SU1083326A1 - Устройство дл управлени мостовым инвертором - Google Patents

Description

Устройство относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  реверсивного управлени  двигателем посто нного тока в системах автоматического управлени . В подобных системах информаци , преобразуема  в широтно-импульсное напр жение управлени  электроприводом, нередко представл ет собой информационный параметр, пропорциональный некоторому несущественному параметру (например , интенсивности).

Известно устройство дл  регулировани  и реверсировани  скорости вращени  электродвигателей посто нного тока с использованием принципа широтно-импульсной модул ции ЕП.

Недостатком указанного устройства  вл етс  то, что в нем не предусмотрены меры по устранению сквозных токов в плечах мостового инвертора, вследствие чего оно имеет низкую надежность , а также не обеспечивает помехоустойчивости и стабильности выходных характеристик.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  мостовым ин-: вертором, содержащее предварительный усилитель, фазочувствительный выпр митель , компараторы, генератор пилообразного напр жени , делитель напр жени , второй компаратор, соединенный с первым компаратором и делителем напр жени , причем выход фазочувствительного выпр мител  через делитель напр жени  .подсоединен к входам компараторов , а выход генератора пкАо- образного напр жени  св зан с общей точкой соединени  компараторов, выходы которых подключены к входам мостового инвертора 2.

НедоС татком известного устройства  вл етс  ухудшение точности преобразовани  при значени х входного сигнала , соизмеримых с уровнем помех, кроме того, в нем не предусмотрены меры обеспечени  стабильности выходных характеристик при изменении интенсивности входного сигнала.

Цель изобретени  - повьшение стабильности выходных характеристик путем обеспечени  независимости результата преобразовани  от уровн  входного сигнала и повьшение помехоустойчивости путем автоматического исключени  из диапазона преобразовани  значений информационного параметра, соизмеримых с уровнем помех.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, устройство дл  управлени  мостовым инвертором, содержащее предварительный усилитель, первый выход ко5 торого соединен с входом фазочувствительного выпр мител , делитель напр жени , первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго компараторов, вто0 рые входы которых соединены с выходом генератора пенообразного напр жени , а выходы компараторов предназначены дл  соединени  с управл ющими входами мостового инвертора, снабжено фор5 мирователем модул  сигнала, регул тором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управл ющий вход генератора пилообразного

0 напр жени  соединен с выходом формировател  модул  сигнала и входом делител  напр жени , выход фазочувствительного выпр мител  соединен с первыми -входами третьего и четверто5 го компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входами первого и второго компараторов, тре-

0 тий выход делител  напр жени  соединен с входом регул тора зоны нечувствительности , выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формироватеJ л  модул  сигнала соединен с вторым выходом предварительного усилител , выходы третьего и четвертого компараторов св заны соответственно с управл ющими входами первого и второго

Q ключей.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства дл  управлени  мостовым инвертором; на фиг. 2 диаграммы , по сн ющие его работу.

5 Устройство дл  управлени  мостовым инвертором содержит предварительный усилитель 1, фазочувствительный выпр митель 2, формирователь 3 модул  сигнала, регул тор 4 зоны не«4увстQ рительности, делитель 5 напр жени , первьй, второй, третий и четвертый компараторы 6-9, первый и второй ключи 10 и 11, управл емьй генератор 12 пилообразного напр жени , мостовой инвертор 13.

Все узлы устройства могут быть реализованы на операционных усилител х , например 140 УД7, и аналоговых ключах, например 168КТ2. 3 На фиг. 2 обозначены сигналы, получаемые на втором и третьем выходах делител  5 напр жени  К, (2.1); сигнал, получаемый на выходе генератора пилообразного напр жени  (2,1); сигналы и, пoлyчae iыe на выходах компараторов 6 и 7 при отсутствии входного сигнала U (2.2 и 2.3); сумма сигналов, поступающих. с выхода фазочувствительного выпр мител  2 и делител  5 напр жени  на входы компараторов 6 и 7 К UrK, , U(2.4); сигналы, поступающие с выхода компараторов при наличии входного сигнала ,U (2,5 и 2,6), Устройство работает следующим образом. На вход предварительного усилител  1 подаетс  сигнал, содержащий информационньй параметр К (например коэффициент амплитудной модул ции), подлежащий преобразованию в ШИМ напр жени  управлени  электроприводом С первого выхода предварительного усилител  1 на вход фазочувствитедьного выпр мител  2 подаетс  составл кща  входного сигнала, пропорциональна  информационному параметру и уровню входного сигнала (например, огибающа  амплитудно-модулированного сигнала), а на втором выходе предварительного усилител  1 образуетс  выпр мленное значение входного сигнала (например, несущей) .UCi). Если прин ть коэффициенты передачи фазочувствительного выпр мител  2 и формировател  3 модул  сигнала, представл ющего, например, фильтр НЧ, равным единице, то их выходные сигналы имеют соответственно вид

