последовательно соединенных тadditionally contains an energy storage 40, for example in the form of a drossel, and a first current sensor 41, the energy storage 40 and the first current sensor 41 being included in a circuit of series-connected t

п 6 дополнительных демодул торов 19, 20, 42-45 всех фаз. В устройстве, кроме того, вход т преобразователь 46 среднего значени тока в напр жение, сумматор 47, источник 48 опорного напр жени ,n 6 additional demodulators of all phases 19, 20, 42-45. The device also includes a medium-to-voltage converter 46, an adder 47, a reference source 48,

корректирующий усилитель 49, вход которого подключен к выходу сумматора 47. К инвертирующему входу сумматора 47 подключен выход преобразовател 46 среднего значени тока в напр жение, вход которого соединен с выходом первого датчика 41 тока. К неинвертирующему входу сумматора 47 подключен источник 48 опорного напр жени . В каждую из фаз А, 8, С введены датчик 50 потребл емого тока, датчик 51a correction amplifier 49, the input of which is connected to the output of the adder 47. The inverting input of the adder 47 is connected to the output of the average current-to-voltage converter 46, the input of which is connected to the output of the first current sensor 41. The non-inverting input of the adder 47 is connected to the source 48 of the reference voltage. In each of phases A, 8, and C, a sensor 50 of the consumed current, sensor 51

тока нагрузки, преобразователь 52 действующего значени тока, блок 53 управлени дополнительными демодул торами 19, 20, 42-45, включающий в себ первый сумматор 54 и второй сумматор 55, перемножитель 56load current, the converter 52 of the current value of the current, the block 53 controls the additional demodulators 19, 20, 42-45, which includes the first adder 54 and the second adder 55, the multiplier 56

сигналов и модул тор 57, выходы которого подключены к управл ющим входам ключевых элементов 21-28 дополнительных демодул торов 1Э, 20, 42-45. Причем первые входы первых сумматоров 54 всех фаз А, В,signals and the modulator 57, the outputs of which are connected to the control inputs of the key elements 21-28 of the additional demodulators 1E, 20, 42-45. Moreover, the first inputs of the first adders 54 of all phases A, B,

С подключены к выходу соответствующего преобразовател 52 действующего значени тока, вход которого соединен с датчиком 51 тока нелинейной нагрузки 34, аC is connected to the output of the corresponding converter 52 of the current value, the input of which is connected to the sensor 51 of the current of the nonlinear load 34, and

вторые входы 58 - 60 объединены и подключены к выходу корректирующего усилител 49, выход первого сумматора 54 соединен сthe second inputs 58 - 60 are combined and connected to the output of the correction amplifier 49, the output of the first adder 54 is connected to

первым входом 61 перемножител 56, второй вход 62 которого через узел 63 согласовани подключен к выводам 32, 33, а его выход соединен с неинвертирующим входом гторого сумматора 55, инвертирующий вход которого соединен с датчиком 50 потребл емого тока, а выход - с информационным входом модул тора 57, синхронизирующий вход 64 которого соединен с выходом задающего генератора 36.the first input 61 of the multiplier 56, the second input 62 of which, through the matching node 63, is connected to the terminals 32, 33, and its output is connected to the non-inverting input of the second adder 55, the inverting input of which is connected to the consumed current sensor 50, and the output to the information input of the module torus 57, the clock input 64 of which is connected to the output of the master oscillator 36.

Кроме того, последовательно с дросселем накопител 40 может быть включен двигатель 65 последовательного возбуждени с обмоткой 66 возбуждени , маховиком 67 и датчиком 68 скорости, выход которого соединен с первым датчиком 41 тока.In addition, a series excitation motor 65 with an excitation winding 66, a flywheel 67 and a speed sensor 68, the output of which is connected to the first current sensor 41, can be switched in series with the throttle of the accumulator 40.

Последовательно с дросселем накопител 40 может быть включен также дополни- тельный источник энергии, например солнечна батаре 69, а узел 63 согласовани должен быть выполнен в этом случае в - виде генератора синусоидального напр жени , синхронизированного напр жением сети.An additional source of energy, for example, a solar battery 69, can also be connected in series with the inductor of accumulator 40, and in this case the matching unit 63 should be made in the form of a sinusoidal voltage generator synchronized with the mains voltage.

Модул тор 57 блока 53 управлени дополнительными демодул торами (фиг. 2} со- держит корректирующий усилитель 70,вход 71 которого вл етс информационным входом , 2п 4 сумматоров 72-75, 2п 4 компараторов 76-79, 2п 4 логических элементов 80-83 равнозначности, выходы которых образуют выходы дл подключени к управл емым входам ключевых элементов 21-28 соответствующих дополнительных демодул торов 19 (42, 44) и 20 (43, 45). Один из входов элементов 80-83 равнозначности объединены и подключены к синхронизирующему входу генератора 84 развертывающего (пилообразного) напр жени , который и вл етс синхронизирующим входом 64 модул тора 57. Инвертирующие входы компараторов 76, 78 и неинвертирующие - компараторов 77, 79 объединены и подключены к выходу генератора 84. Неинвертирующие входы сумматоров 72, 74 и инвертирующие - сумматоров 73, 75 объединены и подключены к выходу корректирующего усилител 7Г;, К другим входам сумматоров 72-75 (инвертирующим дл сумматоров 72, 74 л неинвертирующим дл 73, 75) подключены источники 85-88 посто нного напр жени . Выходы сумматоров 72-75 соединены с другими свободными входами соответствующих компараторов 76-79, выходы которых, в свою очередь, соединены с другими свободными входами элементов 80-83 равнозначности.The modulator 57 of the control unit 53 for the control of additional demodulators (Fig. 2} contains a correction amplifier 70, the input 71 of which is an information input, 2p 4 adders 72-75, 2p 4 comparators 76-79, 2p 4 logic elements 80-83 equivalence outputs of which form the outputs for connecting to the control inputs of the key elements 21-28 of the respective additional demodulators 19 (42, 44) and 20 (43, 45). One of the inputs of the equivalence elements 80-83 is connected and connected to the clock input of the generator 84 sweep (sawtooth) on which is the synchronization input 64 of the modulator 57. The inverting inputs of the comparators 76, 78 and non-inverting - comparators 77, 79 are combined and connected to the output of the generator 84. The non-inverting inputs of the adders 72, 74 and the inverting inputs - adders 73, 75 are combined and connected to the output of the corrective amplifier 7Г ;, sources 85-88 of constant voltage are connected to the other inputs of the adders 72-75 (inverting for the adders 72, 74 and non-inverting for 73, 75). The outputs of the adders 72-75 are connected to other free inputs of the respective comparators 76-79, the outputs of which, in turn, are connected to other free inputs of the elements 80-83 of equivalence.

