RU2714297C1 - Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой - Google Patents

Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой Download PDF

Info

Publication number
RU2714297C1
RU2714297C1 RU2018137319A RU2018137319A RU2714297C1 RU 2714297 C1 RU2714297 C1 RU 2714297C1 RU 2018137319 A RU2018137319 A RU 2018137319A RU 2018137319 A RU2018137319 A RU 2018137319A RU 2714297 C1 RU2714297 C1 RU 2714297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
decoder
pulses
flip
outputs
flops
Prior art date
Application number
RU2018137319A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Алексеевич Васильев
Дмитрий Павлович Романцов
Original Assignee
Борис Алексеевич Васильев
Дмитрий Павлович Романцов
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 Борис Алексеевич Васильев, Дмитрий Павлович Романцов filed Critical Борис Алексеевич Васильев
Priority to RU2018137319A priority Critical patent/RU2714297C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2714297C1 publication Critical patent/RU2714297C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/451—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/28—Controlling the motor by varying the switching frequency of switches connected to a DC supply and the motor phases
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • H02P25/062—Linear motors of the induction type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для управления трехфазными двигателями, и может быть использовано в промышленности (в автомобилестроении, а также в производствах, где используются управляемые по скорости вентиляторы и насосы). Техническим результатом является обеспечение управления скоростью и мощностью двигателя. Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой выполнен в виде генератора перестраиваемой частоты, соединенного с двоичным счетчиком, выходы которого соединены с дешифратором; последний выход дешифратора, кратный трем, но не менее шести, соединен с входом сброса счетчика, что создает базу для формирования трехфазного напряжения. Устройство снабжено переключателем на три направления, который имеет не менее двух положений, тремя RS-триггерами, и выполнено таким образом, что передние фронты импульсов в трех фазах формируются за счет подачи на входы S RS-триггеров импульсов с дешифратора, обеспечивающих сдвиг между фазами 120 градусов; задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора через три направления переключателя к входам R RS-триггеров. Ширина импульсов регулируется положением переключателя. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для управления трехфазными двигателями и может быть использовано в промышленности (в автомобилестроении, а также в производствах, где используются управляемые по скорости вентиляторы и насосы).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой» (http://www.tehnari.ru/attachments/f23/12439d1272245472-aaiadhaoidh-odh-ooaciiai-oiea.jpg).
Принцип действия прототипа основан на том, что с помощью генератора перестраиваемой частоты задается последовательность импульсов исходной частоты, которая подается на микросхему К561ИЕ8, представляющую собой 4-х разрядный двоичный счетчик импульсов с дешифратором. 6-ой выход микросхемы соединен с ее входом сброса R, что позволяет создать базу из 6-ти шагов, с помощью которой можно сформировать 3-х фазное напряжение. Каждая фаза формируется с помощью 3-х элементов «ИЛИ», реализованных на диодах и резисторах. Элементы «ИЛИ» подключены к выходам микросхемы К561ИЕ8 таким образом, чтобы обеспечить формирование 3-х фазной импульсной последовательности, причем ширина импульсов фиксирована и определяется количеством входов схем «ИЛИ».
Недостатком прототипа является отсутствие возможности управления шириной трехфазных импульсов.
Указанный недостаток устраняется в предлагаемом изобретении. Техническим результатом изобретения является возможность управления скоростью электродвигателя и его мощностью.
