RU2025879C1 - Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией - Google Patents

Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией Download PDF

Info

Publication number
RU2025879C1
RU2025879C1 SU5014647A RU2025879C1 RU 2025879 C1 RU2025879 C1 RU 2025879C1 SU 5014647 A SU5014647 A SU 5014647A RU 2025879 C1 RU2025879 C1 RU 2025879C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
modulating voltage
inverter
unipolar
modulation
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Владимирович Пузаков
Original Assignee
Александр Владимирович Пузаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович Пузаков filed Critical Александр Владимирович Пузаков
Priority to SU5014647 priority Critical patent/RU2025879C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2025879C1 publication Critical patent/RU2025879C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Использовано: в преобразовательной технике при широтно-импульсных методах регулирования. Сущность изобретения: для повышения качества выходного напряжения инвертора путем улучшения его спектрального состава при формировании комбинированной однополярно-двухполярной широтно-импульсной модуляции переход от однополярного к двухполярному режимам осуществляется контролем мгновенного значения модулирующего напряжения. При этом переход от однополярного режима к двухполярному осуществляется при значении модулирующего напряжения 0,2-0,5 максимального значения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в автономных инверторах и преобразователях частоты модуляционного типа на основе широтно-импульсных методов регулирования напряжения, например в инверторах с широтно-импульсной модуляцией с развертывающим опорным сигналом или в инверторах со слежением.
Известен способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, заключающийся в выработке широтно-модулированной последовательности импульсов управления ключевыми элементами инвертора в зависимости от величины и знака модулирующего напряжения, в котором осуществляется двухполярная широтно-импульсная модуляция, а выработка широтно-модулированной последовательности импульсов управления производится путем сравнения модулирующего и опорного треугольного или пилообразного двухполярного напряжений [1].
Известен также способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, в котором в зависимости от полярности модулирующего напряжения осуществляется однополярная широтно-импульсная модуляция, при этом при положительном модулирующем напряжении коммутацию осуществляют ключевыми элементами положительной и нулевой полярности, при отрицательном модулирующем напряжении коммутацию осуществляют ключевыми элементами отрицательной и нулевой полярности, а в качестве опорного напряжения используют однополярное пилообразное или треугольное напряжение [2].
Недостатком известных способов управления является низкое качество выходного напряжения, а именно неудовлетворительный спектральный состав напряжения при глубоком регулировании и использовании двухполярной модуляции, а также при малых значениях модулирующего напряжения и использовании однополярной модуляции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, заключающийся в выработке широтно-модулированной последовательности импульсов управления ключевыми элементами инвертора в зависимости от величины и знака модулирующего напряжения, в котором реализуется двухполярная широтно-импульсная модуляция, а выработка широтно-модулированной последовательности импульсов управления ключевыми элементами осуществляется методом интегрального слежения за модулирующим сигналом [3].
Указанный способ сходен с известным способом [1] и обладает тем же недостатком.
Техническим результатом заявленного способа является повышение качества выходного напряжения инвертора.
Этот результат достигается тем, что по способу управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, заключающемуся в выработке широтно-модулированной последовательности импульсов управления ключевыми элементами инвертора в зависимости от величины и знака модулирующего напряжения, контролируют мгновенное значение модулирующего напряжения и при превышении модулем этого напряжения установленного уровня осуществляют однополярную модуляцию, при которой коммутацию производят поочередно ключевыми элементами нулевой и положительной или отрицательной полярности в зависимости от знака модулирующего напряжения, а при мгновенном значении модулирующего напряжения по модулю меньше установленного уровня осуществляют двухполярную модуляцию, при которой коммутацию производят поочередно ключевыми элементами положительной и отрицательной полярности, при этом уровень перехода от однополярной к двухполярной модуляции устанавливают равным 0,2-0,5 максимального значения модулирующего напряжения.
На чертеже приведена функциональная схема инвертора, реализующего предложенный способ.
Инвертор состоит из источника 1 модулирующего напряжения, датчика 2 выходного напряжения, узла 3 выделения ошибки, интегратора 4, компаратора 5 с гистерезисом, компараторов полярности 6, 7 и уровня 8, 9, логических инверторов 10, 11, логических элементов И 12-15, логического элемента ИЛИ 16, ключевых элементов 17, 18 полярностей ключевого элемента 19 нулевой полярности. Инвертор питает нагрузку Zн 20.