На фиг. 3 обозначено: диаграмма 89 - синхронизирующий сигнал с задающего генератора 35 на синхронизирующем входе 64; диаграмма 90 - сигнал на выходе гене5 ратора 84; диаграмма 91 - управл ющий Сигнал на входе 71, усиленный корректирующий усилителем 70, смещенный источником 85 (86-88) и поданный на компаратор 76 (77-79); диаграмма 92 - сигнал на выходеFIG. 3 is designated: the diagram 89 - the synchronizing signal from the master oscillator 35 on the synchronization input 64; Chart 90 - signal at the output of the generator 84; diagram 91 - control signal at input 71, amplified by a correction amplifier 70, offset by source 85 (86-88) and fed to comparator 76 (77-79); chart 92 - output signal

0 компаратора 76 (77-79); диаграмма 93 - сигнал на пр мом выходе элементов равнозначности 80 (81-83).0 comparator 76 (77-79); Diagram 93 - signal at the direct output of elements of equivalence 80 (81-83).

На фиг. 4 обозначено: диаграмма 94 - напр жение сети, измен ющеес вверх иFIG. 4 is denoted by: diagram 94 — network voltage varying upwards and

5 вниз от своего номинального значени в диапазоне, отмеченном штриховыми лини ми; диаграмма 95- сигнал на выходе задающего генератора 36; диаграммы 96, 97 - сигналы на выходе фазосдвигающих узлов5 down from its nominal value in the range marked with dashed lines; diagram 95 - signal at the output of master oscillator 36; diagrams 96, 97 - signals at the output of phase-shifting nodes

0 37,38 при напр жении сети выше номинального; диаграмма 98 - напр жение на первичной обмотке 14 трансформатора 16 при повышенном напр жении сети (после момента времени ti - напр жение на входных0 37.38 with network voltage higher than nominal; diagram 98 — voltage at the primary winding 14 of transformer 16 at an increased network voltage (after time ti — voltage at the input

5 выводах 30, 31 фильтра 29); диаграммы 99- 100 - сигналы на выходе фазосдвигающих узлов 37, 38 при напр жении сети ниже номинального; диаграмма 101 - напр жение на первичной обмотке 14 трансформатора5 pins 30, 31 filter 29); diagrams 99-100 are the signals at the output of the phase-shifting nodes 37, 38 when the network voltage is below nominal; diagram 101 - voltage on the primary winding 14 of the transformer

0 16 при пониженном на пр жении сети (после момента времени t2 - напр жение на входных выводах 30, 31 фильтра 29); диаграмма 102 - выпр мленное напр жение на нелинейной нагрузке 34 (например, выпр мите5 ле с емкостным фильтром); диаграмма 103 - сглаженное напр жение на емкостном фильтре нелинейной нагрузки; диаграмма 104 - ток нелинейной нагрузки 34, приведенный к выводам 30, 31 фильтра 29.0 16 at a lower network voltage (after time t2 is the voltage at the input terminals 30, 31 of the filter 29); Diagram 102 — rectified voltage on nonlinear load 34 (for example, rectifier with capacitive filter); Figure 103 —sampled voltage across a non-linear load capacitive filter; chart 104 - current nonlinear load 34, reduced to the conclusions 30, 31 of the filter 29.

0На фиг. 5 обозначено: диаграмма 104 ток нелинейной нагрузки 34, приведенный к входным выводам 30, 31, фильтра 29; диаграмма 105 - ток синусоидальной формы на входе устройства; диаграмма 106 - ток, по5 требл емый дополнительными демодул торами через трансформатор 16; диаграмма 107 - система развертывающих и опорных напр жений модул тора 57; диаграмма 108 - управл ющий сигнал на информационном0 FIG. 5 is designated: the diagram 104 non-linear load current 34, reduced to the input terminals 30, 31, filter 29; Diagram 105 - sinusoidal current at the device input; diagram 106 represents the current required by additional demodulators via transformer 16; diagram 107 is a system of sweep and reference voltages of the modulator 57; diagram 108 - control signal on the information

0 входе модул тора 57; диаграмма 109 - ток. потребл емый дополнительными демодул торами; диаграмма 110 - усредненное значение тока, потребл емого дополнительными демодул торами.0 modulator input 57; Figure 109 - current. consumed by additional demodulators; diagram 110 is the average value of the current consumed by additional demodulators.

5 На фиг, 6 обозначено: диаграмма 111- усредненное напр жение на выходе всех дополнительных демодул торов (суммарное напр жение дополнительных демодул торов 19, 20, 42-45) в режиме хранени тока дроссел накопител 40; диаграмма 112 усредненное напр жение на выходе дополнительных демодул торов 19, 20 фазы А; диаграмма 113 - усредненное напр жение на выходе дополнительных демодул торов 42,43 фазы В; диаграмма 114-усредненное напр жение на выходе дополнительных демодул торов 44, 45 фазы С.5 FIG. 6 denotes: the diagram 111 is the average voltage at the output of all the additional demodulators (the total voltage of the additional demodulators 19, 20, 42-45) in the storage mode of the current of the throttle of the accumulator 40; graph 112 averaged voltage at the output of additional demodulators 19, 20 of phase A; Figure 113 — average voltage at the output of the additional demodulators of phase 42.43; diagram 114 averaged voltage at the output of additional demodulators 44, 45 of phase C.

Преобразователь 46 среднего значени тока может быть выполнен по любой известной схеме преобразовател мгновенного значени пульсирующего тока в посто нный ток, величина которого пропорциональна среднему значению пульсирующего тока за период, равный не мен.ее чем полупериод напр жени сети, Источник 48 опорного напр жени представл ет собой источник посто нного напр жени , стабилизированный на величине этого напр жени ,The average current converter 46 can be made by any known converter of an instantaneous pulsating current to direct current converter, the value of which is proportional to the average pulsating current for a period equal to not less than the network voltage half-period. Reference voltage source 48 a constant voltage source, stabilized on the magnitude of this voltage,

Корректирующий усилитель 49 может быть выполнен по любой из известных схем усилителей посто нного тока с фильтром, позвол ющим измен ть как величину коэффициента усилени по напр жению, так и вид амплитудно-частотной характеристики (за счет изменени параметров фильтра). Это необходимо дл обеспечени устойчивости в контуре стабилизации тока накопител 40,The correction amplifier 49 can be made according to any of the known DC amplifier circuits with a filter, which allows varying both the magnitude of the voltage gain and the type of amplitude-frequency characteristic (due to a change in the filter parameters). This is necessary to ensure stability in the current stabilization circuit of accumulator 40,

Датчики 50, 51 могут быть выполнены, например, в виде трансформаторов тока.The sensors 50, 51 can be performed, for example, in the form of current transformers.

