SU1163447A1 - Устройство для управления однофазным автономным мостовым инвертором - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления однофазными автономными инверторами.

Цель изобретения - повышение помехоустдйчивости и надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства управления однофазным автономным мостовым инвертором; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления однофаз нымавтономным мостовым инвертором содержит задающий генератор 1, блок 2 управления, блок 3 пуска, подключенные к входам четырехячей— ковой пересчетной схемы 4, выходные триггеры 5-8 и выходные элементы И 9-12, связанные с входами четырех каналов формирователей 13-16 импульсов. Блок управления состоит из КЗ-гтриггера 17, входы которого подключены к переключателю 18, второго триггера 19, прямой выход которого является выходным зажимом блока управления и соединен с К-входами выходных КЗ-триггеров 5 - 8 и ι вторыми входами выходных элементов И 9-12, 5-вход через формирователь 20 короткого импульса подключен к прямому выходу КЗ-триггера 17, а К-вход триггера 19 - к клемме для подключения сигнализации "Авария"

30

10

15

20

25

2

элемента И 21, который подсоединен первым входом к инверсному выходу КЗ-триггера 17, вторым входом подключен к вспомогательному выходному зажиму четвертой ячейки пересчетной схемы 4 и выходом элемент И 21 подключен к второму К-входу Ц£-триггера 19 блока управления.

Блок 3 пуска состоит из первого элемента И 22, выход которого через элемент ИЛИ 23 подключен к 3-входу триггера первой ячейки пересчетной схемы 4, второго элемента И 24, выход которого подключен к К-входу КЗ-триггера первой ячейки пересчетной схемы 4, первый инверсный вход элемента И 24 подключен к второму входу элемента ИЛИ 23 и через формирователь 25 короткого импульса - к второму входу элемента И 22 и к прямому выходу КЗ-триггера 17. блока 2 управления. Пе^есчетная схема 4 содержит КЗ-триггеры 26-29, линии 30-33 задержки и формирователи 34-37 коротких импульсов, включенные между ячейками. При этом прямые выходы КЗ-триггеров 26-29 образуют основные, а выходы линий задержек вспомогательные выходные зажимы пересчетной схемы 4. Каждый из четырех каналов формирователей 13-16 импульсов состоит из включенных по3

1163447

4

следовательно предварительного двух*· тактного усилителя мощности, собранного на транзисторах 38.1 - 38.4 и 39.1 - 39.4 с выходными промежуточными трансформаторами 40.1- 40.4, 5

и выходного двухтактного усилителя мощности, собранного на транзисторах 41.1 - 41.4 и 42.1 - 42.4 с выходными трансформаторами 43.1 - 43.4. Первые 44.1 и 44.3 и вторые 45.1 и Ю 45,3 вторичные обмотки выходных трансформаторов выходных двухтактных усилителей мощности первого и третьего каналов формирователей импульсов соединены с аналогичными об- 15 мотками 44.2, 44.4 и 45.2, 45.4 второго и четвертого каналов формирователей импульсов, соответственно первые обмотки - концом и началом, а вторые обмотки - началом и концом. 20 Крайние зажимы каждых двух пар соединенных обмоток 46.1 и 46,2, 47.1 и 47.2, а также 48.1 и 48.2, 49.1 и 49.2 являются выходными зажимами устройства управления подключаемые 25 соответственно к входам силовых · ключей первого и второго плеч мосто* вого автономного инвертора.