Названный технический результат достигается тем, что генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой снабжен переключателем на три направления, тремя RS- триггерами, счетчик с дешифратором разделены и в дешифраторе использованы 13 выходов, выход 12 дешифратора соединен с входом сброса R счетчика, вход S первого RS-триггера соединен с 0 выходом дешифратора, а вход S второго RS-триггера соединен с 4 выходом дешифратора, вход S третьего RS-тригтера соединен с 8 выходом дешифратора. Задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора через направления переключателя к входам R RS- триггеров. Минимальная ширина импульсов получается при положении переключателя (и всех направлений) - 1, удвоенная ширина импульсов будет при положении переключателя - 2, утроенная при положении - 3, учетверенная при положении - 4.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре изображена функциональная схема генератора трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой.
Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой выполнен в виде блока генератора перестраиваемой частоты 1, частота которого может регулироваться, например, переменным резистором. Выход генератора перестраиваемой частоты соединен со входом блока 2 счетчика, количество разрядов которого может быть от трех и более. На фигуре приведен 4-х разрядный двоичный счетчик. Выходы с каждого разряда счетчика подаются на блок 3 -дешифратор. Выходов дешифратора может быть использовано от 7 и выше, но это число должно быть кратно трем плюс единица. На фигуре приведен дешифратор с 13 выходами (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12). Двенадцатый выход дешифратора соединен с входом сброса R счетчика 2, что обеспечивает деление частоты генератора перестраиваемой частоты на 12. Промежуток между фазами в этом случае равен 12:3=4. Таким образом, если формирование импульса первой фазы начать с «0», то формирование импульса второй фазы будет с вывода «4», а третьей - с вывода «8». Эти выводы соединены соответственно со входами S RS-триггера 4, RS-триггера 5, RS-триггера 6. Переключатель 7 состоит из трех направлений - 8, 9 и 10, причем первые входы направлений соединены с такими выводами дешифратора, которые обеспечивают минимально требуемую ширину импульсов. Если требуется самая малая ширина импульсов, то первые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 1,5 и 9 выходами дешифратора, вторые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 2,6 и 10 выходами дешифратора, третьи входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 3,7 и 11 выходами дешифратора, четвертые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 4,8 и 12 выходами дешифратора. Количество положений переключателя 7 может быть от 2 и больше, но скважность сформированных импульсов не должна превышать 50%. Выходы направлений 8, 9 и 10 переключателя 7 соединены с входами R RS-триггера 4, RS-триггера 5 и RS-триггера 6.
Устройство работает следующим образом. При использовании генератора трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой для работы с трехфазным двигателем, при разгоне двигателя устанавливают минимальную частоту генератора перестраиваемой частоты 1, а переключатель 7 устанавливается в положение, обеспечивающее максимальную ширину импульса (в приведенном на фигуре устройстве это положение 4). При увеличении частоты генератора перестраиваемой частоты 1 двигатель набирает обороты. При выходе на необходимый стационарный скоростной режим можно при помощи переключателя 7 подобрать оптимальную ширину импульсов, при которой их энергии будет достаточно для работы двигателя и расход электроэнергии будет минимальным.
Испытание устройства в рабочих условиях подтвердили его работоспособность. При управлении авиационным асинхронным двигателем с номинальным напряжением питания 115 вольт 400 герц изменялась частота импульсов, подаваемых на двигатель, от 20 герц до 1200 герц, что позволяло изменять скорость двигателя от 0 до трех номинальных. Уменьшение ширины импульсов при выходе на стационарный режим позволяет уменьшить величину потребляемого тока на 15-20%.

