РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1. Регулируемый стабилизатор переменного напряжения, действующий по принципу широтной модуляции (pulse width modulation, PWM), содержащий регулятор напряжения нагрузки, регулятор сетевого тока, блок синхронизации, блок модуляции, датчики токов и напряжений, отличающийся тем, что:
- при однофазном исполнении упомянутого стабилизатора он составляется из шести транзисторов (IGBT или MOSFET) с обратными диодами, соединенных в трехфазную мостовую схему, полюсы постоянного напряжения которой присоединены к конденсатору постоянного напряжения, а три полюса переменного напряжения присоединяются через обмотки сглаживающего дросселя следующим образом:
- первый полюс к фазному вводу сети переменного напряжения;
- второй полюс к фазному вводу нагрузки (потребителя);
- третий полюс к общей нейтрали сети переменного напряжения и нагрузки;
ввод сети переменного напряжения и ввод переменного напряжения нагрузки шунтируются каждый конденсатором переменного напряжения;
- в систему управления PWM-конвертора в дополнение к неспецифическим (стандартным) блокам управления введены два специфических блока:
а) блок rpr распределения напряжений, который получает на своем входе реферирующие (опорные, задающие) уровни напряжений нагрузочной vgrf(t) и сетевой vsrf(t) стороны и вычисляет референции vrf0, vrf1, vrf2, которые поступают в модулятор, вырабатывающий широтно-модулированные переключательные функции; блок rpr определяет наибольшую по модулю из двух переменных vgrf(t) и vsrf(t), переменной vrf0 присваивается половина полученного значения, далее вычисляются оставшиеся две переменные: vrf1=vsrf-vrf0 и vrf2=vgrf-vrf1;
2
б) блок regds управления PWM-выпрямителем, построенный в виде двухконтурной системы подчиненного регулирования; в качестве подчиненного регулятора действует регулятор regis сетевого тока is, действующий по синусоидальному заданию isz=Isz·cos(θ) и обеспечивающий соответствие сетевого тока is заданию isz, (т.е. is≈isz); амплитуда задания Isz вырабатывается доминирующим регулятором regpd - регулятором энергии Ed конденсаторов звена постоянного напряжения Ed=Cd·vd/2,
где: Cd - емкость конденсаторов звена постоянного напряжения,
vd - напряжение в звене постоянного напряжения,
по рассогласованию энергий dE=Edz-Ed,
где: Edz - задание энергии,
следующим образом:
регулятор regpd вырабатывает задание мощности Pdz, требуемой для поддержания энергии конденсаторов Ed на заданном уровне;
по заданию мощности Pdz далее вычисляется требуемый модуль сетевого тока:
Isz=2·Pdz/Vs,
где: Vs - напряжение сети,
который используется далее для получения синусоидального задания isz(t) подчиненному регулятору regis тока.
2. Регулируемый стабилизатор переменного напряжения по п.1. отличающийся тем, что при трехфазном исполнении упомянутого стабилизатора в него введены три модуля, каждый из которых составлен из шести транзисторов с обратными диодами, соединенных в трехфазную мостовую схему; полюсы постоянного напряжения каждого модуля присоединены к собственному конденсатору постоянного напряжения, а три полюса переменного напряжения каждого модуля присоединяются следующим образом:
- первый полюс каждого модуля через обмотку соответствующего сглаживающего реактора присоединяется к выводу соответствующей фазы трехфазной сети;
- второй полюс каждого модуля через обмотку соответствующего сглаживающего реактора присоединяется к выводу соответствующей фазы трехфазной нагрузки;
- третьи полюсы всех трех модулей соединяются между собой;
три сетевых ввода стабилизатора шунтируются конденсаторами переменного напряжения, и равным образом три нагрузочных вывода стабилизатора также шунтируются конденсаторами переменного напряжения; принципы действия стабилизатора при трехфазном и однофазном исполнении совпадают; алгоритмы управления с естественными дополнениями переносятся с однофазного исполнения на трехфазное.
3. Регулируемый стабилизатор переменного напряжения по п.1. отличающийся тем, что при трехфазном исполнении упомянутого стабилизатора для трехфазной нагрузки с четырехпроводной схемой питания в него введены три модуля, каждый из которых составлен из шести транзисторов с обратными диодами, соединенных в трехфазную мостовую схему; полюсы постоянного напряжения каждого модуля присоединены к собственному конденсатору постоянного напряжения, а три полюса переменного напряжения каждого модуля присоединяются следующим образом:
- первый полюс каждого модуля через обмотку соответствующего сглаживающего реактора присоединяется к выводу соответствующей фазы трехфазной сети;
- второй полюс каждого модуля через обмотку соответствующего сглаживающего реактора присоединяется к выводу соответствующей фазы трехфазной нагрузки;
- третьи полюсы всех трех модулей соединяются между собой;
шунтирующие нагрузку конденсаторы соединяются в схему звезды; нейтраль нагрузки присоединяется к общей точке звезды конденсаторов, а эта общая точка непосредственно или через дополнительную обмотку реакторов присоединяется к соединенным между собой третьим полюсам переменного напряжения всех трех модулей.
4. Регулируемый стабилизатор переменного напряжения по п.1. отличающийся тем, что каждый PWM-конвертор выполнен по трехуровневой схеме.
5. Регулируемый стабилизатор переменного напряжения по п.1. отличающийся тем, что система управления PWM-конвертором может быть осуществлена либо аппаратно, либо программно, с помощью быстродействующего сигнального процессора.