Принцип работы устройства управления состоит в следующем. 30

Задающий генератор 1 формирует по первому и второму выходам две последовательности импульсов, сдвинутые одна относительно другой на 180° (фиг.' 2а,б). В исходном состоя- 35 нии, когда переключатель 18 блока

2 управления находится в положении "Стоп", триггеры 26-29 обезнулены, выходные триггеры 5-8 и выходные элементы И 9-12 закрыты нулевым сиг- 40 налом с прямого выхода триггера 19. КЗ-триггеры 26-29 обезнулены за счет того, что элемент И 22 блока пуска закрыт по второму входу нулевым сигналом с прямого выхода КЗ-триггера 45 17 и тем самым разорваны межрегистровые связи, а также за счет того,

что выходные сигналы задающего генератора 1 поступают непосредственно на К-входы КЗ-триггеров 27-29 и раз- 50 решено их прохождение через элемент И 24 на К-вход КЗ-триггера 26.

При переводе переключателя блока

3 управления в положение "Пуск" КЗ-триггер 17 устанавливается в еди- 55 нйчное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 17 поступает на первый вход элемента И 21 и тем самым

запрещает прохождение сигнала со вспомогательного выхода четвертой ячейки пересчетной схемы на К-вход КЗ-триггера 19. Формирователь 20 устанавливает указанный КЗ-триггер 19 в единичное состояние и теперь единичный сигнал с его прямого выхода разрешает прохождение сигналов через входные КЗ-триггеры 5-8 и выходные элементы И 9-12 на формирователи 13-16 импульсов. Единичный сигнал с КЗ-триггера 17 поступает на второй вход элемента И 22 в качестве разрешающего и тем самым замыкает межрегистровую связь между четвертой и первой регистровыми ячейками. Наряду с этим формирователь 25 при переходе КЗ-триггера 17 в единичное состояние формирует сигнал, которых через элемент ИЛИ 23 поступает на 3-вход КЗ-триггера 26 первой регистровой ячейки и устанавливает его в единичное состояние.

В дальнейшем работа пересчетной схемы 4 происходит следующим образом.

Первый приходящий импульс с первого выхода задающего генератора 1 через элемент И 24 поступает на К-вход КЗ-триггера 26 и переводит его в нулевое состояние. Сигнал с инверсного выхода КЗ-триггера 26 через линию 30 задержки и формирователь 34 поступает на 3-вход КЗ-триггера 26 и устанавливает его в единичное состояние. Обозначим импульсы, поступающие с задающего генератора в соответствии с их следованием 1,2,3,4,.., (фиг.2а,б). Второй импульс задающего генератора 1 формируется по его второму выходу (фиг. 1) и поступает на К-входы КЗ-триггеров 28 и 29 и не оказывает влияния на состояние пересчетной схемы 4. Третий.импульс задающего генератора 1 поступает на К-вход КЗ-триггера 27 и обезнуливает его. Сигнал с инверсного выхода КЗ-триггера 27 через линию 31 задержки и формирователь 35 поступает на 3-вход КЗ-триггера 28 и устанавливает его в единичное состояние. Считывание единицы с КЗ-триггера 28 и запись ее в КЗ-триггер 29 осуществляется четвертым импульсом задающего генератора 1, а считывание единицы с КЗ-триггера-29 и запись ее в КЗ-триггер 26 первой регистровой ячейки шестым импульсом задающего генера$

1163447

6

тора 1 и т.д. Выходные сигналы на основных и вспомогательных выходных зажимах пересчетной схемы 4 представлены соответственно на фиг.2в,д,ж,и и 2г,е,з,к. Поочередно на 5-входы выходных КЗ-триггеров 5-8 поступают сигналы со вспомогательного зажима первой ячейки, основного и вспомогательного зажимов второй ячейки и основного зажима третьей ячейки пересчетной схемы 4,

На К-входы выходных КЗ-триггеров 5-8 поочередно поступают выходные сигналы со вспомогательного зажима третьей ячейки, основного и вспо- 15 могательного зажимов четвертой, ячейки, основного зажима первой ячейки пересчетной схемы 4. Сигналы на прямых выходах выходных триггеров 5-8 приведены на фиг.2л, 20

м,н,о. Сигналы с прямых выходов выходных КЗ-триггеров 5-8 непосредственно, а с инверсных выходов через открытые элементы И 9-12 поступают на входы транзисторов 38.1- 25

