RU1775820C - Преобразователь однофазного напр жени в трехфазное - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение может быть использовано при построении систем управлени  регулируемых электроприводов и инверторов, вход щих в состав агрегатов гарантированного питани . Сущность изобретени : устройство содержит интегратор 1 с двум  инвертирующими и одним неинвертирующим входами, между выходом и вторым инвертирующим входом которого включен аналоговый перемножитель 2, сумматор 3, первый вход которого соединен с входным выводом 4, дифференциальный интегратор 5, первый пиковый детектор 6 и второй пиковый детектор 7, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального интегратора 5. блок 8 преобразовани  фаз, выходы которого соединены с выходными выводами 9, 10, 1.1, сумматор 12, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 и сумматор 13, первый и второй входы которого соединены соответственное источником 14 опорного напр жени  и выходом дифференциального интегратора 5, неинвертирующий вход которого подключен к выходу первого пикового детектора 6, вход которого соединен с входным выводом 4 дл  подключени  однофазного источника и с первым инвертирующим входом интегратора 1, неинвертирующий вход которого сл с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при построении систем управлени  регулируемых электроприводов и инверторов, вход щих в состав агрегатов гарантированного питани .

. Известно устройство преобразовани  однофазного сигнала в трехфазный, содержащее два последовательно соединенных неуправл емых фазовращател , каждый из которых выполнен из операционного усилител , в цепи отрицательной обратной св зи которого включены две RC-цепи, при этом первый, второй и третий выходные выводы дл  подключени  трехфазной нагрузки соединены , соответственно, с входным выводом дл  подключени  однофазного источника, с выходом первого неуправл емого фазовращател  и с выходом второго неуправл емого фазовращател .

Устройство позвол ет получить в ограниченной полосе частот стабильные фазовые сдвиги выходных колебаний, но их амплитудные значени  завис т от частоты входного сигнала.

Наиболее близким к предложенному техническому решению по количеству совпадающих признаков  вл етс  генератор ортогональных сигналов, содержащий трех- входовой интегратор с двум  инвертирующими и одним неинвертирующим входами, между выходом и вторым инвертирукж(им входом которого включен первый аналоговый перемножитель, последовательно соединенные первый интегратор, сумматор и второй аналоговый перемножитель, к выходу которого подключен первый инвертирующий вход трехвходового интегратора, последовательно соединенные релейный элемент, второй интегратор, третий аналоговый перемножитель, мостовой ограничитель , первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами сумматора, и три блока симметрировани , первый из которых включен между выходом и неинвертирующим входом трехвходового интегратора, второй - между выходом сумматора и неинвертирующим входом первого интегратора, третий - между выходом третьего аналогового перемножител  и неинвертирующим входом второго интегратора , причем управл ющие входы первого,

второго и третьего аналоговых перемножителей объединены и  вл ютс  входом управлени  частотой генератора ортогональных сигналов, первый и второй выходные выводы которого соединены с выходами, соответственно , трехвходового интегратора и первого интегратора, к выходу которого подключен вход релейного элемента, при этом каждый блок симметрировани  выполнен из дифференциального интегратора,

пикового детектора отрицательных напр жений , пикового детектора положительных напр жений, фильтра нижних частот и двухстороннего ограничител  напр жени . Устройство предназначено дл  получени  ортогональных напр жений, регулируемых по частоте,

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержащий интегратор с двум  инвертирующими и одним неинвертирующим входами, между выходом и вторым инвертирующим входом которого

включен аналоговый перемножитель, первый сумматор, первый вход которого соединен с входным выводом дл  подключени  однофазного источника, дифференциальный интегратор, первый пиковый детектор

и второй пиковый детектор, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального интегратора, дополнительно снабжен блоком преобразовани  фаз, первый , второй и третий выходы которого образуют выходные выводы дл  подключени  трехфазной нагрузки, вторым сумматором, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока преобразовани  фаз, и третьим сум5 матором, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с дополнительно введенным источником опорного напр жени  и выходом дифференциального

интегратора, неинвертирующий вход которого подключен к выходу первого пикового детектора, вход которого соединен с указанным входным выводом и с первым инвертирующим входом интегратора, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, при этом первый и второй входы блока преобразовани  фаз подключены , соответственно, к входному выводу дл  подключени  однофазного источника и к выходу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом аналогового перемножител , управл ющий вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход второго сумматора соединен с входом второго пикового детектора.

