CS265512B1

CS265512B1 - Connecting a Transistor Inverter Control Part

Info

Publication number: CS265512B1
Application number: CS863840A
Authority: CS
Inventors: Jozef Ing Cisko
Original assignee: Cisko Jozef
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS384086A1

Abstract

Zapojenie riadiacej časti tranzistorového meniča odstraňuje necitlivost servopohonu v oblasti malých výstupných napStí regulátora a umožňuje elimináciu vplyvu statického trenia v pohonovej sústave na jeho regulačně vlastnosti. Riadiaca část tranzistorového meniča je určená pre použitie v meničoch pre reguláciu jednosměrných elektromotorov.The connection of the control part of the transistor converter eliminates the insensitivity of the servo drive in the area of small output voltages of the regulator and allows the elimination of the influence of static friction in the drive system on its control properties. The control part of the transistor converter is intended for use in converters for regulating DC electric motors.

Description

Vynález sa týká zapojenia riadiacej časti tranzistorového meniča, u ktorého rieši predlženie doby trvania základného impulzu a tým zavedenie nelinearity v oblasti nulového výstupného napStia regulátora.The invention relates to the connection of a control part of a transistor converter, in which it solves the extension of the duration of the basic pulse and thus the introduction of non-linearity in the region of the zero output voltage of the controller.

U doposial známých zapojení riadiacich častí tranzistorových meničov so šírkovo impulznou moduláciou je závislost šířky impulzu pri konštantnej frekvencii do výstupného napStia regulátora lineárna. Pri tomto spósobe riadenia v oblasti malých výstupných napatí regulátora vzniká pásmo necitlivosti servopohonů, čo má nepriaznivý vplyv na jeho regulačně vlastnosti.In the hitherto known circuits of transducer transducers with pulse width modulation, the dependence of the pulse width at a constant frequency in the output voltage of the controller is linear. This method of control in the area of low output voltages of the regulator creates a dead band of actuators, which adversely affects its control properties.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie riadiacej časti podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že výstup regulátora je připojený na prvé vstupy komparátorov, ha ktorých druhé vstupy sú připojené navzájom invertované referenčně signály, pričom výstup prvého komparátora je připojený na prvý vstup prvého súčinového člena a výstup druhého komparátora je připojený na prvý vstup druhého súčitiového člena. Výstup prvého súčinového člena je připojený súčasne na prvý vstup blokovacieho člena, na prvý vstup prvého monostabilného klopného obvodu a na prvý vstup prvého súčtového člena. Výstup druhého súčinového Člena je připojený súčasne na druhý vstup blokovacieho člena, na prvý vstup druhého monostabilného klopného obvodu a na prvý vstup druhého súčtového člena. Výstupy blokovacieho člena sú připojené na druhé vstupy súčinových členov. Výstup prvého monostabilného klopného obvodu je připojený na druhý vstup prvého súčtového člena, ktorého výstup je výstupom budiacich impulzov pre jednu vetvu meniča. Výstup druhého monostabilného klopného obvodu je připojený na druhý vstup druhého súčtového člena, ktorého výstup je výstupom budiacich impulzov pre druhů vetvu meniča.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the wiring of the control part according to the invention, which is characterized in that the output of the controller is connected to the first inputs of the comparators and whose second inputs are connected to each other by inverted reference signals. the output of the second comparator is connected to the first input of the second component. The output of the first product is connected simultaneously to the first input of the locking member, to the first input of the first monostable flip-flop, and to the first input of the first summation member. The output of the second product member is connected simultaneously to the second input of the locking member, to the first input of the second monostable flip-flop, and to the first input of the second summation member. The outputs of the locking member are connected to the second inputs of the product members. The output of the first monostable flip-flop is connected to the second input of the first summation member, the output of which is the output of excitation pulses for one branch of the converter. The output of the second monostable flip-flop is connected to the second input of the second summation member, the output of which is the output of excitation pulses for the second branch of the converter.

Výstup synchronizačných impulzov z generátore referenčného signálu je připojený súčasne na tretie vstupy súčinových členov, na třetí vstup blokovacieho člena a na druhé vstupy monostabilných klopných obvodov.The output of the synchronization pulses from the reference signal generator is connected simultaneously to the third inputs of the product members, to the third input of the locking member and to the second inputs of the monostable flip-flops.