Преобразователь 52 может быть выполнен по любой известной схеме преобразовател переменного несинусоидального тока в посто нное напр жение, величина которого пропорциональна действующему значению переменного несинусоидального тока.Converter 52 can be made using any known non-sinusoidal current-to-voltage converter, the value of which is proportional to the actual value of the alternating non-sinusoidal current.

Перемножитель 56 двух аналоговых сигналов , поступающих соответственно на два его входа, может быть выполнен по любой известной схеме перемножителей.The multiplier 56 of two analog signals, respectively, arriving at its two inputs, can be performed by any known multiplier circuit.

Важно, что его выходна величина пропорциональна произведению двух входных.It is important that its output value is proportional to the product of the two input.

Узел 63 может быть выполнен в виде понижающего трансформатора, первична обмотка которого подключена к входным выводам 32, 33 выходного фильтра 29, а вторична - к второму входу перемножител 56, Последовательно в эту цепь может быть включен фильтр дл подавлени пульсаций напр жени промежуточной частоты. В случае работы устройства от дополнительного источника энергии, например от солнечной батареи 69, узел 63 должен быть выполнен в виде генератора синусоидального напр жени , синхронизированного напр жением сети.Node 63 can be made as a step-down transformer, the primary winding of which is connected to the input terminals 32, 33 of the output filter 29, and the secondary winding to the second input of the multiplier 56. A filter can be connected in series to suppress the pulsations of the intermediate frequency voltage. In the case of operation of the device from an additional source of energy, for example, from a solar battery 69, node 63 should be made in the form of a sinusoidal voltage generator synchronized with the mains voltage.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Пусть в исходном состо нии напр жение сети равно номинальному значению, нагрузка 34, линейна и дл простоты-ак- тивна , в дросселе накопител 40 протекает посто нный ток, равный номинальному значению , потери во всех элементах стабилизатора отсутствуют. При таких допущени х задающий генератор 36 вырабатывает сигналы (диаграммы 95), .которые обеспечивают поочередное подключение ключевых элементов 6, 9 и 7,8. Инвертор 4 преобразует синусоидальное напр жение на входных выводах 30, 31 выходного фильтра 29 в напр жение промежуточной частоты с сохранением синусной огибающей. Узел 39 обратной св зи вырабатывает сигнал, поступающий на входы фазосдвигающих узлов 37, 38, которые, в свою очередь, обеспечивают поочередное включение пар ключевых элементов 10, 12 и 11. 13 при включенных ключевых элементах 6, 9 и поочередное включение пар ключевых элементов 10, 12 при включенных ключевых элементах 7,8. Вторична обмотка 15 транс- Форматора 16 промежуточной частоты остаетс все врем отключенной из контура: вывод 2 - ключевые элементы 10,12 (или 11, 13), входные выводы 30, 31 выходного фильтра 29, вывод 3. На выходном фильтре 29, а значит и на нагрузке 34 действует номинальное напр жение сети, под действием которого протекает синусоидальный ток, совпадающий по форме с напр жением сети . Этот ток через датчик 51 поступает на преобразователь 52 действующего значени и преобразуетс им в посто нное напр жение ,пропорциональное действующему значению тока нагрузки 34. Через первый сумматор 54 поступает сигнал на первый вход 61 перемножител 56, на другой вход которого поступает синусоидальный сигнал, форма которого определ етс сигналом с узла 63 согласовани . Если среднее значение посто нного тока в накопителе 40 равно номинальному значению, определ емому источником 48 опорного напр жени , то сигнал с выхода корректирующего усилител 49 равен нулю и амплитуда синусоидального сигнала на выходе перемножител 56 пропорциональна величине действующего значени тока нагрузки 34, преобразованного преобразователем 52 действующего значени тока. При допущении об отсутствии потерь в стабилизаторе сигналы с выхода перемножител 56 и датчика 50 потребл емого тока будут равны, что обеспечивает равенство нулю сигнала на выходе второго сумматора 55, так как указанные сигналы поступают соответственно на его неинвертирующий и инвертирующийSuppose that in the initial state the mains voltage is equal to the nominal value, the load 34 is linear and, for simplicity, active, a constant current flows in the throttle of the accumulator 40 equal to the nominal value, there are no losses in all elements of the stabilizer. With these assumptions, master oscillator 36 generates signals (diagrams 95), which provide alternate connection of key elements 6, 9 and 7.8. Inverter 4 converts a sinusoidal voltage at the input terminals 30, 31 of the output filter 29 into an intermediate frequency voltage while maintaining the sinus envelope. The feedback node 39 generates a signal arriving at the inputs of the phase-shifting nodes 37, 38, which, in turn, provide alternate switching on of the pairs of key elements 10, 12 and 11. 13 with the turned on key elements of 6, 9 and alternating switching on of pairs of key elements 10 , 12 with key elements 7.8. The secondary winding 15 of the transformer 16 intermediate frequency remains all time disconnected from the circuit: pin 2 - key elements 10,12 (or 11, 13), input pins 30, 31 of the output filter 29, pin 3. At the output filter 29, which means and the load 34 is influenced by the nominal mains voltage, under the action of which a sinusoidal current flows, which coincides in shape with the mains voltage. This current through the sensor 51 is fed to the converter 52 of the actual value and is converted by it into a constant voltage proportional to the actual value of the load current 34. Through the first adder 54 a signal is sent to the first input 61 of the multiplier 56, to the other input of which a sinusoidal signal is received, the shape of which determined by the signal from the node 63 approval. If the average DC value in drive 40 is equal to the nominal value determined by reference voltage source 48, the signal from the output of the correction amplifier 49 is zero and the amplitude of the sinusoidal signal at the output of multiplier 56 is proportional to the current load current 34 converted by the current converter 52 current values. Under the assumption that there are no losses in the stabilizer, the signals from the output of the multiplier 56 and the sensor 50 of the current consumed will be equal, which ensures the zero signal at the output of the second adder 55, since these signals are sent to its non-inverting and inverting, respectively

входы. Дл объ снени принципа работы по сним принцип работы модул тора 57 и его взаимодействие с дополнительными демодул торами 19, 20.entrances. To explain the principle of operation, we can take a look at the principle of operation of the modulator 57 and its interaction with additional demodulators 19, 20.

