SU1411964A2 - Способ коммутации индуктивной нагрузки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силовой коммутационной технике и может быть использовано в инверторах электроприводов посто нного и переменного тока. Цель изобретени  - повышение надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке. Устройство, реализующее способ, содержит промежуточную коммутационную цепь 4, имеющую ключ 5 переменного тока и дроссель 6, источник 7 питани , датчики 8.1 и 8.2 тока, блоки 9.1 и 9.2 управлени  ключами (К) 1.1, К2, состо щие из элементов 10.1 и 10.2 совпадени . Устройство позвол ет после подачи сигнала управлени  на вход ключа 5 переменного тока формировать пробный импульс тока, задержанный по времени, ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно пропорщ-юнально от напр жени  на полностью управл емом ключе (К) 1. Полученный пробный импульс тока подают на очередной включающейс  К 1.1

Description

К

4:i

114

Изобретение относитс  к силовой I коммутационной технике, может быть использовано в инверторах электроприводов посто нного и переменного тока, построенных на силовых транзисторах, работающих в режиме широтно-импульс- ной модул ции, и  вл етс  усосершен- ствованием изобретени  по авт. св. № 1176448.

Цель изобретени  - Повышение надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства .

0

5

уменьшилось до величины, меньшей напр жени  уставки (4-6 В), элемент 10.1 совпадени , на входы которого поступают информаци  о величине напр жени  на ключе 1 . 1 и входной управл ю1икй импульс, вырабатывает сигнал на включение ключа 1,1.

Ключ 1 .1 остаетс  при этом включенным до момента окончани  входного управл ющего импульса или до момента, когда под действием перегрузки напр жение на нем превысит напр жение уставки. В режиме холостого хода дл  включающегос  ключа 1,1, что имеет место при выключении ранее нагруженного ключа 1,2, изменение потенциала на вькоде устройства.происходит за счет тока нагрузки, и элемент 10.1

Устройство коммутации содержит пол-20 совпадени  может выработать сигнал на ностью управл емые ключи 1.1 и 1.2 по- включение ключа 1.1 еще до формиро- сто нного тока (фиг. 1), зашунтирован- вани  пробного импульса управлени  ные обратными замыкающими диодами 2,1формирователем 11.1. Это не приводит

и 2.2 и конденсаторами 3.1 и 3.2, про- к какому-либо нарушению работы уст- ежуточную коммутационную цепь 4, ко-25 ройства. Ток нагрузки в этом случае

тора  состоит из ключа 5 переменного тока и дроссел  6, источник 7 дополнительного питани , датчики 8.1 и 8.2 тока, блоки 9.1 и 9.2 управлени  ключами 1.1 и 1.2, на которые поступают входные управл ющие импульсы, а также информа1}и  о величине напр жени  на ключе с выходной шины устройства.

Блоки 9.1 и 9.2 управлени  содержат элементы 10.1 и 10.2 совпадени , на входы которых поступают управл ющие сигналы и сигналы о величине напр жени  на ключах 1.1 и 1.2, и фор- рователи 11.1 и 11.2 сигналов пробных импульсов тока, на входы которых поступают управл юшдй сигнал и информаци  о напр жении на ключе 5, шины 12 и 13 питани , выходную шину 14.

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в том, что после поступлени  сигнала управлени  на вход ключа 5 переменного тока и вход блока управлени , например 9.1 ключа 1.1, в формирователе 11,1 с задержкой по времени формируетс  ограниченный по длительности несколькими микросекундами и завис щий по величине обратно пропорцинально от напр жени  на включаемом ключе 1.1 сигнал пробного.импульса тока, который поступает на вход управлени  ключа 1,1.

Если под действием коммутационной цепи 4 и пробного сигнала через включаемый ключ 1.1 наирлжение на нем

5

30

,f.

5

0

5

протекает через замыкаюш 1й диод 2,1, шунтирующий ключ 1,1,

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следуюшдм образом . .