(1)

,п ( 2)

U2 U

Пол рность напр жени  (2) определ етс  знаком регулируемого параметра системы АР (направлением вращени  электропривода),

Напр жение (t) подаетс  на первы входы компараторов 8 и 9 и на сигнальные входы ключей 10 и t1, а напр жение (2) - на вход делител  5 напр жени , третьим выходом подключенного к входу регул тора 4 зоны нечувствительности, представл ющего собой регулируемый делитель напр жефициентами передачи делител . 5 напр жени  и регул тора 4 зоны и не зависит от уровн  входного сигнала.

Выходные напр жени  компараторов 8 и 9 поступают соответственно на управл ющие входы ключей 10 и 11, причем при

,р( |Kpgr Кдрд ключи закрыты.

При этом на первые входы компараторов 6 и 7 с второго и третьего выходов делител  5 поступают соответственно равные по величине и противоположные по знаку напр жени  смещени  Jc 1иLlcм2 Уровень которых выбираетс  в зависимости от длительности фронта переключени  плеч мостового инвертора 13:

(6) (7)

где Ki - коэффиг ент передачи делител  напр жени  по второму выходу, определ ющий длительность задержки на переключение транзисторов мостового инвертора 13,

На вторые входы компараторов 6 и 7 поступает пилообразное напр жение , формируемое генератором 12, амплитуда которого пропорциональна напр жению (2):

и ,(8)

где К 4 коэффициент пропорциональности между уровн ми напр жени  и амплитудой пилообразного напр жени . 6 НИН, выходное напр жение которого имеет вид дел Крег ди к, где К.„ - коэффициент передачи делиЛ гтел  5 напр жени  по первому выходу; К - коэффициент передачи регул тора 4 зоны нечувствительности . Напр жение (3) подаетс  на вторые входы компараторов 8 и 9, при этом в зависимости от пол рност напр жени  (1) срабатывает один из Указанных компараторов, при условии, если уровень напр жени  (1), подаваемого на их первые входы, превышает уровень напр жени , подаваемого на их вторые входы, т.е, lU UKper Кдеди , (4) подставив (2) в (5), получим |K( К per , (5) Выражение (5) определ ет условие срабатывани  компараторов 8 и 9. Как видно из (5), порог срабатьюани  компараторов 8 и 9 определ етс  коэфПри переходе пилообразного напр  жени , например, от положительного полупериода к отрицательному компараторы 6 и 7 переход т от одного устойчивого состо ни  в другое, при этом фронт перключени  компаратора не совпадает с фронтом переключени  компаратора 7 и, следовательно, исключаетс  возможность по влени  сквозных токов. При |К |7/|К с.р1 третьи входы компараторов 6 и 7 через ключ 10 или 11 в зависимости от пол рности сигнала (1) подключаютс  к выходу фазочувствительного выпр мител  2 новременно с напр жени ми смещени  (6) и (7), поступающими на их первые входы. Уровни сигнала (1)

1}

Н1

/г

ей

а1д

Я определ ют врем  включени  плеч мостового инвертора, а напр жени  (6) и (7) - длительность задержки переключени , исключающей возможность по влени  сквозных токов. По эпюрам фиг. 2 видно, что врем  включени  плеч мостового инвертора не зависит от уровн  входного сигнала . Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает независимость результата преобразовани  от уровн  входного сигнала, кро-. ме того, регулируема  зона нечувствительности не зависит от уровн  входного сигнала, что повьппает стабильность и помехоустойчивость.

t/

й/

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее предварительный усилитель, первый выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя; делитель напряжения, первый й Второй выходы которого соединены с первыми входа-ми первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а выходы компараторов предназначены для соединения с управляющими входами мостового инвертора, о тличающе е с я тем, что, с целью повышения стабильности выходных характеристик путем обеспечения независимости результата преобразования от уровня входного сигнала и повышения помехоустойчивости путем автоматического исключения из диапазона преобразования значений информационного параметра, соизмеримых с уровнем помех, оно снабжено формирователем модуля сигнала, регулятором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя модуля сигнала и входом делителя напряжения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с первыми входами третьего и четвертого компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входами первого и второго компараторов, третий выход делителя напряжения соединен с входом регулятора зоны нечувствительности, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формиров'ателя модуля'сигнала соединен с вторым выходом предварительного усилителя, выходы третьего и* четвертого компараторов соединены соответственно.с управляющими входами первого и второго ключей.