Predlžením doby trvania základného impulzu v každej perióde referenčného signálu v zapojení riadiacej Časti sa odstráni pásmo necitlivosti servopohonů v oblastí malých výstupných napátí regulátora a umožní sa eliminácia vplyvu Coulombovho trenia v pohonovom uzle na regulačně vlastnosti servopohonů.By extending the duration of the base pulse in each reference signal period in the control wiring, the insensitivity zone of the actuators in the region of the controller's low output voltages is eliminated and the influence of Coulomb friction in the drive node on the actuator control properties is eliminated.

Na připojených výkresoch je znázorněné zapojenie riadiacej časti podlá vynálezu a závislosti šířky impulzu od výstupného napStia regulátora, pričom na obr. 1 je zapojenie riadiacej časti, na obr. 2 je uvedená závislost pri použití referenčného signálu trojúhelníkového tvaru a na obr. 3 je uvedená závislost pri použití referenčného signálu pilového tvaru.The drawings show the connection of the control part according to the invention and the dependence of the pulse width on the output voltage of the regulator. 1 is the wiring of the control part, FIG. 2 shows the dependence using a triangular reference signal, and FIG. 3 shows the dependence using a saw signal reference signal.

Výstup regulátora 3 podlá obr. 1 je připojený na prvé vstupy komparátorov J. a 2 na ktorých druhé vstupy sú připojené navzájom invertované referenčně signály, pričom výstpp prvého komparátora £ je připojený na prvý vstup prvého súčinového člena £ a výstup druhého komparátora 2 je připojený na prvý vstup druhého súčinového člena 5, výstup prvého súčinového člena £ je připojený súčasne na prvý vstup blokovacieho člena 6, na prvý vstup prvého monostabilného klopného obvodu T_ a na prvý vstup prvého súčtového člena 9.The controller output 3 of FIG. 1 is connected to the first inputs of comparators 1 and 2, the second inputs of which are mutually inverted reference signals, the output of the first comparator 6 is connected to the first input of the first product member 6 and the output of the second comparator 2 is connected to the first input of the second product member , the output of the first product member 6 is connected simultaneously to the first input of the locking member 6, to the first input of the first monostable flip-flop T and to the first input of the first summing member 9.

Výstup druhého súčinového člena £ je připojený súčasne na druhý vstup blokovacieho člena £, na prvý vstup druhého monostabilného klopného obvodu 8 a na prvý vstup druhého súčtového člena 10. Dva výstupy blokovacieho člena .£ sú připojené jednotlivo na druhé vstupy súčinových členov £ a £. Výstup prvého monostabilného klopného obvodu ]_ Ó^e připojený na druhý vstup prvého súčtového člena £, zatial čo výstup druhého monostabilného klopného obvodu £ je připojený na druhý vstup druhého súčtového člena 10. Výstup synchronizačných impulzov z nezakresleného generátora referenčného signálu je připojený súčasne na tretie vstupy súčinových členov £ a 5_, na třetí vstup blokovacieho člena £ a na druhé vstupy monostabilných klopných obvodov 7 a 8.The output of the second product member 8 is connected simultaneously to the second input of the blocking member 8, to the first input of the second monostable flip-flop 8 and to the first input of the second summing member 10. The two outputs of the blocking member 8 are connected individually to the second inputs. The output of the first monostable circuit] _ o ^e connected to a second input of the first adder £, while the output of the second monostable flip-flop £ is connected to a second input of the second adder 10. The output of the sync pulse generator not shown in the reference signal is connected simultaneously to the third input and the second inputs of the monostable flip-flops 7 and 8.

