SU1239810A1 - Устройство дл управлени мостовым инвертором со слежением за кривой выходного напр жени - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к anjKipoTexHHKe и может быть использовано при создмши частотно-регулируемых электроприводов на .базе автономных инверторов напр жени .

Цель изобретени  - обеспечение на всем диапазоне регулировани  частоты и напр жени  номинальной загрузки вентилей и цепей коммутации инвентора,

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип его работы.

В состав устройства входах генератор 1 управл ющего синусоидального сигнала, св - занньш с шнycoвым входом сумматора 2. На плюсовый вход сумматора 2 через нормирующий усшштель 3 поа-упает выходное нап12398102

сумматора 2  вл етс  зар дным напр жением интегратора 4 с накопительным элементом 5, определ   крутизну его выходного сигнала Уд, имеющего близкую к линейной знако5 переме1иую форму.

Напр жение U4 периодически и поочередно сравниваетс  в компараторах 7 и 8 с по- ;роговы1Уш сигналами. В качестве положитель.- ного порогового сигнала, поступающего на 10 второй вход компаратора 7, при формирований положительной полуволны выходного налр жени  служит напр же}ше датчика 16 амплитуды положительной полуволны выходной кривой 1швертора пороговым напр - 15 же1шем  вл етс  напр женке U источника 11 посто нного напр же1ш .. Соответственно в качестве отрицательного порогового напр жени  на второй . вход колспаратора 8 при формировании положительной полуволны с интегратором 4, в состав которого входит 20 поступает сигнал U источника 12, а накопитель1а.1Й элемент (конденсатор) 5, зашун- при формировании отрицательной полуволны

р жение 1 шертора Ug,,  вл ющеес  нап- р же}шем обратной св зи. Сумматор 2 св зан

гарова1шьш нормально разомкнутым ключом 6. Выход интегратора 4 св зан с входами компараторов 7 и 8, к вторым входам которых через двухпозищюнные юпочи 9 и 10 ; подсоеп нены истощшки II и 12 посто  шо- го напр жешш.

К выходу генератора 1 зшравл ющего нап: .р жени  подключен нуль-орган 13, св за шьш с управл ющей цепью ключа бис входом счетного триггера 14, а также два датчика амплитуды управл ющего сигнала: отрицательной полуволны (блок 15) и положительной полуволны (узел 16), выходы которых присоединены соответственно к вторым клеммам клю- чей 10 и 9. Выход компаратора 7 св зан о R-входом, а компаратора 8 - с S-входом второго счетного триггера 17, на установочный вход которого через котаюнктор 18 пост упают сигналы с нуль-органа 13.. Выход триггера 17 св зала с вторым входом конъюиктора 18 и с раснреде;штелем 19 управл ющих импульсов, второй вход которого подсоединен к пр мому выходу триггера 14, св за1шого также с управл ющей цепью ключа 9. Hiffiepci ibm выход триггера 14 присоединен к управл ющей цепи кпюча 10.

Генератор 1 управл ющего сигнала форми- {)ует близкое к синусоидальному напрюкение и 4 , амплитуда и частота которого определ ют величину и частоту выходного напр же;

11ИЯ инвертора и . Сигнал U вы штаетс  к сумматоре 2 из приведенного значени  выходного напр же1ш  шшертора ,,,, поступающего с выхода инвертора через усилитель 3 с коэффи1)гие1гтом передачи К, обес- печиваю1дий согласование по уровню выходного сигнала инвертора с напр жением систе- глы управлени . Разностный сигаал с выхода

выходного напр жени  инвертора на компаратор 8 приходит напр жеш1е U датчика 15 амп.1штуды отрицательной полуволны уп| )авл ющего сигнала.

Переключе1ше даухпозицнонных ютючей 9 И 10, св занных с вторыми входами компараторов 7 и 8, производлтс  по командам триггера 14, поступаюидам, соответствегшо, с

пр мого и ишерсного выходов триггера 14, выходное напр жение на пр мом выходе которого изображено на фиг.2 и обозначено как Ui4 . В свою очередь, переютючеште триггера 14 осуществл етс  но сигналам нуль-органа 13, фиксирующего моменты перехода синусоидальной кривой сигнала V генератора 1 через ноль и вырабатывающего в эти моменты короткие импульсы пололштельной пол рности .

В моменть равенства напр жений на входах компараторов 7 и 8 указатшыми блоками вырабатываютс  поочередные команды на переютюченне триггера 17, в моменты срабатывани  которого производитс  формирова- Ш1е фронтов импульсов кривой выходаого шшр жсгш  инвертора. Форма выход юго сигнала триггера 17 в данном i случа е практически повтор ет форму напр жени  Ug,,,;Благодар  тому, что в качестве пороговых напр жений, попеременно . к вторым входам компараторов 7 и 8, использованы сигаалы датчиков 15 и 16, равные амплитуды полуволн управл ющего сигнала U , рост величины управл ющего напр жени , вызьшаю1ций увеличение крутизнь сигнала U

иьп-егратора 4, приводат к пропорциональному росту порогового напр же1-ш (сигналы U,g и U,g ) и, соответственно, увеличению абсолютной величига. разности между уровн ми порого

вых сигналов (значени  U ( - U,j ) при формировании положительной полуволны выходного напр жени  инвертора и значени  . (U g - и,2 ) при формировании отрицательно полуволны), Количество импульсов в полувол не выходной кривой инвертора при регулировании величины управл ющего напр жени  U, остаетс  практически неизменным, близким к посто нному оказываетс  также значение средней на полупериоде частоты коммутации. При регулировагши частоты выходного напр же1ш  инвертора (изменение частоты синала и) будет происходить последовательное изменение числа импульсов в полуволне выходной кривой, однако средн   частота коммутации в схеме на всем диапазоне регулировани  будет оставатьс  в пределах номинальных значе1шй.