Преобразователь управл ющего сигнала с выхода второго сумматора 55 в сигналы управлени ключевыми элементами 21-28 дополнительных демодул торов 19, 20 осуществл етс модул тором 57, который состоит (см. фиг, 2) из 4 однотипных фазосдвигающих каналов, в которые вход т сумматор 72, компаратор 76, элемент равнозначности с пр мым и инверсным выходами . Фазосдвигающие каналы отличаютс только величиной напр жени источников 85-88 (Us5 - Usa), которые, в данном случае, выбраны следующим образом: Uss -Un, Uss 0, Us7 0, Uss Un, где Un - амплитуда пилообразного напр жени на выходе генератора 84. В таком случае напр жени на выходе сумматоров 72-75 будут определ тьс выражени ми: Uy + Un, -Uy, Uy, Un - Uy, где Uy -управл ющее напр жение на выходе усилител 70. Такое смещение управл ющего сигнала Uy позвол ет организовать попарно поочередную работу фазосдвигающих каналов в зависимости от величины сигнала Uy управлени . При Uy -Un сравнение сигналов - с пилообразным напр жением не происходит , фазы всех выходных сигналов элементов 80-83 соответствует режиму передачи тока накопител в нагрузку 34 и в сеть (через трансформатор 16с коэффициентом пере„ , Wiy-fWis...The control signal converter from the output of the second adder 55 to the control signals of the key elements 21-28 of the additional demodulators 19, 20 is implemented by a modulator 57, which consists (see FIG. 2) of 4 same phase-shifting channels that include the adder 72 , comparator 76, equivalence element with direct and inverse outputs. Phase-shifting channels differ only in the magnitude of the voltage sources 85-88 (Us5 - Usa), which, in this case, are chosen as follows: Uss -Un, Uss 0, Us7 0, Uss Un, where Un is the sawtooth voltage amplitude at the generator output 84. In this case, the voltage at the output of the adders 72-75 will be determined by: Uy + Un, -Uy, Uy, Un - Uy, where Uy is the control voltage at the output of the amplifier 70. This offset of the control signal Uy allows to arrange in pairs the alternating operation of phase-shifting channels depending on the magnitude of the control signal Uy. When Uy -Un, the comparison of the signals with the saw-tooth voltage does not occur, the phases of all output signals of the elements 80-83 correspond to the mode of transfer of the storage current to the load 34 and to the network (through the transformer 16c with the coefficient perei, Wiy-fWis ...

дачи К0 TV}, где W™ - число витW14cottages K0 TV}, where W ™ is the number of W14

ков первичной обмотки.инвертора, Wi, Wis - число витков дополнительных обмоток 17, 18 дополнительных демодул торов 19, 20.the coils of the primary winding of the inverter, Wi, Wis — the number of turns of the additional windings 17, 18 of the additional demodulators 19, 20.

При изменении сигнала управлени в пределах-Un Uy 0 происходит сравнение сигналов , Uуз с пилообразным напр жением генератора 84. Фаза управл ющих сигналов на выходе элементов 80, 81 равнозначности начинает измен тьс . Это приводит к широтно-импульсной модул ции числа витков Wiy дополнительной обмотки 17, а значит и к уменьшению эквивалентного числа витков. При Uy -Un/2 Wi -ообще исключаетс из контура протекани тока за счет одновременного включени ключевых элементов 21, 23 и 22, 24. Коэффициент передачи Ki тока нагрузки в этом случае становитс равным KI Wie/Wi4 Ко/2 (если Wi Wis). При дальнейшем увеличении сигнала происходит реверсирование включени дополнительной обмотки 17. Она включаетс When the control signal is changed within Un-Uy 0, the signals are compared, Uc with the saw-tooth voltage of the generator 84. The phase of the control signals at the output of the elements 80, 81 of equivalence begins to change. This leads to a pulse-width modulation of the number of turns of the Wiy of the additional winding 17, and therefore to a decrease in the equivalent number of turns. With Uy-Un / 2, Wi is generally excluded from the current flow circuit by simultaneously switching on key elements 21, 23 and 22, 24. The transfer coefficient Ki of the load current in this case becomes KI Wie / Wi4 Ko / 2 (if Wi Wis) . With a further increase in the signal, the additional winding 17 is turned on. It turns on

встречно с дополнительной обмоткой 18, причем это встречное включение также происходит плавно, с широтно-импульсной модул цией . Так, при Uy 0 дополнительна 5 обмотка 17 включалась полностью встречно дополнительной обмотке 18. Тогда коэффициент Кз передачи в этом случае будет равен K3 (-Wi7 + Wie)/Wi4 0. Это значит, что ток из накопител не попадает в нагрузку и изcounter with an additional winding 18, and this counter-inclusion also occurs smoothly, with pulse-width modulation. Thus, when Uy 0, an additional 5 winding 17 was switched on completely counter-winding fully 18. Then the transmission coefficient Kz in this case will be equal to K3 (-Wi7 + Wie) / Wi4 0. This means that the current from the storage device does not fall into the load and from

0 нагрузки не попадает в накопитель.0 load does not fall into the drive.

При дальнейшем изменении сигнала в пределах 0 Uy Un алгоритм замыкани ключевых элементов 21-24 не измен етс , т. е. обмотка остаетс в реверсированномWith a further change of the signal within 0 Uy Un, the algorithm for closing the key elements 21-24 does not change, i.e., the winding remains in reverse

5 состо нии. Но зато при этом в сравнении с пилообразным сигналом генератора 84 вступают напр жени , Uys с сумматоров 74 и 75. Начинает измен тьс фаза сигналов 9 на выходах элементов 82,83. Это приводит5 states. But then, in comparison with the sawtooth signal of the generator 84, the voltages enter, Uys from the adders 74 and 75. The phase of the signals 9 at the outputs of the elements 82.83 begins to change. This leads

0 к изменению алгоритма переключени ключевых элементов 25-28 дополнительного демодул тора 20 и широтно-импульсной модул ции числа витков Wia дополнительной обмотки 18 трансформатора 16 и исклю5 чению ее из контура протекани тока путем одновременного включени ключевых элементов 25, 27 или ключевых элементов 26, 28. Полное исключение дополнительной обмотки 18 произойдет при Uy Un/2. В0 to change the switching algorithm of the key elements 25-28 of the additional demodulator 20 and the pulse width modulation of the number of turns Wia of the additional winding 18 of the transformer 16 and exclude it from the current flow contour by simultaneously turning on the key elements 25, 27 or key elements 26, 28 Complete elimination of additional winding 18 will occur when Uy Un / 2. AT

0 этом случае коэффициент передачи К4 -Wi7/Wi4 -Ко/2 становитс отрицательным , что соответствует потреблению тока из сети в накопитель 40 (потребление тока из сети начинаетс уже при Uy 0). Дальней5 шее увеличение сигнала управлени приводит к реверсу дополнительной обмотки 18 с помощью широтно-импульсной модул ции числа витков Wm при Uy Un, коэффициент Ks передачи тока накопител 40 будет равенIn this case, the transmission coefficient K4 -Wi7 / Wi4 -Ko / 2 becomes negative, which corresponds to the current consumption from the network to drive 40 (the current consumption from the network starts already at Uy 0). A further 5 increase in the control signal leads to the reversal of the additional winding 18 by using pulse-width modulation of the number of turns Wm at Uy Un, the current transfer ratio Ks of accumulator 40 will be equal to