38.4, 39.1-39.4 предварительных усилителей мощности, для питания которых использован тот же источник 50 питания, что и для питания логической части устройства управле- 30 ния. Выходные промежуточные трансформаторы 40.1-40.4 предварительных усилителей мощности обеспечивают гальваническую разрядку цепей логической части устройства управле- 35 ния и выходных усилителей мощности, которые Запитаны от отдельного источника 51 питания. За счет последовательно-согласного включения вторичных обмоток выходных трансформаторов <0 43.1-43.4 выходных усилителей мощности первого и второго и соответственно третьего и четвертого каналов формирователей импульсов осуществляется суммирование их выходных напря- 45 жений. Так как напряжения на выходных зажимах 46.1, 46.2 и 47.1 и 47.2, а также 48.1, 48.2 и 49.1, 49.2 инверсны один другому, то на фиг. 2п,р приведены только кривые напряжений на 50 зажимах 46.1, 46.2 и 48.1, 48.2.

Данные напряжения поступают на анодную пару транзисторов инвертора, тогда как инверсные им напряжения с зажимов 47.1, 47.2 и49.1, 49.2поступа- 55 ют на катодную пару транзисторов ии вертора. На фиг. 2с показана кривая выходного напряжения инвертора.

Во время формирования нулевых напряжений на выходе инвертора управляющие " импульсы на включение с формирователей попеременно присутствуют 5 на катодной и анодной паре транзисторов инверторов (фиг. 2п,р,с). Этим , достигается независимость формы кривой выходного напряжения инвертора от параметров нагрузки инвертора. Кроме того, выходные сигналы формирователей импульсов (фиг.2п,р) содержат нулевые паузы между реверсами напряжения для исключения сквозных токов в силовых плечах инвертора и величина их обычно не превышает нескольких микросекунд. Величины пауз устанавливаются с помощью линий ' 30-33 задержек в зависимости от типа используемых силовых ключей инвертора .

»

Для снятия выходных импульсов устройства с силовых ключей инвертора переключатель 18 блока управления переводится в положение "Стоп" и соответственно КЗ-триггер 17 переходит в нулевое положение. Нулевой сигнал с прямого выхода КЗ-триггера 17 запрещает прохождение сигналов через элемент И 22 на запуск КЗ-триггера 26 первой пересчетной ячейки. Пересчетная схема 4 под воздействием сигналов задающего генератора 1 досчитывает до четвертой ячейки, после чего все триггеры 26-29 находятся в нулевом положении. Наряду с этим единичный сигнал с инверсного выхода КЗ-триггера 17 разрешает прохождение сигналов через элемент И 21. Поэтому сигнал со вспомогательного зажима четвертой ячейки пересчетной схемы 4 поступает через элемент И 21 на К— вход второго КЗ-триггера 19 блока 3 управления. При этом нулевой сигнал КЗ-триггера 19 запрещает прохождение сигналов через выходные триггеры 5-8 и выходные элементы И 9-12 с пересчетной схемы 4, которая также обезнулена, на вход формирователей импульсов. Транзисторы 38.1-38.4 и 39.1-39.4 предварительных усилителей мощности закрыты. Таким образом, выключение инвертора (фиг.2) заканчивается формированием отрицательной полуволны выходного напряжения.

Запрет на прохождение сигналов

на формирователи импульсов поступа7 1163447 8

ет не сразу по осуществлении команды "Стоп", а по сигналу со вспомогательного зажима четвертой ячейки пересчетной схемы 4, т.е. по окончании формирования отрицательной полуволны выходного напряжения.

Применение предлагаемого устройства позволит упростить формирование импульсов управления, сделать . невозможным одновременное включение

5 ключей в плече инвертора, что повышает надежность и помехоустойчивость устройства.

ΦιλΙ

!