Выход источника 1 модулирующего напряжения подключен к одному из входов узла 3 выделения ошибки, другой вход которого через датчик 2 выходного напряжения подключен к выходному зажиму инвертора. Выход узла 3 выделения ошибки через интегратор 4 соединен с входом компаратора 5, имеющего гистерезис, выход которого через компараторы 6 и 7 полярностей подключены к первым входам логических элементов И 12 и 13, управляющих работой ключевых элементов положительной 17 и отрицательной 18 полярности соответственно. Вторые входы элементов И 12 и 13 подключены к выходам компараторов положительного 8 и отрицательного 9 уровня, входы которых объединены и соединены с выходом источника 1 модулирующего напряжения. Кроме того, выходы компараторов 6 и 7 полярности подключены к первым входам логических элементов И 14 и 15, выходы которых логически объединяются с помощью элемента ИЛИ 16, выход которого управляет ключевым элементом 19 нулевой полярности. На вторые входы логических элементов И 14 и 15 подаются сигналы с выходов компараторов 8 и 9 уровня, проинвертированные логическими инверторами 10 и 11.
Рассмотрим работу инвертора при малых значениях модулирующего напряжения, не превышающих уровней срабатывания компараторов 8 и 9, что соответствует состоянию логической "1" на их выходах. При этом на выходах инверторов 10, 11 формируется уровень логического "0", что блокирует элементы И 14 и 15, на их выходах присутствует логический "0", на выходе элемента ИЛИ 16 также формируется логический "0", ключевой элемент 19 нулевой полярности закрыт и не участвует в работе.
Модулирующее напряжение с выхода источника 1 модулирующего напряжения подается на один из входов узла 3 выделения ошибки, где сравнивается с сигналом обратной связи, пропорциональным мгновенному значению выходного напряжения инвертора. Выделенный сигнал ошибки непрерывно интегрируется интегратором 4 и подается на вход компаратора 5 с гистерезисом, осуществляющего сравнение интеграла сигнала ошибки с одним из двух разнополярных равных по величине уровней сравнения. При превышении интегралом сигнала ошибки уровней переключения компаратора 5 последний вырабатывает сигнал переключения, что фиксируется компараторами 6 и 7 полярности и через логические элементы И 12 и 13, работа которых разрешается уровнем логической "1", подаваемой на их вторые входы, меняет состояние ключевых элементов 17 и 18, меняющих, в свою очередь, полярность выходного напряжения инвертора на противоположное по знаку.
Таким образом, система находится в устойчивом цикле автоколебаний, формируя тем самым на выходе инвертора двухполярную асинхронную последовательность широтно-модулированных импульсов. Среднее значение выходного напряжения инвертора за период автоколебаний при этом пропорционально среднему значению модулирующего напряжения за тот же период. Ключевые элементы 17 и 18 инвертора переключаются поочередно, формируя на выходе мгновенные значения напряжений +Е и -Е.
При превышении модулирующим напряжением уровня уставки состояние соответствующего компаратора 8 или 9 уровня (в зависимости от полярности модулирующего напряжения) меняется, формируя тем самым на его выходе уровень логического "0". Уровень логического "0" с выхода компаратора уровня запрещает через логический элемент И (12 или 13) работу соответствующего ключевого элемента (17 или 18), осуществляющего подачу на выход инвертора питающего напряжения полярности, противоположной заданной. Одновременно с этим уровень логического "0" с выхода компаратора уровня, изменившего свое состояние, через соответствующий логический инвертор (10 или 11) разрешает работу соответствующего логического элемента И (14 или 15) и, следовательно, через логический элемент ИЛИ 16 разрешает работу ключевого элемента 19 нулевой полярности, который заменяет ключевой элемент противоположной по знаку модулирующего напряжения полярности. Работа асинхронного формирователя широтно-модулированного напряжения при этом не нарушается, так как среднее значение выходного напряжения продолжает находиться между возможными уровнями мгновенного значения выходного напряжения инвертора - нулевым и Е соответствующей полярности. Таким образом осуществляется переход от двухполярной к однополярной модуляции. Уровень перехода от двухполярной широтно-импульсной модуляции к однополярной может регулироваться уставкой компараторов 8 и 9. Целесообразное значение этой уставки составляет 0,2-0,5 максимального значения модулирующего напряжения.
Использование такого типа комбинированной однополярно-двухполярной широтно-импульсной модуляции позволяет повысить качество выходного напряжения инверторов, так как позволяет улучшить спектральный состав напряжения как при больших, так и при малых уровнях модулирующего напряжения и, как следствие, повысить энергетические характеристики преобразователей в целом.
Предложенный способ может быть также использован и в инверторах, реализующих синхронные виды широтно-импульсной модуляции с опорными развертывающими сигналами.