Komparovaním referenčných signálov kladnej a zápornej polarity s výstupným napStím regulátora 2 dostáváme na výstupoch komparátorov 1 a 2 pravoúhlý, šírkovo impulzne modulovaný signál. Pretože referenčný signál kladnej polarity má malý posuv do záporných napStových hodnót a referenčný signál zápornej polarity je tvořený invertováním signálu kladnej polarity, v oblasti výstupných napatí regulátora blízkých nule sú generované v jednej perióde signály na výstupoch oboch komparátorov 1 a 2. Signál z výstupu prvého komparátora 1. kladnej polarity vstupuje do prvého súčinového člena £. Nástupná hrana základného impulzu na jeho výstupe spósobí cez blokovací člen 6 zablokovanie presnosu impulzov cez druhý súčinový člen 5.By comparing the positive and negative polarity reference signals with the output voltage of the controller 2, a rectangular, pulse-width modulated signal is obtained at the comparator outputs 1 and 2. Since the positive polarity reference signal has a small offset to the negative voltage values and the negative polarity reference signal is formed by inverting the positive polarity signal, in the region of the near-zero controller output voltages, signals are output in one period at both comparator 1 and 2 outputs. 1. The positive polarity 1 enters the first product member 6. The leading edge of the base pulse at its output causes the blocking member 6 to lock the pulse accuracy through the second product member 5.

Zostupná hrana tohto impulzu spósobí cez blokovací člen 6 zablokovanie přenosu impulzov aj cez prvý súčinový člen £ a súčasné spustí generovanie přídavného impulzu v prvom monostabilnom klopnom obvode T_. V prvom súčtovom člene 9 je vytváraný logický súčet základného signálu z výstupu prvého súčinového člena _4 a přídavného signálu z výstupu prvého monostabilného klopného obvodu T_. Na výstupe prvého súčtového člena 9 je budiaci signál pre jednu vetvu meniča, pričom doba trvania základných impulzov v každej perióde referenčného signálu je predlžená o dobu kyvu monostabilného klopného obvodu T_. Činnost druhej vetvy zapojenia s komparátorom 2, súčinovým členom 5, monostabilným klopným obvodom jí a súčtovým členom 10 je analogická. Synchronizačně impulzy z generátora referenčného signálu přivedené na tretie vstupy súčinových členov 4 a J5, na třetí vstup blokovacieho člena j a na druhé vstupy monostabilných klopných obvodov T_ a 8_ nastavujú obvody na začiatku každej periody referenčního signálu do východzieho stavu. Zapojenie umožňuje doby trvania budiacich impulzov nezávisle pre každú vetvu meniča a zabezpečuje vygenerovanie iba jedného impulzu v každej perióde referenčného signálu pre jednu z vetřev meniča.The falling edge of this pulse causes the blocking member 6 to block the transmission of the pulses even through the first product member 6, and at the same time triggers the generation of the additional pulse in the first monostable flip-flop T. In the first summation member 9, a logical sum of the base signal from the output of the first product member 4 and the additional signal from the output of the first monostable flip-flop T is formed. At the output of the first summation member 9 there is an excitation signal for one branch of the transducer, the duration of the base pulses in each period of the reference signal being extended by the oscillation time of the monostable flip-flop circuit T_. The operation of the second circuit branch with the comparator 2, the product member 5, the monostable flip-flop I and the summation member 10 is analogous. The synchronization pulses from the reference signal generator applied to the third inputs of the product members 4 and J5, the third input of the blocking member j, and the second inputs of the monostable flip-flop circuits T and 8 set the circuits at the beginning of each reference signal period. The wiring permits the duration of the drive pulses independently for each inverter branch and ensures the generation of only one pulse in each reference signal period for one of the inverter windings.

Na obr. 2 a 3 sú znázorněné tri závislosti šířky impulzu od výstupného napatia regulátora. Pri použití referenčného signálu trojuholníkového tvaru podlá obr. 2 šířka impulzu Unárně narastá až do hodnoty výstupného napatia regulátora, pri ktorej je skór generovaný synchronizačný impulz než je ukončené generovanie přídavného impulzu v monostabilnom klopnom obvode. Od tejto hodnoty napatia sa mění smernica uvedenej závislosti. Pri použití referenčného signálu pilového tvaru podlá obr. 3 šířka impulzu v závislosti od výstupného napStia regulátora lineárně narastá až na maximálnu hodnotu.In FIG. Figures 2 and 3 show three pulse width dependencies on the controller output voltage. Using the triangular reference signal of FIG. 2 Pulse width Unaryily increases up to the value of the output voltage of the controller, at which the score of the synchronization pulse is generated before the generation of the additional pulse in the monostable flip-flop circuit is completed. From this voltage value the slope of this dependence changes. When using a saw signal reference signal according to FIG. 3 The pulse width increases linearly up to the maximum value depending on the controller output voltage.

