PL175267B1 - Układ demodulacji sygnału napięciowego o modulowanej szerokości impulsów - Google Patents

Abstract

Układ demodulacji sygnału napięciowego o modulowanej szerokości impulsów, zawierający dzielnik napięcia, układ optoizolacji i filtr dolnoprzepustowy, znamienny tym, że między układ optoizolacji (UO) a filtr dolnoprzepustowy (FD) ma włączony układ zamieniający modulację szerokości impulsów na modulację amplitudową, w którym układ bramkujący (UB) połączony jest z licznikami impulsów (LI) połączonymi zbuforami (BU), które z kolei połączone są z przetwornikami cyfrowoanalogowymi (CA), przy czym do układu bramkującego (UB) jest podłączony generator impulsów (GN), a do liczników (LI) i buforów (BU) jest doprowadzony sygnał o modulowanej szerokości impulsów (MSI).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do demodulacji sygnału napięciowego o modulowanej szerokości impulsów.

Układy napędowe z silnikami prądu przemiennego o regulowanej prędkości kątowej są zwykle zasilane z falowników. Napięcie wyjściowe falownika zasilanego ze źródła napięcia jest kształtowane poprzez odpowiednie załączanie i wyłączanie tranzystorów, w wyniku czego otrzymuje się napięcie międzyfazowe w postaci ciągu impulsów. Jednym ze sposobów formowania napięcia wyjściowego falownika, zapewniającego ograniczenie zawartości wyższych harmonicznych, Jest zastosowanie modulacji szerokości impulsów. Modulacja ta, zwana również modulacją sinusoidalną, polega na porównaniu sinusoidalnego napięcia modulującego z pomocniczym napięciem modulowanym. Innym znanym sposobem generowania napięcia modulacji szerokości impulsówjest zastosowanie sterowania przekaźnikowego w obwodach regulacji prądów fazowych stojana silnika.

W układach sterowania napędami falownikowymi jest często niezbędny bezpośredni pomiar napięć międzyfazowych stojana. Problem ten występuje głównie w zagadnieniach estymacji strumienia i transformacji układów współrzędnych, w których przedstawiany jest model matematyczny silnika. W wielu innych przypadkach, przykładowo przy obliczaniu mocy elektrycznej i sprawności oraz w ocenie stopnia zniekształcenia napięcia stojana silnika zasilanego z falownika, a także do pomiarów mocy i napięć za pomocą typowych przyrządów pomiarowych do przebiegów harmonicznych, jest pożądane wyznaczanie sygnału modulującego.

Dotychczasowe metody pomiaru napięcia modulującego, a właściwie pierwszej harmonicznej napięcia o modulowanej szerokości impulsów polegają na zastosowaniu układu zbudowanego z dzielnika napięcia, układu optoizolacji i filtru dolnoprzepustowego. Podstawową wadą tego rozwiązania są zniekształcenia wzmocnienia i fazy, zależne od pulsacji sygnału modulującego.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że między układ optoizolacji a filtr dolnoprzepustowy włączony jest układ zamieniający modulację szerokości impulsów na modulację amplitudową. W rozwiązaniu według wynalazku układ bramkujący jest połączony z licznikami impulsów połączonymi z buforami, które z kolei połączone są z przetwornikami cyfrowo-analogowymi, przy czym do układu bramkującego jest podłączony generator impulsów a do liczników i buforów jest doprowadzony sygnał o modulowanej szerokości impulsów.

Układ według wynalazku pozwala na zmniejszenie zniekształcenia amplitudy i przesunięcia fazowego między jego sygnałem wyjściowym a rzeczywistym sygnałem modulującym.

175 267

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym układ blokowy.

Dzielnik napięcia DN obniża mierzone napięcie międzyfazowe o stałej amplitudzie do żądanego poziomu. Separację galwaniczną zapewnia układ optoizolacji UO zbudowany z transoptorów. Układ zamieniający modulację szerokości impulsów na modulację amplitudową składa się z układu bramkującego UB, połączonego z licznikami impulsów LI połączonymi z buforami BU, które z kolei połączone są z przetwornikami cyfrowo-analogowymi CA. Do układu bramkującego UB podłączony jest generator impulsów GN, a do liczników LI i buforów BU jest doprowadzony sygnał o modulowanej szerokości impulsów MSI. Sygnał MSI i sygnał z generatora GN jest wprowadzany do układu bramkującego UB, którego impulsy wyjściowe są zliczane, a stany cyfrowe liczników przetwarzane na sygnał analogowy. Zliczanie impulsów generatora odbywa się w stanie wysokim fali MSI, natomiast przepisywanie do buforów i zerowanie liczników - w stanie niskim. Otrzymywany w postaci funkcji schodkowej sygnał, proporcjonalny do napięcia modulującego, jest wygładzany filtrem dolnoprzepustowym FD. W przypadku modulacji bipolarnej są niezbędne oddzielne kanały pomiarowe dla napięć dodatnich i ujemnych. Bezpośredni dostęp do sygnału MSI jest uzyskiwany na wyjściu układu optoizolacji UO.

175 267 sygnał MSI

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ demodulacji sygnału napięciowego o modulowanej szerokości impulsów, zawierający dzielnik napięcia, układ optoizolacji i fil^tr dolnoprzepustowy, znamienny tym, że między układ optoizolacji (UO) a filtr dolnoprzepustowy (FD) ma włączony układ zamieniający modulację szerokości impulsów na modulację amplitudową, w którym układ bramkujący (UB) połączony jest z licznikami impulsów (LI) połączonymi z buforami (BU), które z kolei połączone są z przetwornikami cyfrowo-analogowymi (CA), przy czym do układu bramkującego (UB) jest podłączony generator impulsów (GN), a do liczników (LI) i buforów (BU) jest doprowadzony sygnał o modulowanej szerokości impulsów (MSI).