Короткие импульсы положительной пол рности , вырабатываемые нуль-органом 13 в моменты перехода синусоидального сигнала и ( через ноль, вызьшают кратковременное замыкшше ключа 6, периодически закорачивающего на границах полупериода накопительный элемент 5 шггегратора 4, и способствующего тем самым повыше}шю степени, симметрии формируемой выходной кривой инвертора . Одновременно импульсы нуль-органа 13 поступают на коньюнктор 18. При сдинивдом сигнале на выходе триггера 17, чему соответ ствует этап формировани  очередного импульса кривой вь ходного напр же1ш  (возможные режимы при процессе регулировани  выходной кривой), имнульсы нуль-органа 13 через коньюнктор 18 поступают на установочный вход триггера 17 и измен ют его состо ние, способству  ускорешюму формирова1шю заднего фронта крайнего на полупериоде импульса , после чего в кривой выходного напр жени  нач1 наетс  формирова1ше паузы нулевого уровн . Благодар  этому достигаетс  определеьшость в последовательности переключени  силовых вентилей инвертора при смене пол рности выходного напр жени  и облегчаетс  постронение контуров искусственной коммутации вентилей.

Номинальна  частота переключени  вентилей силовой схемы, допустимые значени  которой определ ютс  в основном частотными свойствами самих вентилей и цепей коммутации, задаетс  соответствующим подбором коэффициента передачи усилител  3 и величиной напр жегшй U, и U, источников И и 12. Необходимый пор док формировани  имггульсов и пауз в кривой выходного напр жени  мостового инвертора-обеспечивает логический распределитель 19. Дл  определенности считают, что при формировании положительной полуволны выходного нап0

5

0

5

0

5

0

0

5

Wд ху W

р жешс  включены вентили А и С , при формировании нулевой фазы - А и & , соответственно на отрицательной полуволне при формировании импульсов включены S к Р , на нулевой паузе - С и D . Обознача  сигнал на выходе триггера 17 через X, а на первом выходе .триггера 14 - через У, получаем логические уравнени , характеризующие распределитель 19:

-f ху у ху + ху

We ху + xf

Wj ху -f ху V Таким образом, добавление в известную схему системы управлени  инвертором с интегральным слежеьшем небольщого количества допол{штельных элементарных блоков позвол ет осуществить близкую к номинальной токовую загрузку вентилей и цепей комму- тащш иьгвертора на всем диапазоне регули ро- вани  частоты и величины напр жени  инвертора . Во всех режимах работь простыми схемотех1шческим1 средствами обеспечиваетс  посто нство средней частоты коммутации в силовой схеме. Схема пол рности выходного напр л( производитс : на интервалах- пауз нулевого уровн , что также облегчает услови  функционировани  коммутационных узлов и исключает режимы их возможностей перегрузки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  мостовым инвертором со слеже1шем за кривой выходного напр жени , содержащее распределитель управл ющих импульсов, два источника посто нного напр жещ( , генератор управл ющего сину- соидапьного сигнала, св занный с NfflHycoBMM входом сумматора, плюсовой вход которого через нормирующий усилитель подсоедин етс  к выходу И1шертора, причем выход сумматора П9Д1слючен к интегратору с накопительным элементом, а выход интегратора - к первым входам даух компараторов, о т л и ч а ю - щ е е с   тем, гго, с целью обеспечени  на всем диапазоне регулировани  частоты и напр же1ш  нo ЯIHaлыIoй загрузки вентилей и цепей коммутащш инвертора, оно снабжено датчикаьш амплитуды положительной и отрицательной полуволн зшравл ющего сигнала, ryль-органом, ключом, шунтирующим накопительный элемент интегратора, счетным триггером , триггером с установочным и R-и 5 - входазд, конъю1п тором и двум  двухпозици- ОШ1ЫМИ ключами, причем генератор, управл ющего сигнала св зан с нуль-органом и с указанными датщками, выход нуль-органа подсоединен к управл ющей цепи ключа.

   шунтирующего накопительньп элемент интегратора и к входу счептого триггера, общие клеммы двухпозиционных ключей св заны с вторыми входами соответствующих компараторов , первые клеммы двухлозиционных ключей присоединена к соответствующим исто никам посто нного напр жени , втора  клемма первого двухпозицио1шого ключа св зана с датчиком амплитуды положительной полуволны

   управл ющего сигнала, а втора  клемма второ- Q л , а второй вход распределител  подключен го двухпозидионного Ключа i подсоединена кк пр мому выходу счетного триггера.

   а1 1плитуды отрицательной полуволны, управл юидае цепи двухлозиционных ключей св заны соответственно с пр мым и инверсным выходами счетного триггера, выходы компара- g торов присоединены соответственно к R - и ч з-входам триггера, нуль-орган через коньюнк- тор подсоединен к установочному входу триггера , выход которого св зан с другим входом коньюнктора и с первым входом распределите

   Фмг. I

   Редактор А.Шандор

   Составитель 0.Парфенова

   Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

   Заказ 3405/5А Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035,, Москва, , Раушска  наб,, Д. 4/5

   П1).истненно-п(хпи) рафичесЕ :ое предпри тие, г .Ужгород, ул , Проектна  ,i