Устройство формирования -фазной системы напряжений

Устройство формирования -фазной системы напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социвлистим вских

Республик

ОПЙ

ИЗОБ

1/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по донам изобретений и открытий

88. 8) (72) Авторы изобретении

Г. Г. Жемеров, В. И. Ильюхин, И. Л. Коляндр, С. В. Петров и О,. Б. Тальянский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ % -ФАЗНОЙ СИСТЕМЫ

НАПРЯЖЕНИЙ

10 (61) Дополнительно (22) Заявлено26. 02 с присоединением (23) Приоритет (43) ОпубликованоО (45) Дата опублик

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для управления вентильными преобразователями и может быть использовано в различных электротехнических установках как источник 5

Л3 — фазного симметричного напряжения, в частности B полупроводниковых пт — фазных преобразователях частоты с непосредственной связью.

Известны устройства формирования rn— фазной системы напряжений (1, 2, 3, 41,К недостаткам этих устройств следует отнести наличие асимметрии выходных напряжений по фазам, что приводит к неравномер- 15 ной нагрузке тиристорных преобразователей, а следовательно, исключает их применение в тт1- фазных системах автоматического регулирования,- применение большого числа намоточных изделий ведет к значительному 20 рассеиванию полезной мощности, возрастанию внутренних потерь из-за вихревых токов, потерь на гистерезис и других факторов; работу в узком диапазоне частот, что обусловлено применением трансформаторов; 25 неоднородность гармонического состава изза значительного уровня гармоник.

Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого устройства является многофазный статический преобразователь (Ц, Устройство содержит преобразователь

"напряжение-частота", функцию которого выполняет генератор стандартной частоты, кольцевой счетчик импульсов, дешифратор (логическая схема) и формирователи по числу фаз, функцию которых выполняют инвер торы. В устройстве применен междуфазный трансформатор, назначение которого — обеспечить строго опрецеленное соотношение амплитуд, фаз и длительность импульсов, что снижает асимметрию выходного напряжения. Устройство предусматривает включение фильтров для устранения гармоник выс щего порядка, которые могут возникнуть на его выходе. Упомянутые инверторы L

Однако в этом устройстве при нагреве обмоток трансформатора может произойти нарушение баланса фаз на выходе статического преобразователя, что приводит к асим

546068 метрии выходного напряжения; применение большого числа намоточных изделий обуславливает возрастание внутренних потерь и уменьшение к.п.д.

Цель изобретения — повышение симметрии $ выходного напряжения увеличение к.п.д. за счет снижения внутренних потерь.

Поставленная цель достигается тем, что устройство формирования ступенчатого си10 нусоидального напряжения, содержащее преобразователь "напряжение-частота", счетчик импульсов, дешифратор и формирователи по числу фаз, снабжено дополнительным счетчиком, дополнительным дешифратором, триггерами по количеству фаз формируемсго напряжения и дополнительными ключами, количество которых определяется фазностью формируемого напряжения, причем выход каждого формирователя подключен к суммирующей точке каждой фазы через соответствующие дополнительные ключи, цепи управления которых связаны с дополнительным дешифратором, управляющим также через соответствующие триггеры дополнительными выходными ключами, а выход дополнительного дешифратора связан со счетчиком через дополнительный счетчик.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма состояний элементов устройства для трехфазной системы напряжений.

Устройство формирования rn — фазной системы напряжений содержит преобразова» тель "напряжение-частота" (ПНЧ), выход которого соединен со входом счетчика Cr

Выход счетчика Cr, через дешифраторВШ, имеющий число выходов 1 — » определяюших число ступеней цля аппроксимации синусоиды на участке ,>

Количество формирователей равно числу фаз.

Выход первого формирователя Ф« подклю- 45 чен к суммирующим точкам A, B, Е, 1 — m фаз соответственно через ключи 1 кл«, 2 кл«... (N -1) кл«, П1кл, где (здесь и далее) первая цифра (символ) — номер фазы, а вторая цифра (симвоЛ) я) — порядковый номер формирователя.

Выход второго формирователя Ф2 подключен к суммирующим точкам А, В, С,... 9, Z, через ключи 1 кл2, 2 кл ... (m-1) кл кл.> соответственно. Выход (»г -1)- 55

ro формирователя Ф»»» «подключен к суммирующим точкам A В, С,... 9, К, соответственно через ключи 1 кл, („„

2кл. „„ q) ... »1 KTI(g), И наконец, выход ж -го формирователя Ф заведен к суммирующим 0 точкам А, В, ... g, Я, соответственноче»рез ключи 1 кл„„, 2 кл,„... (m -1) кл, N кл„. При необходимости получения двухполупериодного напряжения к суммирующим точкам А, В ... 9» Я подсоединяются инверторы И«, И ... H(m «), И, соответственно через пары ключей К« -К, К -К, .. . ° ° К(2»»-y) <(2r»»-2)» K(2m-() К2 m дый из rO — выходов дешифратора jIIU> подключен к управляющей цепи соответствующего ключа 1 кл« вЂ” m кл „в каждой фазе устройства. Вход дешифратора gIII2 соединен со счетчиком Cr < подключенным к счетчику Er, . дешифратор Dill> каждым из в — выходов подключен также к счетным входам соответствуюших триггеров