0 КБ (-Wi - Wis)/Wi/i Ко. Дальнейшее увеличение сигнала Uy Un ни к каким изменени м алгоритмов управлени ключами и коэффициентов передачи не приводит. Таким образом, изменение сигнала управле5 ни в пределах -Un Uy Un приводит к изменению общего коэффициента передачи дополнительных демодул торов 19, 20 от К К0 до К -К0с ллавчым широтно-импуль- сным регулированием этого коэффициента,0 KB (-Wi - Wis) / Wi / i Ko. A further increase in the signal Uy Un does not lead to any changes in the key management algorithms and transmission coefficients. Thus, a change in the control signal within –Un Uy Un leads to a change in the overall transfer coefficient of the additional demodulators 19, 20 from K K0 to K-K0 with the llavyy pulse-width control of this coefficient,

0 Плавность регулировани и линейность достигаютс за счет увеличени числа дополнительных демодул торов и перехода к многозонной импульсной демодул ции. Необходимо заметить, что со стороны напр 5 жени на нагрузке входные выводы 31, 30 выходного 29 фильтра дополнительные демодул торы 19, 20 вл ютс звеном передачи этого напр жени на накопитель 40 путем преобразовани его инвертором 4 в0 Smooth adjustment and linearity are achieved by increasing the number of additional demodulators and switching to multi-zone pulse demodulation. It should be noted that, from the voltage side of the load 5, the input terminals 31, 30 of the output filter 29, the additional demodulators 19, 20 are a link to transfer this voltage to the drive 40 by converting it to inverter 4

напр жение повышенной частоты и его модул ции при помощи дополнительных демодул торов 19, 20 за счет изменени фазы управл ющих сигналов, подаваемых на ключевые элементы 21-28 с модул тора 57. Значит, измен сигнал управлени на входе 71 модул тора 57, можно управл ть величиной и направлением тока, потребл емого (или отдаваемого) накопителем 40.overvoltage voltage and its modulation with the help of additional demodulators 19, 20 by changing the phase of the control signals supplied to the key elements 21-28 from the modulator 57. Therefore, by changing the control signal at the input 71 of the modulator 57, you can control the magnitude and direction of the current consumed (or delivered) by the accumulator 40.

Возвраща сь к принципу работы устройства , имеем нулевой сигнал с выхода второго сумматора 55, Этот сигнал поступает на вход модул тора 57, обеспечива следующий алгоритм замыкани ключевых элементов 21-28 дополнительных демодул торов 19, 20, 21, 23, 25, 27-22, 24, 26, 28 и аналогично в дополнительных демодул торах 42-45. При этом в последовательном контуре: дополнительные демодул торы 19, 20, 42-45 - накопитель 40 - датчик 41 тока, всегда обеспечиваетс путь дл протекани индуктивного тока накопител 40 и к накопителю 40 не прикладываетс никаких напр жений, так как все обмотки, подключенные к дополнительным демодул торам 19, 20, всегда исключены из контура протекани тока. Такой режим работы соответствует отсутствию потерь а стабилизаторе и хранению тока (энергии) в накопителе 40.Returning to the principle of operation of the device, we have a zero signal from the output of the second adder 55, This signal is fed to the input of the modulator 57, providing the following algorithm for closing the key elements 21-28 of additional demodulators 19, 20, 21, 23, 25, 27-22 , 24, 26, 28 and similarly in additional demodulators 42-45. In this case, in a series circuit: additional demodulators 19, 20, 42-45 - accumulator 40 - current sensor 41, a path is always provided for the flow of inductive current of accumulator 40 and no voltage is applied to accumulator 40, since all windings connected to additional demodulators 19, 20 are always excluded from the current loop. This mode of operation corresponds to the absence of losses in the stabilizer and the storage of current (energy) in the drive 40.

Если учесть внутренние потери по контуру стабилизации напр жени , состо щие, например, из падений напр жений на ключевых элементах 6-13 инвертора 4 и демодул тора 5, то выходное напр жение на выводах 32, 33 уменьшитс , сигнал на выходе узла 39 обратной св зи увеличитс по величине, что приведет к изменению алгоритма работы ключевых элементов 10-13 демодул тора 5. А именно, ключевые элементы будут замыкатьс по алгоритму: 10, 12 - 11. 12 - 11, 13 при включенных ключевых элементах б, 9 и 11, 13- 10, 13- 10, 12 при включенных ключевых элементах 7, 8. На входных выводах 30, 31 будет действовать напр жение, аналогичное по форме напр жению диаграммы 101 после момента времени t2. Таким образом, к напр жению сети, уменьшенному за счет внутренних падений напр жени , будет добавл тьс импульсное напр жение, амплитуда которого будет равна величине напр жени на вторичной обмотке 15 трансформатора 16, а скважность будет определ тьс соотношением времени включенного состо ни ключевых элементов 10, 12(11, 13) и 11, 12(10, 13). Напр жение на выводах 32, 33 оп ть восстановитс по величине и станет равным номинальному значению. Аналогично работает стабилизатор и при изменении напр жени сети вниз от своего номинальногоIf we take into account the internal losses in the voltage stabilization circuit, consisting, for example, of voltage drops on the key elements 6-13 of the inverter 4 and demodulator 5, then the output voltage at the terminals 32, 33 will decrease, the signal at the output of the feedback node 39 z will increase in size, which will lead to a change in the algorithm of operation of key elements 10-13 of demodulator 5. Namely, the key elements will be closed according to the algorithm: 10, 12 - 11. 12 - 11, 13 with key elements b, 9 and 11 , 13-10, 13-10, 12 with key elements 7, 8 turned on. At input pins 30, 31, a voltage similar in form to the voltage of the diagram 101 will take effect after time t2. Thus, to the mains voltage, reduced due to internal voltage drops, a pulse voltage will be added, the amplitude of which will be equal to the voltage on the secondary winding 15 of the transformer 16, and the duty cycle will be determined by the ratio of the time of the on state of the key elements 10 , 12 (11, 13) and 11, 12 (10, 13). The voltage at terminals 32, 33 is again recovered in magnitude and becomes equal to the nominal value. The stabilizer also works in the same way when the mains voltage changes down from its nominal

значени . Диапазон допустимого изменени сети вниз от номинального будет определ тьс величиной коэффициента трансформации между первичной и вторичной обмотками 14 и 15 трансформатора 16.value. The range of allowable network downward change from nominal will be determined by the magnitude of the transformation ratio between the primary and secondary windings 14 and 15 of the transformer 16.