Claims (1)

  1. Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой, состоящий из генератора перестраиваемой частоты, двоичного счетчика импульсов, дешифратора, отличающийся тем, что в генератор трехфазного тока введены переключатель на три направления, три RS-триггера, а количество выходов дешифратора равно коэффициенту деления входной частоты от генератора перестраиваемой частоты, увеличенное на единицу, который кратен трем и не менее шести, при этом промежуток между выводами дешифратора для формирования фаз определен путем деления коэффициента деления на три, а выход дешифратора, равный коэффициенту деления, соединен с входом сброса R счетчика, вход S первого RS-триггера соединен с выходом начала первого промежутка дешифратора, а вход S второго RS-триггера соединен с выходом конца первого промежутка дешифратора, вход S третьего RS-триггера соединен с выходом конца второго промежутка дешифратора, а задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора к входам R RS-триггеров по трем направлениям переключателя.
RU2018137319A 2018-10-22 2018-10-22 Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой RU2714297C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137319A RU2714297C1 (ru) 2018-10-22 2018-10-22 Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137319A RU2714297C1 (ru) 2018-10-22 2018-10-22 Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714297C1 true RU2714297C1 (ru) 2020-02-14

Family

ID=69625829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137319A RU2714297C1 (ru) 2018-10-22 2018-10-22 Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714297C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55147694A (en) * 1979-04-30 1980-11-17 Siemens Ag Digital semiconductor circuit of monolithic integration
DE3032705A1 (de) * 1980-08-30 1982-05-06 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung eines zeitprogrammgebers
US4352995A (en) * 1979-11-05 1982-10-05 Hitachi, Ltd. Pulse generating circuit with clock pulse ceasing feature
SU1376209A1 (ru) * 1985-11-05 1988-02-23 Донецкий политехнический институт Способ регулировани частоты вращени трехфазного асинхронного электродвигател
RU2422984C2 (ru) * 2009-08-04 2011-06-27 Курское открытое акционерное общество "Прибор" Формирователь импульсов
RU2517423C1 (ru) * 2012-11-07 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем
US20180198444A1 (en) * 2015-07-08 2018-07-12 Power Integrations Switzerland Gmbh Communicating across galvanic isolation, for example, in a power converter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55147694A (en) * 1979-04-30 1980-11-17 Siemens Ag Digital semiconductor circuit of monolithic integration
EP0018573B1 (de) * 1979-04-30 1984-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Monolithisch integrierte digitale MOS-Halbleiterschaltung
US4352995A (en) * 1979-11-05 1982-10-05 Hitachi, Ltd. Pulse generating circuit with clock pulse ceasing feature
DE3032705A1 (de) * 1980-08-30 1982-05-06 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung eines zeitprogrammgebers
SU1376209A1 (ru) * 1985-11-05 1988-02-23 Донецкий политехнический институт Способ регулировани частоты вращени трехфазного асинхронного электродвигател
RU2422984C2 (ru) * 2009-08-04 2011-06-27 Курское открытое акционерное общество "Прибор" Формирователь импульсов
RU2517423C1 (ru) * 2012-11-07 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем
US20180198444A1 (en) * 2015-07-08 2018-07-12 Power Integrations Switzerland Gmbh Communicating across galvanic isolation, for example, in a power converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6580235B2 (en) Electric motor with two modes of power supply switching
Nagarajan et al. Implementation of chopper fed speed control of separately excited DC motor using PI controller
JP2011135775A (ja) 電子励起式モータ
RU2714297C1 (ru) Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой
US3348110A (en) Electronic control of motors
RU2610713C1 (ru) Шаговый электропривод
SE455147B (sv) Elektrisk vexelriktare
CA1037557A (en) Control of rotary-field electric machines
CN113271052A (zh) 具有可变的与转速相关的开关频率的脉冲逆变器
US3581175A (en) Speed control circuit with two voltage sources to enable precise speed control over a large speed range
Deshpande et al. New converter configurations for switched reluctance motors wherein some windings operate on recovered energy
CN101427458B (zh) 借助三相控制器来控制三相电动机电流的方法和装置
CN109818547B (zh) 具有电流检测器的电动机驱动装置
Verma et al. Analysis of total dc-bus current in single-pulse-operated switched reluctance machine drive
EP1126590A3 (en) Power unit including a three-phase generator and a cycloconverter having three-phase input voltage and single phase output voltage
Bellini et al. Mixed mode PWM for high performance stepping motors
Babu et al. FPGA based speed controller for 8/6 switched reluctance motor using hysteresis controller
Vipin et al. Hardware implementation of space vector PWM control of Permanent Magnet Synchronous Motor
Kanti et al. Speed Control of Three-Phase Induction Motor using FPGA
Pillai et al. A study on occurance of a nonlinear phenomenon: chaos in a DC chopper drive
Lopez et al. A low-cost adjustable speed drive for three phase induction motor
Ayyildiz et al. Soft starter circuit design for single phase squirrel cage induction motor
Covino et al. Analysis of braking operations in present-day electric drives with asynchronous motors
Adamski et al. Analysis of the influence of phase supply angular range on the parameters of a switched reluctance motor
Bilyk Mazurenko LI, Doctor of Technical Sciences, Professor, Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine (UKRAINE) Dzhura OV, Candidate of Technical Sciences (PhD), Senior Research Officer, Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of