SU1246296A1 - Устройство дл управлени регулируемым инвертором напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элект- ротехн ике и может быть использовано в системах частотно-регулируемого электропривода на базе автономны инверторов напр жени . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей уст-ва. Уст-во содержит усилитель (У) 1, сумматор (С) 2, источник управл ющего синусоидального сигнала 3, двухпозицион- ный ключ (К) 4, инвертор 5, интегратор 6, пороговые узлы 9 и 10, триггер i 1. Тактовые импульсы генератора 13 через делитель частоты (ДЧ) 15 поступают на вход двухразр дного счетчика 14, подключа  К 4 и интегратор 6. При этом инвертор 5 мен ет выходной сигнал С 2 на противоположный (4 раза за период).Кроме того, короткие тактовые импульсы с ДЧ 15 поступают на управл ющую цепь К 8, шунтирующего накопительный элемент 7. Указанный алгоритм управлени  К 4 и 8 позвол ет добитьс  повышенной степени симметрии выходного напр жени  инвертора. На всем диапазоне регулировани  частоты и величины напр жени  в спектре сигнала инвертора отсутствуют четные гармонические составл ющие, что улучшает качество выходного напр жени . Смена пол рности импульсов кривой формируемого выходного напр жени  уст-ва осуществл етс  распределителем управл ющих импульсов в соответствии с сигналами старшего разр да счетчика 14. Включение в систему управлени  инвертором У 1, логического инвертора 5, ДЧ 15 и ключей 4 и 8, реализуемых на схемах интегрального исполнени , расшир ет функциональные возможности уст-ва, что позвол ет использовать его в замкнутых по выходу системах со слежением. 2 ил. (Л С ISD 4 О) СО О)

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах частотно-регулируемого элек тропривода на базе автономных инверторов напр жени .

Цель изобретени  - расширение функциональных .возможностей устройства применительно к использованию в области замкнутых по выходу автономных инверторных систем со слежением.

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

Выходное напр жение инвертора Ug, через усилитель 1- с нормированным коэффициентом передачи,, обеспечивающим согласование по уровню выходного сигнала инвертора с напр жением систем- управлени , поступает на шшсо- - вый вход сумматора 2, Минусовый вхо сумматора 2 св зан с выходом источника 3 управл ющего синусоидального сигнала. Выход сумматора 2 св зан с двум  входными клеммами двухпозицион ного коммутационного, ключа 4; с первой клеммой непосредственно,, а с второй через логический инвертор.5. Обща  клемма ключа 4 присоединена к интегратору 6} накопительный элемент (конденсатор) 7 которого зашун- тирован управл емым ключом 8. Выход интегратора 6 св зан с пороговыми узлами 9 и 10, подключенными к соответствующим входам триггера 11 с раздельной установкой. Выход триггера 11 св з.ан с входом распределител  12 управл ющих импульсов.

Генератор 13 тактовых импульсов, частота следовани  импульсов которого определ ет выходную частоту инвертора , св зан.с источником 3 управл ющего напр жени j с управл ющей цепью ключа 8 и с двухразр дным счетчиком 14 через делитель 15 частоты с двум  выходами. Выход младщего разр да счетчика 14 св зан с управл ющей цепью коммутирующего ключа 4, выход старшего разр да счетчика 14 соединен с распределителем 12.

Устройство работает следующш-i образом .

Генератор 13 тактовых импульсов вырабатывает короткие импульсы,частота следовани  которых кратна частоте выходного напр жени  инвертора и значительно превышает частоту выходного напр жени . Эти импульсы поступают на вход источника 3 уп12

.

46296-2

равл. ющего напр жени , формирующего на каждом полупериоде ступенчатое однопол рное- напр жение близко к синусоидальной форме, и определ ют частоту сигнала источника 3, гладка  составл юпа;а  которого изображена на фиг. 2S, период этого сигнала совпадает с периодом полуволны выходного напр жени  инвертора.

Точность аппроксимации синусоиды в подобных устройствах в первую очередь определ етс  количеством уровней квантовани  во времени,час-, тота тактовых импульсов генератора .J 13, заД;зющего шаг квантовани , поэтому значительно превышает выходную частоту инвертора. Делитель 15 частоты, включенный на выходе генератора 13 тактовых импульсов, уменьшает эту частоту до значени , равного удвоенной выходной частоте ин10

20

0

5

0

5

0

вертора (сигнал с первого выхода делител  15 (фиг. 2 а ), поступающий на управл ющую цепь ключа 8), и до частоты, равной учетверенной выходной частоте (импульсы с такой частотой снимаютс  с второго выхода делител  15 частоты, св занного с входом двухразр дного счетчика 14, эти импульсы показаны на фиг. 2 с и {.П1 ) .

Вькодной, близкий к синусоидаль- ному, сигнал источника 3 управл ю- . щего напр жени  поступает на минусовый вход сумматора 2. На плюсовый вход последнего через нормирующий усилитель 1 приводит сигнал, форма которого тождественна выходному напр жению инвертора (фиг..).