На чертеже представлена функциональна  блок-схема предлагаемого преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное.

Преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное содержит интегратор 1 с двум  инвертирующими и одним неинвертирующим входами, между выходом и вторым инвертирующим входом которого включен аналоговый перемножитель 2, первый сумматор 3, первый вход которого соединен с-входным выводом 4 дл  подключени  однофазного источника, дифференциальный интегратор 5, первый пиковый детектор 6 и второй пиковый детектор 7, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального интегратора 5, дополнительно введенный блок 8 преобразовани  фаз, первый, второй и третий выходы которого соединены, соответственно, с первым 9, вторым 10 и третьим 11 выходными выводами дл  подключени  трехфазной нагрузки, второй сумматор 12, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока 8 преобразовани  фаз, и третий сумматор 13, первый и второй входы которого соединены, соответственно , с источником 14 опорного напр жени  и выходом дифференциального интегратора 5, неинвертирующий вход которого подключен к выходу первого пикового детектора 6, вход которого соединен с входным выводом 4 дл  подключени  однофазного источника и с первым инвертирующим входом интегратора 1, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, при этом первый и второй входы блока 8 преобразовани  фаз подключены , соответственно, к входному выводу 4 дл  подключени  однофазного источника и к выходу первого сумматора 3, второй вход которого соединен с выходом аналогового перемножител  2, управл ющий вход которого соединен с выходом третьего сумматора 13, а выход второго сумматора 12 соединен с входом второго пикового детектора 7 Устройство работает следующим образом .

Интегратор 1. аналоговый перемножитель 2 и первый сумматор 3 образуют управл емый фазовращатель, входом которого  вл етс  обща  точка соединени  первых входов интегратора 1 и сумматора 3. выходом - выход сумматора 3, а управл ющий вход соединен с управл ющим входом аналогового перемножител  2.

П.:  условии, что коэффициенты передачи сумматора 3 по первому и второму входам равны единице, а отношение коэффициента передачи интегратора 1 к его коэффициенту передачи по второму входу равно двум, управл емый фазовращатель будет выполн ть функцию всепропускающего фильтра первого пор дка с передаточной функцией

w(s).

где Гу r/(mEy)-управл ема  посто нна 

времени;

т- посто нна  времени интегратора 1; m и Еу - масштабный множитель и управл ющее напр жение аналогового перемножител  2.

При подаче на вход 4 устройства напр жени 

eBx(t) Um sin to t

с амплитудным значением Um и круговой частотой о 2 f на первом входе второго

сумматора 12 также устанавливаютс  гармонические колебани  ei(t) Um sin ш с той же самой амплитудой и начальной фазой , равной нулю.

Параметры управл емого фильтра выбираютс  таким образом, чтобы дл  заданного значени  частоты входного сигнала f f0 на его выходе, а, следовательно, и на втором входе сумматора 12 устанавливались гармонические колебани  ea(t) U.-n sin (wt ) с

фазовым сдвигом р0 -90 эл.град., что обеспечиваетс  при выполнении следующего услови :

2лто

V5

m Eyo

где Еуо - управл ющее напр жение на входе управл емого фильтра, обеспечивающее получение необходимого фазового сдвига ро.

При выборе коэффициентов передачи а и (Xi сумматора 12 из услови  а ОС2 1/VJT амплитудное значение Еще результирующего колебани  е(0 на выходе сумматора 12 будет определ тьс  следующим выражением:

Emo - Urn JT+ COS 90° Um.

Следовательно, на выходе первого 6 и второго 7 пиковых детекторов, то есть на неинвертирующем и инвертирующем входах дифференциального интегратора 5 будут посто нные напр жени  EI и Е2, равные амплитудному значению Um входного сигнала .

Разность этих напр жений UЈ Et-Ea будет равна нулю, поэтому компенсирующее напр жение Ек,  вл ющеес  выходным напр жением дифференциального интегратора 5 также равно нулю.

