SU1019421A1 - Трехфазный стабилизированный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

ТРЕХФАЗНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАНEbSl ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий питактшй трансформатор, первична  обмотка которого пофазно соединена с вторичной обмоткой инверторного трансформатора, а к вторичной обМотке питающего трансформатора подключен неуправл емый выпр митель, к выходу которого подсоединен вход инвертора и, через сумматор и блок инвертировани  сигнала управлени , вход систекв управлени  инвертором, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, повышени  коэффициента стабилизации и улучшени  технико-экономических показателей, в фазу инвертора включен дополнительно введенный датчик тока, выход которого через дополнительно введенные второй выпр митель и пороговый элемент подключен к управл ющем входам дополнительно введенных двух ключей, выполненных на транзисторах с разными типами проводимости, и к дополнительно введенному аналоговому запоминающему устройству, а выходы обоих ключей через диод подсоединены к входу систеь« управлени  инвертором, а через резистор - к оСйцей шине rfjpeобразовател , при этом вход первого ключа подключен к положительному выводу дополнительно введенного источника смещени , а вход второго через дополнительно введенные аналоговое запоминающее устройство и усилитель подсоединен к входу системы управлени  инверторам.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь зовано в качестве стабилизированного источника посто нного тока, нагружаемого на резкопеременные нагру ки и питающегос  от сети со значительными кратковременными провалами (всплесками) напр жени . Известны трехфазные стабилизированные преобразователи переменного напр жени  в посто нное, содержащие в качестве регулирующего органа управл емый выпр митель fl Недостатком указанных преобразователей  вл етс  низкое качество выпр мленного напр жени  и небольшой коэффициент мощности из-за большого установочного угла управлени . При .обеспечении коэффициента пульсаций в пределах 1-2% с помощью сглаживающих фильтров существенно ухудшаютс  динамические показатели преобразователей . Известны также трехфазные стабили зированные преобразователи переменного напр жени  в посто нное, в которых регулирующий орган - встречнопараллельно включенные тиристоры установлен в фазах цепи переменного тока {2 . Недостатки данных преобразователе этого типа такие же, как и преобразо вателей с использованием в качестве регулирующего органа управл емых многофазных выпр мителей. Известны также трехфазные стабили зированные преобразователи переменного напр жени  в посто нное, в кото рых в качестве регулирующего органа используетс  широтно-импульсный преобразователь , установленный после не управл емого выпр мител  З}. Недостатком таких преобразовател  вл етс  высокий уровень -трудноустранимых высокочастотных помех, генерируемых широтно-импульсным преобразователем в питающую сеть. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  трехфазный стабилизированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий питаю щий трансформатор, первична  обмотк которого пофазно соединена с вторич ной обмоткой инверторного трансформатора , а к вторичной обмотке питаю дего трансформатора подключен неуправл ег ий выпр  штель, к выходу кот рого присоединен вход инвертора и, через сумматор и блок инвертировани сигнала управлени , вход системы управлени  инвертором J. Недостатком известного преобразо вател   вл етс  ограниченный диапазон регулировани  фазы напр жени  инвертора по отношению к фазе напр  жени  питающего трансформатора. Это снижает надежность преобразовател  из-за возможного опрокидывани  инвертора , приводит к снижению коэффициента стабилизации и ухудшению технико-экономических показателей всей установки. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, повышение коэффициента стабилизации и улучшение технико-экономических показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трехфазном стабилизированном преобразователе переменного напр жени  в посто нное, содержащем питающий трансформатор, первична  обмотка которого пофазно соединена с вторичной обмоткой инверторного трансформатора, а к вторичной обмотке питающего трансформатора подключен неуправл ющий выпр митель, к выходу которого подсоединен вход инвертора и, через сумматор и блок инвертировани  сигнала управлени , вход системы управлени  инвертором, в фазу инвертора включен дополнительно введенный датчик тока, выход которого через дополнительно введенные второй выпр митель и пороговый элемент подключен к управл ющим входам дополнительно введенных двух ключей, выполненных на транзисторах с разными типами проводимости, и к дополнительно введенному аналоговому запоминающему устройству, а выходы обоих ключей через диод подсоединены к входу системы управлени  инвертором , а через резистор - к общей шине преобразовател , при этом вход первого ключа подключен к положительному выводу дополнительно введенного источника смещени , а вход второго через дополнительно введенные аналоговое запоминающее устройство и усилитель подсоединен к входу систе г управлени  инвертором. На чертеже представлена схема трехфазного стабилизированного преобразовател  переменного напр жени  в посто нное . Преобразователь содержит питающий трансформатор 1, многофазный силовой неуправл емый выпр митель 2, инверторный трансформатор 3, датчик 4 тока, инвертор 5, систему 6 управлени  инвертором, маломощный выпр митель 7, пороговый элемент 8, ключи 9 и 10, диод 11, резистор 12, блок 13 инвертировани  сигнала управлени , сумматор 14, усилитель 15, аналоговое запоминаквдее устройство 1б. Устройство работает следующим образом. Фазное напр жение сети } подводитс  к первичной обмотке W, питающего трансформатора 1 и последовательно соединенной с ней вторичной обмотке W2P инверторного трансформатора 3 с напр жением УЙ Снимаемое с первичной обмотки питающего трансформатора 1 напр жение Ug подаетс  через вторичную обмотку Wjj, питающего трансформатора на неуправл екий выпр митель 2 и определ етс  как геометрическа  сумма напр жений сети Uj и инвертора U