Priebehy závislosti šířky výstupného impulzu od výstupného napatia regulátora sú znázorněné v oboch polaritách s ohladom na polaritu výstupného napatia meniča.The waveforms of the output pulse width versus the controller output voltage are shown in both polarities with respect to the converter output voltage polarity.

Claims

By comparing the positive and negative polarity reference signals with the output voltage of the controller 2, a rectangular, pulse-width modulated signal is obtained at the outputs of the comparators 1 and 2. Since the positive polarity reference signal has a small shift to negative voltage ratios and the negative polarity reference signal is formed by inverting the positive polarity signal, the outputs of both comparators 1 and 2 are generated in one signal period in the region of the output voltage of the controller near zero. positive polarity enters the first product member 9. The base pulse edge at its output acts through the blocking member 6 to block the pulse accuracy through the second product member 5. The downward edge of the pulse acts through the blocking member 6 to block the transmission pulse through the first product member 8 and simultaneously trigger an additional pulse generation in the first mono-flip-flop. T_. In the first summation member 9, a logical sum of the base signal is generated from the output of the first product member 4 and the additional signal from the output of the first monostable flip-flop 7. At the output of the first summing member 2, the drive signal for the transducer single act is provided, wherein the duration of the fundamental pulses in each period of the reference signal is increased by the swiveling time of the monostable flip-flop 7. The operation of the second branch of the circuit with the comparator 2, the product member 5, the monostable flip-flop circuit and the addition member 10 is analogous. The synchronization pulses from the reference signal generator applied to the inputs of the product members 4 and J5, to the third input of the locking member j, and to the second input of the non-volatile flip-flops 2 and 8 set the circuits at the beginning of each reference signal period to the initial state. The wiring allows pulse duration independent of each drive arm and only generates one pulse in each reference signal period for one of the inverter branches. Figures 2 and 3 illustrate three pulse width dependencies from the controller output voltage. When using a triangular reference signal according to FIG. 2, the pulse width increases up to the output voltage of the controller at which the synchronization pulse is generated than the additional pulse generation in the monostable circuit is completed. The direction of dependency is changed from this voltage value. When using a sawtooth reference signal according to FIG. 3, the pulse width increases linearly to a maximum value depending on the controller output voltage. Output pulse width dependencies of the output voltage of the controller are shown in both polarities with respect to the polarity of the inverter output voltage. OBJECT OF THE INVENTION Connecting a control element of a transistor converter to remove actuator insensitivity, characterized in that the output of the controller (3) is connected to the first inputs of comparators (1, 2), on which the second inputs are connected inputs of mutually inverted reference signals of triangular or saw shape of one polarity with voltage by shifting the polarity, wherein the output of the first comparator (1) is connected to the first input of the first efficiency member (4) and the output of the second comparator (2) is connected to the first input of the second efficiency member (5), as well as the first inlet of the locking member (6) as well as the first inlet of the first monostable flip-flop (7) as well as the first inlet of the first additive member (9) while the output of the second co-member (5) is also connected to the second inlet of the locking member (6) as well as the first exit of the second monos the tabular flip-flop (8) and also the first input of the second total member (10), wherein the two outputs of the locking member (6) are connected individually to the second inputs of the product members (4, 5), the output of the first monostable flip-flop (7) is connected to the other the input of the first summing member (9), the output of which is the output of the excitation pulses for one branch of the transducer, while the output of the second monostable flip-flop (8) is connected to the second input of the second summing member (10), the output of which is the output of the pulse pulses for the second transducer branch, wherein the output of the synchronization pulses from the generator. 265512 4 of the reference signal is also connected to the third inputs of the product members (4, 5), as well as to the third input of the locking member (6) and also to the second inputs of the monostable flip-flops (7, 8). 3 drawings