Вькодной сигнал сумматора 2 поступает через двухпозиционный ключ 4 (или через ключ 4 и логический инвертор 5) на вход интегратора 6 с накопительным элементом 7, определ   скорость изменени  выходного напр жени  Uft интегратора 6 (фиг. 2 7, ). Напр жение U интегратора 6 поступает на входы пороговых узлов 9 и 10, величины пороговых напр жений которых (фиг. 2г ) соответственно

и

ПОРЧ

и и

ПОР10

В моменты равенства

5

напр жени  Ug интегратора 6 значени м или j, на выходе пороговых узлов попеременно вырабатываютс  командные сигналы, которые, попеременно измен ют состо ние триггера 11, св занного с входом распределител  12, моменты переключени  которого определ ют моменты формировани  фронтов импульсов однопол р ного выходного напр жени  инвертора (фиг, 2 с. ) . Форма выходного сигнала триггера 11 при этом совпадает с кривой выходного напр жени  инвертора (фиг. 2 с ).

Тактовые импульсы генератора 13, поделенные делителем 15 частоты, поступают с второго выхода делител  15 на вход двухразр дного счетчика 14 периодически, четыре раза за период, измен   состо ние его выходов (фиг. 2 f ) ; Младший разр д счетчика 14 св зан с управл ющей цепью двухпозиционного ключа 4. При этом при нулевом состо нии выхода младшего разр да счетчика 14 (интервал О- -J, фиг. 2) через ключ 4

осуществл етс  непосредственное подключение выхода сумматора 2 к интегратору 6, а при единичном состо нии выхода младшего разр да счетчика

t 14 (интервал - -1, фиг. 2) ключ 4

перебрасываетс  в другое положение и выход сумматора 2 оказываетс  присоединенным к интегратору 6 через логический инвертор 5, мен ющизЧ пол рность выходного сигнала сумматора 2 на противоположную. Соответственно (фиг. 2 1 ) в момент fT/j интегратор 6 начинает перезар жатьс  в обратном направлении. Кроме того, короткие тактовые импульсы с первого выхода делител  15 часто ты, определ ющие собой начало формировани  полупериодов выходного напр жени  инвертора (моменты 0,,фиг. 2), поступают на управл ющую цепь ключа 8, шунтирующего накопительный элемент 7 интегратора 6, вызыва  его кратковременное замыкание и, соответственно , быстрый разр д накопительного элемента 7,

О.исанный алгоритм управлени  ключами 4 и 8 позвол ет добитьс  повышенной степени симметрии выходного напр жени  инвертора. На всем диапазоне регулировани  частоты и, величины напр жени  в спектре выходного сигнала инвертора отсутствуют четные гармонические составл ющие, а также комбинационные гармоники и субгармоники , гармонический состав выходной кривой характеризуетс  при этом улучшенным качеством.

Смена пол рности импульсов кривой формируемого выходного напр жени  ин46296 .4

вертора осуществл етс  распределителем 12 управл ющих импульсов в соответствии с сигналами старшего разр да счетчика 14. Распределитель 12 при этом строитс  на базе простейшего комбинационного логического устройства . Счита  дл  определенности что при управлении мостовой схемой инвертора при формировании положиJQ тельной полуволны выходного напр жени  включены вентили А и С, при формировании нулевой паузы - А и В, соответственно на отрицательной полуволне включены В и D, на нулевой

,, паузе - С и D, обознача  сигнал на выходе счетного триггера 11 через х, а сигнал от старшего разр да счетчика 1 4 через у, получаем логические уравнени , описывающие распределитель 1 2

20

ху + ку у;

Wg ху + ху;

Wj ху + ху;

ху + ху у,

Таким образом, включение в систему управлени  инвертором с одноуровневым выходным напр жением простейших узлов: усилител , логического инвертора, осуществл емого на базе обычной усилительной схемы, делител  частоты и электронных ключей, реализуемых на стандартных схемах

транзисторного интегрального исполнени , расшир ет функциональные возможности устройства, позвол   использовать его в новом классе схем - в замкнутых по выходу системах со слежением, обеспечива  при этом улучшенный гармонический состав выходного напр жени  инвертора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  регулируемым инвертором напр жени , содержащее источник управл ющего напр жени , генератор тактовых импульсов , двухразр дный счетчик, выход

   старшего разр да которого св зан с первым входом распределител , сумматор , интегратор, соединенный с двум  пороговыми узлами, выход первого из которых присоединен к первому входу триггера с раздельной установкой, отличающее с  тем, что, с целью расширени  функ5 ,. 1

   циоиальных возможностей, устройство снабжено нормированным усилителем, логическим инвертором, делителем частоты с двум  выходами, двухпоэи- ционным ключом, шунтирующим накопительный элемент интегратора, а в качестве источника управл ющего напр жени  использован источник ступенчато-синусоидального напр жени , причем плюсовый вход сумматора св зан с нормированным усилителем, минусовый вход сумматора соединен с источником управл ющего напр жени , выход сумматора св зан с интегратором через первую клемму двухпозиСоставитель О.Парфенова Редактор В.Петраш, Техред В.Кадар Корректор С.Шёкмар

   Заказ 4017/52 Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   46296 б

   ционного ключа, а также через логический инвертор и вторую клемму двухпозиционного ключар управл юща  цепь которого соединена с выхо- 5 дом м-падшего разр да счетчика, выход второго порогового узла подсоединен к второму входу триггера, который св зан с вторым входом распределител , генератор тактовых иМпуль- 10 сов св зан с источником управл ющего напр жени  и с делителем частоты , первый выход которого подсое динен к управл ющей цепи шунтирующего ключа, а второй выход св зан 15с входом счетчика.