Если напр жение сети изменитс вверхIf the network voltage changes up

от номинального значени , то увеличитс иfrom the nominal value, it will increase and

выходное напр жение на выводах 32, 33output voltage at pins 32, 33

фильтра 29. Величина сигнала на выходеfilter 29. The value of the output signal

0 узла 39 обратной св зи уменьшитс , что приведет к изменению сигнала на входах фазосдвигающих узлов 37, 38, что, в свою очередь, приведет к изменению алгоритма работы ключевых элементов 10-13. А имен5 но, алгоритм замыкани указанных ключевых элементов станет следующим: 10, 12 - 11, 12 - 11, 13 при включенных ключевых элементах 8 и 11, 13 - 10 - 13 - 10, 12 при включенных ключевых элементах 8, 9.0 of the feedback node 39 will decrease, which will lead to a change in the signal at the inputs of the phase-shifting nodes 37, 38, which, in turn, will lead to a change in the algorithm of operation of the key elements 10-13. However, the algorithm for closing the specified key elements will be as follows: 10, 12 - 11, 12 - 11, 13 with key elements 8 and 11 turned on, 13 - 10 - 13 - 10, 12 with key elements 8, 9 turned on.

0 В этом случае из повышенного напр жени сети будет вычитатьс импульсное напр жение, амплитуда которого, по-прежнему равна напр жению на вторичной обмотке 15 трансформатора 16, а скважность0 In this case, the surge voltage, the amplitude of which is still equal to the voltage on the secondary winding 15 of the transformer 16, and the duty cycle, will be subtracted from the overvoltage of the network.

5 будет определ тьс соотношением времен включенного состо ни ключевых элементов , 10,12, 11,13 и 11,12(10,13). На входных выводах 30, 31 фильтра 29 будет действовать напр жение диаграммы 98 (после мо0 мента времени ti), Напр жение на выходе оп ть вернетс к номинальному значению. Таким образом, выходное напр жение остаетс стабильным при изменении входного в заданных пределах от своего минимального5 will be determined by the ratio of the on-state times of the key elements, 10.12, 11.13 and 11.12 (10.13). At the input terminals 30, 31 of the filter 29, the voltage of the diagram 98 will act (after the time ti), the output voltage will again return to the nominal value. Thus, the output voltage remains stable when the input voltage varies within the specified limits from its minimum

5 значени до максимального. Процессы аналогичны во всех фазах А, В, С.5 values up to the maximum. The processes are similar in all phases A, B, C.

Если учесть внутренние потери в контуре протекани посто нного тока накопител 40, состо щие, например, из падений на0 пр жений на ключевых элементах 21-28, дополнительных демодул торов 19, 20, 42-45, то под действием этих потерь ток в накопителе 40 начнет уменьшатьс , уменьшитс сигнал с выхода преобразовател 46 сред5 него значени , и соответственно сигнал на выходе сумматора 47 станет положительным . Положительным станет и сигнал на выходе корректирующего усилител 49, что приведет к увеличению сигнала на первомIf we take into account the internal losses in the DC circuit of the accumulator 40, consisting, for example, of spikes on key elements 21-28, additional demodulators 19, 20, 42-45, then under the effect of these losses the current in the accumulator 40 will begin to decrease, the signal from the output of the converter 46 of the average value will decrease, and accordingly the signal at the output of the adder 47 will become positive. The signal at the output of the correction amplifier 49 will also become positive, which will lead to an increase in the signal at the first

0 входе 61 перемножител 56, что, в свою очередь , увеличит амплитуду синусоидального напр жени на неинвертирующем входе второго сумматора 55, что приведет к подаче управл ющего синусоидального напр 5 жени на вход модул тора 57 в фазе с напр жением сети. Под действием этого.си- нусоидального управл ющего сигнала алгоритм замыкани ключевых элементов 21-28 дополнительных демодул торов 19, 20 изменитс так, что на выходных выводах дополнительных демодул торов 19,20 по витс напр жение, усредненное значение которого изображено на фиг. 6 (диаграмма 112), Така трансформаци напр жени сети вл етс следствием модул ции коэффициента передачи дополнительных демодул торов 19, 20 (как по сн лось выше) синусоидальным сигналом с частотой напр жени сети. Аналогично в фазе В на до- полнительных демодул торах 42, 43 трансформируетс усредненное напр жение диаграммы 113, а в фазе С на дополнительных демодул торах 44, 45 - усредненное напр жение диаграммы 114. Суммарное напр жение диаграммы 111 всех дополнительных демодул торов будет посто нным по форме и приложитс к накопителю 40 в пол рности, увеличивающей его ток, уменьшившийс под действием внутренних потерь. Таким образом, осуществл етс стабилизаци тока накопител 40. Следует заметить, что усредненный ток, потребл емый от сети из каждой фазы, будет синусоидальным, потому что его форма будет определ тьс только формой управл ющего сигнала на управл ющем входе модул тора 57 и формой тока нагрузки. Так как при сделанных допущени х ток нагрузки синусоидален и форма сигнала на управл ющем входе модул тора 57 синусоидальна, то и усредненный ток в каждой из фаз А, В, С будет синусоидален и находитьс в фазе со своим напр жением. Аналогично будет отрабатыватьс уменьшение тока накопител 40 под действием уменьшени напр жени сети вниз от номинального значени . В этом случае ток, потребл емый от сети, будет возрастать, потому что кроме поступлени энергии в нагрузку часть энергии будет поступать в накопитель 40.0, input 61 of the multiplier 56, which, in turn, will increase the amplitude of the sinusoidal voltage at the non-inverting input of the second adder 55, which will cause the control sinusoidal voltage 5 to be applied to the input of the modulator 57 in phase with the network voltage. Under the action of this sinusoidal control signal, the algorithm for closing the key elements 21-28 of the additional demodulators 19, 20 is changed so that the output pins of the additional demodulators 19.20 show the voltage, the average value of which is shown in FIG. 6 (graph 112). Such a transformation of the network voltage is a consequence of the modulation of the transmission coefficient of the additional demodulators 19, 20 (as explained above) by a sinusoidal signal with the frequency of the network voltage. Similarly, in phase B, on additional demodulators 42, 43, the average voltage of the diagram 113 is transformed, and in phase C, on additional demodulators 44, 45 - the average voltage of the diagram 114. The total voltage of the diagram 111 of all additional demodulators will be constant in shape and applied to the drive 40 in polarity, increasing its current, diminished under the effect of internal losses. Thus, the current of the accumulator 40 is stabilized. It should be noted that the average current consumed from the mains from each phase will be sinusoidal, because its shape will be determined only by the shape of the control signal at the control input of the modulator 57 and the shape of the current load. Since, with the assumptions made, the load current is sinusoidal and the waveform at the control input of the modulator 57 is sinusoidal, the averaged current in each of the phases A, B, C will be sinusoidal and be in phase with its own voltage. Similarly, a reduction in the current of the accumulator 40 under the effect of reducing the network voltage down from the nominal value will be fulfilled. In this case, the current consumed from the network will increase, because in addition to the energy supplied to the load, part of the energy will be fed to the drive 40.