+2U,Uc cos 6

и

где В - УГОЛ между напр жени ми

Uc и UH.

Инвертор 5 может питатьс  как с выхода выпр мител  2, так и от отдельного источника. Фазовый угол G между напр жени ми Uc и U, уста:навливаетс  системой управлени  инвертором 6 в зависимости от разности между опорным напр жением Ugfj и выходным напр жением преобразовател  и, устанавливаемой сумматором 14. При увеличении напр жени  Ujj за счет уменьшени  нагрузки или увеличени  напр жени  питающей сети увеличиваетс  напр жение, подводимое через блок инвертировани  сигнала 13 управлени  к системе.6 управлени  инвертором и возрастает угол 6, благодар  чему U уменьшаетс  до исходной величины.

При значительных всплесках питающего напр жени  U, характерных дл  автономных энергосистем, угол 6 может возрасти до таких величин, когда инвертор 5 может перейти в выпр мительный режим, вследствие чего на выходе преобразовател  произойдет короткое замыкание и схема потер ет работоспособность. Дл  устранени  такого  влени  необходимо ограничивать максимально возможный угол В граничным значением В..; Однако величина зависит от р да факторов - нагрузки преобразовател , соотношени  между напр жени ми сети и инвертора и т.д. и измн етс  в диапазоне 90° Врр$180°.

С другой стороны, чем больше диапазон изменени  В, тем выше коэффициент стабилизации напр жени  Uj и меньше установленна  мощность инвертора и всего преобразовател  в целом. Поэтому при ограничении В значением соответственно возрастут технико-экономические показател преобразовател  и снизитс  качество выходного напр жени .

Схема позвол ет, с одной стороны регулировать величину Врр в зависимости от режима работы установки, с другой - автоматически ограничивает этот угол в случае аварийных режимов работы.

Датчик 4 тока контролирует ток инвертора. Сигнал датчика 4 выпр мл етс  маломощным выпр мителем 7 и подаетс  на пороговый элемент 8. Если сигнал датчика превышает пороговый уровень срабатывани  элемента 8, то последний создает на выходе высокий потенциал напр жени . Этот потенциал прикладываетс  к входам ключей 9 и 10. При этом ключи 9 и 10 выполн ютс  таким образом, чтобы при выЛэком прикладываемом потенциале ключ 9 находилс  в открытом состо нии, а ключ 10 - в закрытом .