1163447

Μ—_1

&,-ΛГмГ—1

Π........

?27_-1_____

ЛДя__

Ъв__

Л3з2

Τ29_

«Л%яДту ...Γ~ΣΣΣ

Ту___ 1..........

7> ___

ТВ 1___

ьв-ю' I

й

ί

т

τζη

Γ~

Iов-ьв

Л

τ

Ι

3

1

--1 1 - т 1 ·:±-^

Фиг.2

8

Л_«'

_<Γ

_β

_г

-д

_£

_Ж

3

и

к

" "" л

/У

_н

_О

п

С

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ АВТОНОМНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее задающий генератор, блок управления, состоящий из двух КЗ-триггеров и включенных переключателя на входе первого КЗ-триггера и формирователя коротких импульсов между прямым выходом первого и 3-входом второго КЗ-триггеров, источник сигнала "Авария", подключенный к К-входу второго КЗ-триггера, блок пуска, состоящий из двух элементов И, элемента ИЛИ

   и формирователя короткого импульса, выходом подключенного к первому входу элемента ИЛИ и инверсному входу первого элемента И, а входом - к нервому входу второго элемента И и прямому выходу первого КЗ-триггера и блока управления, четырехячейковую пересчетную схему, каждая ячейка которой состоит из КЗ-триггера и подключенных последовательно линии задержки и формирователя коротких импульсов между инверсным выходом КЗ-триггера исходной ячейки и 3-входом КЗ-триггера следующей ячейки, выход формирователя коротких импульсов четвертой ячейки соединен с 8-входом КЗ-триггера первой ячейки через второй вход второго элемента И и выход элемента ИЛИ блока пуска, прямой выход КЗ-триггера каждой ячейки и выход линии задержки являются соответственно основным и вспомогательным выходными зажимами каждой ячейки, К—входы КЗ—триггеров второй, третьей, четвертой ячеек подключены соответственно к первому и второму выходам задающего генератора, при этом К-вход КЗ-триггера первой ячейки подсоединен к выходу первого элемента И блока пуска, четыре выходных элемента И, подключенные одним из входов к прямому выходу второго КЗ-триггера блока управления, и четыре формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе и помехозащищенности, оно снабжено в блоке управления элементом И, каждый из четырех формирователей импульсов выполнен в виде включенных последовательно предварительного двухтактного усилителя с выходным промежуточным трансформатором и выходного двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором, четырьмя выходньми КЗ-триггерами, при этом элемент И блока управления подключен первым входом к инверсному выходу первого КЗ-триггера блока управления, вторьм входом подключен к выходу линии задержки четверо той ячейки пёресчетной схемы, выходом указанный элемент И подключен к К-входу второго КС-триггера блока управления, поочередно 3-входы вы1163447

   ходных КЗ-триггеров подключены к выходу линии задержки первой, выходам КЗ-триггера и линии задержки второй, выходу КЗ-триггера третьей ячеек пересчетной схемы, К-входы выходных КЗ-триггеров поочередно подключены к выходу линии задержки третьей, выходам КЗ.-триггера и линии задержки четвертой, выходу КЗ-триггера первой ячеек пересчетной схемы, поочередно прямые выходы выходных КЗ-триггеров и выходы выходных элементов И каждой пары ячеек подсоединены к входам предварительного двухтактного усилителя мощности соответственно каждого формирователя импульсов, а инверсные выхода каж1163447

   дого из выходных КЗ-триггеров и вто· рые К-входы подключены поочередно к первому и второму входу соответст· вующих выходных элементов И, первые и вторые вторичные обмотки выходных трансформаторов выходных двухтактных усилителей мощности первого и третьего формирователей импульсов соединены с аналогичными обмотками второго и четвертого формирователей импульсов, соответственно первые об· мотки - концом и началом, а вторые обмотки - началом и концом, причем крайние зажимы каждой пары соединенных обмоток предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя.

   1