Если ток индуктивного накопител 40 станет больше номинального значени , например , под воздействием возросшего напр жени сети, то сигнал на выходе корректирующего усилител 49 станет отрицательным , сигнал на выходе перемножител 56 уменьшитс , фаза управл ющего сигнала на входе модул тора 57 проинвер- тируетс по фазе (относительно напр жени сети). Алгоритм переключени ключевых элементов 21-28 дополнительных демодул торов изменитс таким образом, что усредненное напр жение (диаграммы 112-114) на дополнительных демодул торах 19, 20, 42-45 всех фаз А, В. С, а соответственно и их суммарное напр жение диаг- рамм 111 сменит знак, что приведет к изменению знака напр жени на накопителе 40, а значит к уменьшению тока в нем.If the current of the inductive accumulator 40 becomes greater than the nominal value, for example, under the influence of an increased network voltage, the signal at the output of the correction amplifier 49 becomes negative, the signal at the output of multiplier 56 decreases, the phase of the control signal at the input of the modulator 57 is phase inverted (regarding network voltage). The switching algorithm of the key elements 21-28 of the additional demodulators changes in such a way that the average voltage (diagrams 112-114) on the additional demodulators 19, 20, 42-45 of all phases A, B. C, and accordingly their total voltage Diagram 111 will change the sign, which will lead to a change in the sign of the voltage on the drive 40, and hence to a decrease in the current in it.

Энерги из накопител 40 возвращаетс в сеть и поступает в нагрузку 34, что приводит к уменьшению тока в датчике 50 потребл емого тока. Это происходит за счетThe energy from the accumulator 40 is returned to the network and fed to the load 34, which leads to a decrease in the current in the sensor 50 of the current consumed. This is due to

5 изменени алгоритма переключени ключевых элементов 21-28 дополнительных демодул торов 19, 20, 42-45 под воздействием смены фазы управл ющего сигнала на входе модул тора 57. Энерги из накопител 405 changes in the switching algorithm of the key elements 21-28 of the additional demodulators 19, 20, 42-45 under the influence of a change in the phase of the control signal at the input of the modulator 57. Energy from the accumulator 40

0 в сеть и нагрузку 34 поступает благодар трансформаторной св зи дополнительных обмоток 17, 18 дополнительных демодул торов с обмотками первичной и вторичной 14,15 инвертора 4 и демодул тора 5. Анало5 гично во всех других фазах А, В, С.0 the network and the load 34 are supplied by the transformer connection of the additional windings 17, 18 of the additional demodulators with the windings of the primary and secondary 14.15 inverter 4 and the demodulator 5. Similarly in all other phases A, B, C.

Если нагрузка 34 становитс нелинейной , а ток в ней несинусоидальным, то устройство работает следующим образом. Пусть в качестве нелинейной нагрузки 34If the load 34 becomes non-linear and the current in it is non-sinusoidal, then the device operates as follows. Let as nonlinear load 34

0 будет выступать выпр митель с емкостным фильтром. Тогда на выходе такого выпр мител будет действовать напр жение диаграммы 103, а на его входе будет потребл тьс ток диаграммы 104. Дл упрощени 0 a rectifier with a capacitive filter will come up. Then, at the output of such a rectifier, the voltage of the diagram 103 will act, and the current of the diagram 104 will be consumed at its input. To simplify

5 рассуждений и выводов пренебрежем оп ть внутренними потер ми в стабилизаторе. При отсутствии дополнительных демодул торов 19, 20, 42-45 ток на входе устройства в датчике 50 потребл емого тока повто0 р л бы по форме ток диаграммы 104. Но несинусоидальный ток диаграммы 104 через датчик 51 тока нагрузки поступает на преобразователь 52 и преобразуетс в посто нное напр жение, величина которого5 reasoning and conclusions will be ignored again by internal losses in the stabilizer. In the absence of additional demodulators 19, 20, 42-45, the input current of the device in the sensor 50 of the consumed current replicates the current of the diagram 104 in shape. But the non-sinusoidal current of the diagram 104 through the sensor 51 of the load current goes to the converter 52 and converts to constant voltage

5 определ ет амплитуду синусоидального сигнала на выходе перемножител 56. Поэтому , если ток на входе (датчик 50 потребл - емого тока) начинает отличатьс от синусоидального, то на выходе второго сум0 матора 55, а значит и на входе модуп тора 57 формируетс сигнал (диаграмма 108), который формирует ток диаграммы 106, потребл емый дополнительными демодул торами 19, 20, 42-45, такой, что вместе с5 determines the amplitude of the sinusoidal signal at the output of the multiplier 56. Therefore, if the current at the input (sensor 50 of the consumed current) starts to differ from the sinusoidal, then the signal at the output of the second sum 55 of the modulator 57 is formed (chart 108), which forms the current of the diagram 106, consumed by additional demodulators 19, 20, 42-45, such that together with

5 несинусоидальным током (диаграмма 104) нагрузки 34 составл ют синусоидальный ток (диаграмма 105), потребл емый от сети. Это происходит за счет изменени алгоритма переключени ключевых элементов 210 28 в дополнительных демодул торах 19, 20, 42-45, которое осуществл етс в модул торе 57, за счет взаимодействи управл ющего сигнала диаграмма 108 и системы развертывающих и опорных напр жений5, a non-sinusoidal current (chart 104) of the load 34 constitutes a sinusoidal current (chart 105) consumed from the network. This is due to a change in the switching algorithm of the key elements 210 28 in additional demodulators 19, 20, 42-45, which is carried out in modulator 57, due to the interaction of the control signal diagram 108 and the system of sweep and reference voltages