Т« — Trr», Выход "1" триггера Т«. включен в управляющую цепь ключа К, а выход

"0" триггера Т« — в управляюшую цепь ключа К первой фазы. Выход "1" триггера

Т> включен в управляющую цепь ключа

К>, а выход "0" триггера T2 — в управляющую цепь ключа К4 второй фазы. Выход

"1" триггера T(m «) подключен к управлякг. шей цепи ключа K(2m 2)(т -1)-ой фазы. И наконец, выход "1" триггера Тп» подключен к управляющей цепи ключа K(2m «)» а выход

"0" триггера T — к управляющей цепи ключа К2„N-ой фазы.

С выхода преобразователя ПНЧ импульсы с частотой « поступают на вход счетчика Or„, количество состояний которого определяется числом ступеней, которым аппроксимируется участок синусоиды на интервале« /щ . С выхода счетчика Lr« через дешифратор ДШ«сигналы поступают на входы формирователей Ф« — Фщ, на которые поступает также напряжение И, величина которого определяет амплитуду выходного напряжения устройства. Каждый из формирователей Ф« — Ф,д вырабатывает свой участок полуволны ступенчатого напряжения длительностью (r«« и с частотой « /rr

Формирователь Ф« — на интервале 0 -: ft/N формирователь Ф 2 — на интервале%/m- . 2«r»rr»»; ., формирователь Ф(д q) — на интервале (m-2iq (: )1 и формирователь Фд,— на интервале(» «)П вЂ”: Й . Указанные

ГП участки полуволны ступенчатого напряжений с выходов всех формирователей Ф« —, Фщ подаются на входы всех суммирующих точек

А, В,... 9, Я, через соответствующие ключи 1 кл 1 — m кл rn в заданной последовательности, которая обеспечивается порядком подачи управляющего сигнала с вы» ходов 1-; Ф дешифратора QIII< к этим ключам. На каждый из выходов устройства с суммирующих точек А, В,... JJ, Я подается прямое и инвертированное напря546068 жение через соответствующие пары ключей

K K K4 " Крап-() K инверторы И вЂ” Ищ. Указанные пары ключей управляются соответствующими выходами l — m дешифратора ДШ через триггеры Т вЂ” Т,„. Частота напряжения на выходе триггеров Т1 — Т,п равна У/2m л, а сигналы сдвинуты на угол, кратный %Im.

Таким образом, на выходе каждой из мфаз устройства формируется двухполярное ц) ступенчатое напряжение, аппроксимирующее синусоидальное. Фазовый сдвиг между напряжениями кратен а(щ частота напряжения 2я>

Предложенное устройство формирования

TTL — фазной системы напряжений обеспечивает возможность получения синусоиды напряжения на выходе каждой фазы из одних и тех же аппроксимированных участков 20 полуволны. Благодаря этому достигается высокая степень стабильной симметрии гл фазной системы напряжений, на которую искажения, возникающие в процессе формиро вания напряжения, не будут оказывать никакого влияния. При этом обеспечивается возможность использования предложенного устройства в системах автоматического регулирования. Кроме того, благодаря отсутствию намоточных изделий значительно снижены внутренние потери, величины которых на электронных компонентах значительно мень ше, чем в трансформаторах. При этом достигается значительное увеличение к.п.д. преобразователя. Отсутствие трансформаторов улучшает также гармонический состав выходного напряжения, приводит к устранению гармоник высшего порядка. Это. в свою очередь, освобождает от необходимости применения на выходе фильтров.

Формула изобретения

Устройство формирования m — фазной системы напряжений, содержащее преобразователь "напряжение-частота", счетчик импульсов, дешифратор и формирователи по числу фаз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения симметрии выходчого напряжения и к.п.д., оно снабжено дополнительным счетчиком, дополнительным дешифратором, триггерами по количеству фаз формируемого напряжения и дополнительными ключами, количество которых определяется фазностью формируемого напряжения причем выход каждого формирователя подключен к суммирующей точке каждой фазы через соответствующие дополнительные ключи, цепи управления которых связаны о дополнительным дешифратором, управляющие также через соответствующие триггеры дополнительными выходными ключами, а вход дополнительного дешифратора связан со счетчиком через дополнительный счетчнк.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3448366 кл. 3215, 1969 г. "Многофазный статический ripeобразователь" — прототип.

2. Патент Великобритании № 114940б, кл. Н 2 F, 1969 r.

3. Патент Франции № 138803,кл. Н

02 п, 1965 г.

4. Авторское свидетельство № 388344, кл. Н 02 р 13/16, 1973 г.

546068

Г/3 zrll3 а

Bbó. /7Í

Юих. 9 1

В ах. Р2

Вих. Р

1lrzу т. А

7- C

5 сл ю

Si rz(yt5i n(Lot

Составитель E. Жданов

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор В. Салка

Заказ 240/2 Тираж 899 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4