10 Такое выполнение ключей возможно на транзисторах разных типов проводимости с соответствующим выбором , рабочих точек или даже на одном электромагнитном реле с группой замыкающих и группой размыкающих контактов. При открытом ключе 9 и закрытом ключе 10 напр жение смещени  поступает на катод диода 11 и поддерживает его в закрытом состо нии, благодар  чему режим стабилизации выходного напр жени  преобразовател  V . осуществл етс  так, если бы датчик тока 4 отсутствовал. В случае резкого увеличени  питающего напр жени  или 5 уменьшени  нагрузки преобразовател  угол В возрастает до значений, при которых ток инвертора снижаетс  практически до нул  и он может пе-. рейти в выпр мительный режим.

При уменьшении тока инвертора

0 до уровн , определ ющего режим, близкий к холостому ходу инвертора, сигнал, подаваемый с датчика 4 на пороговый элемент, снижаетс  до величины, при которой пороговый

5 элемент 8 переходит в противоположное состо ние. На его выходе создаетс  низкий потенциал, который, прикладыва сь к входам ключей 9 .и 10, измен ет их состо ние. В результате ключ 9 запираетс , а ключ 10 отпираетс . Одновременно с выхода 8 низкий потенциал подаетс  на аналоговое запоминающее устройство (АЗУ) . На АЗУ также подаетс  сигнал, снимаемый с выхода блока 13 через усилитель 15. В момент подачи на вход АЗУ 16 низкого пртенциала с выхода элемента 8, аналоговый сигнал блока 13 и АЗУ запоминаетс  и одновременно прикладываетс  через

0 открытый ключ 10 к катоду диода 11. Врем  запоминани  АЗУ выбираетс  из. услови  максимальной длительности предварительного режима работы преоб . разовател , определ емого по максимальному времени всплеска питающего напр жени  при минимальной нагрузке последнего. Дл  автономных систем обычно это врем  не превышает 2-3 с. При открытом ключе 10 инвертор

0 будет работать в режиме, близком к холостому ходу, и любое дальнейшее уменьшение Uj приведет к открыванию диода 11 и ограничению напр жени , подаваемого на блок 6. В результате

5 не будет происходить возрастание 101 угла в, инвертор не с1вЬжет перейти в вцпр мительный режим и схема оста нетс  работоспособной. При исчеэновении провала питающего напр жени  или снижении нагрузки сигнал рассогласовани , подаваемый на узел 6, уменьшитЬ , уменьшитс  угол В и преобразователь выйдет из предварительного режима работы, а на выходе элемента 8 по витс  высокий потенциал. Применение описанного устройства позвол ет более точно использовать.. диапазон регулировани  угла В. Это, в свою очередь, {расшир ет диапазон 1 изменени  величины выхо;:|ного напр  женин преобразовател  U|, что дает возможность повысить коэффициент стабилизации . Более полное использование диапазона регулировани  угла S позвол ет при проектировании умвньшить величину выходного напр жени  инвертора, его мощность, следовательно ,технико-экономические показатели всего преобразовател . | Контроль за предаварийным состо нием повышает надежность преобразонательной установки.

Claims (1)

1. ТРЕХФАЭНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАН

   НЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий питающий трансформатор, первичная обмотка которого пофазно соединена с вторичной обмоткой инверторного трансформатора, а к вторичной обмотке питающего трансформатора подключен неуправляемей выпрямитель, к выходу которого подсоединен вход инвертора и, через сумматор и блок инвертирования сигнала управления, вход система управления инвертором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, повышения коэффициента стабилизации и улучшения технико-экономических показателей, в фазу инвертора включен дополнительно введенный датчик тока, выход которого через дополнительно введенные второй выпрямитель и пороговый элемент подключен к управляющим входам дополнительно введенных двух ключей, выполненных на транзисторах с разными типами проводимости, и к дополнительно введенному аналоговому запоминающему устройству, а выходы обоих ключей через диод подсоединены к входу система управления инвертором, а через резистор - к общей шине г?реобразователя, при этом вход первого ключа подключен к положительному выводу дополнительно введенного источника смещения, а вход второго через дополнительно введенные аналоговое запоминающее устройство и усилитель подсоединен к входу системы управления инвертором.