5 диаграмма 107. Причем развертывающие пилообразные напр жени формируютс генератором 84 (фиг. 2) пилообразного на- , пр жени , а опорные - источниками 85-88 посто нных напр жений. Диаграммы 109 показывают, что дополнительные демодул торы 19, 20, 42-45 потребл ют импульсный ток, частота импульса определ етс задающим генератором 36 (фиг. 1) промежуточной частоты, высокое значение которой (10 - 20 кГц и более) позвол ет говорить об усредненных токах диаграммы 110, которые формируютс входным и выходным фильтрами 1, 29, предназначенными дл подавлени искажающих гармоник с частотой 10 - 30 кГц, что определ ет их малые массу и габариты . Необходимо заметить, что если нагрузка 34 носит реактивный характер, то предлагаемое устройство может осуществл ть ее компенсацию за счет формировани синусоидального управл ющего сигнала на управл ющем входе модул тора 57, сдвинутого по фазе на некоторый угол относительно фазы напр жени сети. Это будет справедливым и при одновременно нелинейной и реактивной нагрузке 34 так, например , как показано на диаграмме 104, из которой видно, что перва гармоника диаграммы тока 104 сдвинута относительно напр жени диаграммы 105.5, diagram 107. Moreover, the sweeping saw-tooth stresses are formed by the generator 84 (FIG. 2) of the saw-tooth on-line, the straps, and the reference ones by the sources 85-88 of the constant stresses. Diagrams 109 show that additional demodulators 19, 20, 42-45 consume pulsed current, the frequency of the pulse is determined by the master oscillator 36 (Fig. 1) of the intermediate frequency, a high value of which (10-20 kHz and more) The average currents of the diagram 110, which are formed by the input and output filters 1, 29, are designed to suppress distorting harmonics with a frequency of 10-30 kHz, which determines their small mass and dimensions. It should be noted that if the load 34 is of a reactive nature, then the proposed device can compensate for it by generating a sinusoidal control signal at the control input of the modulator 57, shifted in phase by some angle relative to the voltage phase of the network. This will also be true for a simultaneous nonlinear and reactive load 34, for example, as shown in diagram 104, from which it can be seen that the first harmonic of the current diagram 104 is shifted relative to the voltage of diagram 105.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор переменного напр жени дл нелинейной нагрузки позвол ет потребл ть от сети только синусоидальный ток, фаза которого совпадает с фазой напр жени сети. Собственно нагрузка может потребл ть как несинусоидальный, так и реактивный ток. Предлагаема реализаци устройства позвол ет повысить электромагнитную совместимость нагрузки с сетью, так как от сети всегда потребл етс синусоидальный ток и соответственно коэффициент мощности, так как от сети будет потребл тьс всегда только активна составл юща тока.Thus, the proposed AC voltage regulator for non-linear loads allows only a sinusoidal current to be drawn from the network, the phase of which coincides with the phase of the network voltage. Actually, the load can consume both non-sinusoidal and reactive current. The proposed implementation of the device makes it possible to increase the electromagnetic compatibility of the load with the network, since a sinusoidal current and, accordingly, a power factor are always consumed from the network, since only the active component of the current will be consumed from the network.

В качестве накопител энергии можно использовать и двигатель посто нного тока последовательного возбуждени и с маховиком 67 и датчиком 68 скорости. Выход датчика 68, в качестве которого может быть использован тахогенератор, должен быть соединен с датчиком 41 тока. В системе будет осуществл тьс стабилизаци скорости вращени двигател 65, котора аналогично току в дросселе определ ет энергию, запасенную в накопителе. Использование двигател с маховиком целесообразно в том случае, если удельна энерги , запасенна в единице объема или массы двигател , больше удельной энергии, запасенной в единице объема или массы дроссел , причем в качестве последнего может быть применен сверхпровод щий индуктивный накопитель и в этом случае возможно достижение высокого КПД.As an energy storage device, it is possible to use both a direct current motor of sequential excitation and with a flywheel 67 and a speed sensor 68. The output of the sensor 68, which can be used as a tachogenerator, must be connected to the sensor 41 current. The system will stabilize the rotational speed of the motor 65, which, like the current in the throttle, determines the energy stored in the accumulator. Using a motor with a flywheel is advisable if the specific energy stored per unit volume or mass of the engine is greater than the specific energy stored per unit volume or mass of the throttles, and the superconducting inductive drive can be used as the latter and in this case it is possible to achieve high efficiency.

В контур тока накопител 40 можно включить дополнительный источник 69In the circuit of the drive 40, you can include an additional source 69

энергии, например солнечную батарею. В этом случае все процессы и показатели системы будут аналогичны, но у системы по витс новое качество, заключающенес вenergy, such as solar panels. In this case, all the processes and indicators of the system will be similar, but the system will have a new quality, consisting in

бесперебойности питани нелинейной нагрузки . Но при этом необходимо, чтобы узел 63 согласовани мог бы выдавать синусоидальное напр жение с частотой сети и при аварии последней, т. е. был бы выполнен вuninterrupted power supply of nonlinear load. But at the same time, it is necessary that the node 63 of the coordination could produce a sinusoidal voltage with the frequency of the network and in the event of an accident of the latter, i.e.

виде генератора, способного синхронизироватьс сетью или работать в автономном режиме.as a generator capable of being synchronized by the network or working offline.

Claims

1. Stabilized AC-to-AC converter for non-linear load, containing an input filter, the input terminals of which form the terminals for connecting the network, and its output terminals are connected to the input of the regulator formed from serially connected output terminals of the demodulator and input terminals of the inverter, each of which is made on

the key elements, while the output pins of the inverter and the input pins of the demodulator are connected respectively to the primary and secondary windings of the high-frequency transformer having

additional windings connected to the inputs of additional demodulators on controlled key elements, output filter whose input terminals are connected in parallel to the input terminals

the inverter, and its output terminals form terminals for connecting the load, a control unit consisting of a master oscillator, output connected to the first inputs of two phase-shifting nodes and a node

feedback, the input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output to the second inputs of the phase-shifting nodes, while the outputs of the master oscillator and both phase-shifting nodes

connected to the control inputs of the key elements of the inverter and demodulator, characterized in that, in order to increase the electromagnetic compatibility by improving the form of current consumed from the network and increasing the power factor in the m-phase variant (t 2) of the device, energy storage is introduced , the first current sensor, which are included in the circuit from series connected m p additional demodulators of all phases, average current to voltage converter, adder, reference voltage source, correcting an amplifier whose input is connected to

the output of the adder, to the inverting input of which the output of the average current-voltage converter is connected, the input connected to the output of the first current sensor, to the non-inverting input of the adder is connected an input voltage source, and a current sensor, current sensor load, current value converter, control unit for additional demodulators, including first and second adders, signal multiplier and modulator, the outputs of which are connected Here, the first inputs of the first adders of all phases are connected to the output of the corresponding converter of the effective current value, the input of which is connected to the nonlinear load current sensor, and the second inputs of the first adders are combined and connected to the output corrective amplifier, while the output of the first adder is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the terminals via a matching node

for connecting a nonlinear load, and its output is connected to the non-inverting input of the second adder, the inverting input of which is connected to the sensor of the consumed current, and the output to the information input of the modulator, the synchronizing input of which is connected to the output of the master oscillator.

2. Pop-up converter 1, characterized in that, in order to reduce weight and dimensions, the input terminals of a direct current motor of sequential excitation are connected in series with the flywheel and a speed sensor, the output of which is connected to the auxiliary input of the first current sensor.

3. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to ensure uninterrupted power supply of a non-linear load, an additional source of energy is switched on in series with the energy storage device, and the matching node is designed as a sinusoidal voltage generator synchronized with the network voltage.

jrfffif.)

K20 (1.4)

FIG. 2

about p

04

"about

. $