При коэффициентах передачи Ki и К2 третьего сумматора 13, равных единице, управл ющее напр жение Еуо будет равно напр жению Ео источника 14, обеспечивающему фазовый сдвиг ра -90 эл.град.

При отклонении частоты f входного cyir- нала от номинального значени  fu, на выходе управл емого фильтра по вл етс  дополнительный фазовый сдвиг Др, знак которого и абсолютна  величина будут определ тьс  отклонени ми Af частоты входного сигнала.

В этом случае амплитудное значение Ет результирующего колебани  e(t) определ етс  следующим выражением:

Ет Umi/ 1 + COS (90 -f Ар)

+Sln Д,

откуда следует, что если суммарный фазовый сдвиг р(ю) - 90 ± становитс  больше 90 эл.град., то амплитудное значение Em Emo, в противном случае Em Emo.

Уменьшение (увеличение) напр жени  Em приводит к уменьшению (увеличению) напр жени  Е2 на выходе второго пикового детектора 7, в результате чего на входах дифференциального интегратора 5 по вл етс  напр жение UЈ рассогласовани , величина и пол рность которого определ етс  величиной и знаком фазовой погрешности Ду.

На выходе управл емого фазовращател  формируетс  фазовый сдвиг p(w) определ емый выражением:

-2агад 2 Г т(Ј+Е$,

где Ек - корректирующее напр жение, пропорциональное интегралу от напр жени  рассогласовани  U& .

При частоте f fo увеличиваетс  корректирующее напр жение Ек, что приводит к увеличению управл ющего напр жени  Еу Ео + Ек. а в конечном итоге - к уменьшению угла р (ft)), Интегратор 5 будет отрабатывать

напр жение рассогласовани  до тех пор, пока не восстановитс  прежнее значение угла ро - -90 эл.град.

Аналогично работает регул тор и при частоте f f0, с той лишь разницей, что в этом случае напр жени иеи Ек мен ют свой знак на противоположный, то есть станов тс  отрицательными,

Система трехфазных напр жений на 0 выходах 9, 10 и 11 преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное получаетс  в блоке 8 преобразовани  фаз путем геометрического суммировани  в требуемых пропорци х ортогональных синусои- 5 дальных напр жений ei(t) и e2(t). поступающих на соответствующие входы блока 8 преобразовани  фаз. Поскольку амплитуды ортогональных сигналов всегда имеют одинаковые значени , то на выходах 0 10 и 11 формируютс  стабильные фазовые сдвиги (±120 эл.град.) независимо от амплитуды входных колебаний eBx(t). при нулевой начальной фазе на выходе 9.

Технико-экономический эффект заклю- 5 чаетс  в расширении функциональных возможностей путем формировани - из однофазного гармонического сигнала системы трехфазных симметричных колебаний и сохранении стабильных фазовых сдвигов 0 выходных колебаний при изменении частоты однофазного источника.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержащий интегра- 5 тор с двум  инвертирующими и одним неинвертирующим входами, между выходом и вторым инвертирующим входом которого включен аналоговый перемножитель, первый сумматор, первый вход которого со- 0 единен с входным выводом дл  подключени  однофазного источника.дифференциальный , интегратор, первый пиковый детектор и второй пиковый детектор, выход которого соединен с инвертирующим входом 5 дифференциального интегратора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, он дополнительно снабжен блоком преобразовани  фаз, первый, второй и третий выходы кото- 0 рого образуют выходные выводы дл  подключени  трехфазной нагрузки, вторым сумматором, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразовани  фаз, 5 и третьим сумматором, первый и второй входы которого соединены соответственно с дополнительно введенным источником опорного напр жени  и выходом дифференциального интегратора, неинвертирующий

   9 177582010

   вход которого подключен к выходу первогоподключени  однофазного источника и к выпикового детектора, вход которого соеди-ходу первого сумматора, второй вход котонен с указанным входным выводом и с пер-рого соединен с выходом аналогового

   вым инвертирующим входом интегратора,перемножител , управл ющий вход которонеинвертирующий вход которого соединен5 го соединен с выходом третьего сумматора,

   с общей шиной, при этом первый и второйа выход второго сумматора соединен с вховходы блока преобразовани  фаз подключе-дом второго пикового детектора. ны соответственно к входному выводу дл