Claims (2)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, заключающийся в формировании широтно-модулированной последовательности импульсов управления ключевыми элементами инвертора в зависимости от величины и знака модулирующего напряжения, отличающийся тем, что контролируют мгновенное значение модулирующего напряжения и при превышении модулем этого напряжения установленного уровня осуществляют однополярную модуляцию, при которой коммутацию производят поочередно ключевыми элементами нулевой и положительной или отрицательной полярности в зависимости от знака модулирующего напряжения, а при мгновенном значении модулирующего напряжения по модулю меньше установленного уровня осуществляют двухполярную модуляцию, при которой коммутацию производят поочередно ключевыми элементами положительной и отрицательной полярностей.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровень перехода от однополярной к двухполярной модуляции устанавливают равным 0,2 - 0,5 максимального значения модулирующего напряжения.
SU5014647 1991-12-04 1991-12-04 Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией RU2025879C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5014647 RU2025879C1 (ru) 1991-12-04 1991-12-04 Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5014647 RU2025879C1 (ru) 1991-12-04 1991-12-04 Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025879C1 true RU2025879C1 (ru) 1994-12-30

Family

ID=21590587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5014647 RU2025879C1 (ru) 1991-12-04 1991-12-04 Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025879C1 (ru)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Бернштейн А.Я. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М.: Энергия, 1980, с.115, рис.4.1. *
2. Розанов Ю.К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.33, рис.1.3. *
3. Авторское свидетельство СССР N 892651, кл. H 02M 7/48, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6897698B1 (en) Phase shifting and PWM driving circuits and methods
US4321663A (en) Process of pulse duration modulation of a multi-phase converter
AU696720B2 (en) Unity trapezoidal wave RMS regulator
RU2025879C1 (ru) Способ управления автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией
JP2717498B2 (ja) 双方向チョッパ・トランスコンダクタンス増幅器
JPH10243642A (ja) スイッチング電源装置
US4907145A (en) Sine wave inverter
US5739711A (en) Regulation circuit for bipolar voltage switching circuits having logic circuitry using a single error amplifier for regulation of both positive and negative voltages
JPH1094266A (ja) インバータ装置
JPH09163754A (ja) 直列多重型インバータの制御装置
JPH0683402A (ja) Pwm駆動回路
JPH07143735A (ja) 電力制御装置
JPS60128882A (ja) Dcモ−タ駆動回路
SU1124420A1 (ru) Устройство дл управлени транзисторным инвертором
RU2339993C1 (ru) Способ управления обратимым импульсным преобразователем постоянного напряжения со стабилизацией предельного тока
JP2903444B2 (ja) Pwmインバータ装置
JPH02237469A (ja) Pwm制御による電源装置
SU1737675A1 (ru) Устройство дл управлени автономным инвертором
JPH019809Y2 (ru)
JP2644255B2 (ja) インバータの制御方法
JPH02161810A (ja) Pwmパルス発生装置
SU1185545A1 (ru) Устройство дл управлени вентильным преобразователем
RU2046528C1 (ru) Способ управления следящим импульсным преобразователем
JPH09285133A (ja) 電力変換器の制御装置
SU686138A1 (ru) Способ управлени трехфазным преобразователем частоты