Пусть в рабочем режиме ток нагрузки протекает по замыкающему диоду 2.2,

В момент t (фиг. 2а) приходит управл ющий сигнал на вход блока 9.1, поступа  одновременно на входы формировател  11.1, элемента 10.1 совпадени , ключа 1.1 и вход ключа 5 переменного тока (фиг, 26). Если в качестве ключа 5 переменного тока использованы тиристоры, сигнал на включение может быть коротким (показано пунктирной линией). С приходом управл ющего сигнала и включением ключа 5 переменного тока начинаютс  нарастание тока в дросселе 6 (фиг. 2 г) и убывание тока через замыкаюш ий диод 2.2 (фиг. 2д) . В момент ток нагрузки в диоде 2.2 полностью скомпенсирован нарастающим током дроссел  6. С момента времени t ток в диоде 2.2 мен ет направление на противоположное (идет рассасывание зар да в диоде) и нарастает до момента t 2 - до момента рассасывани  зар да у границы перехода в базе диода 2.2 (фиг. 2д). С этого момента начинаетс  изменение потенциала на выходной шине 14 (фиг. 2ж) и одновременно продолжаетс  нарастание тока в дроссе3 ,

ле 6 за счет перезар да шунтирующих конденсаторов 3.1 и 3.2. Максимальна  величина тока в дросселе 6 приходитс  на момент времени tg, когда напр жение на выходной шине 14 становитс  равным полусумме;.напр жений на шинах 12 и 13, а на дросселе 6 - равным нулю.

Через задержку времени tp-t по в- л етс  пробный импульс управлени  (фиг. 2в), напр жение на ключе 1.1 (фиг.,2д) уменьшаетс , становитс  меньше напр жени  уставки, на выходе элемента 10.1 совпадени  (фиг. 2з) вырабатываетс  посто нный управл ющий импульс, и ключ включаетс  полностью . В момент времени t.. ток дроссел  6 уменьшаетс  до нул . На диаграмме тока ключа 1.1 (фиг. 2и) в npo межуток времени заметно снижение тока, обусловленное изменением тока дроссел  в этот промежуток времени . Далее следуют окончание управл ющего импульса (t), рассасывание зар да в ключе 1.1 (), уменьшение тока через ключ 1.1 () и увеличение потенциала на ключе 1.1 до величины напр жени  питани  (),

Момент пуска отличаетс  от рабоче- го режима тем, что в начальный момент Напр жение на выходной шине 14 равно полусумме питающих напр жений на шинах 12 и 13, а напр жение на дросселе 6 и на ключе 5 равно нулю, т.е. в момент пуска при нулевом токе нагрузки коммутационна  цепь 4 не срабатывает .

Изменение потенциала на шине 14 происходит за счет пробных импульсов, в течение действи  которых напр жение на ключе уменьшаетс  до напр жени  уставки, и ключ 1.1 включаетс  полностью .

Q Q 5

о

5

0

964

Этим обеспечиваетс  четка  коммутаци  в любом режиме работы.

В режиме перегрузки напр жение на ключе 1.1 увеличиваетс , и последний выключаетс , поскольку напр жение уставки в устройстве имеет небольшую величину (4-6 В), что обеспечивает одновременно и уменьшение потерь при коммутации, так как уменьшение напр жени  до величины напр жени  уставки в большинстве рабочих режимов происходит еще до прихода пробного импульса .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ коммутации индуктивной нагрузки по авт. св. № 1176448, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности коммутации при одновременном уменьшении импульсной мощности при перегрузке, после подачи сигнала управлени  на вход ключа переменного тока промежуточной коммутационной цепи формируют с задержкой по времени ограниченный по длительности и зависимый по величине обратно-пропорционально от напр жени  на полностью управл емом ключе пробный импульс тока, подают пробный импульс тока на очередной включающийс  полностью управл емый ключ, открывают данный ключ на полную длительность сигнала управлени , если до подачи или в процессе действи  пробного импульса т.ока напр жение на полностью управл емом ключе уменьшилось до напр жени  уставки, и закрывают данный ключ до окончани  сигнала управлени , если напр жение на полностью управл емом ключе в процессе действи  пробного импульса тока не уменьшилось до величины напр жени  уставки из-за перегрузки.