SU1594665A1 - Преобразователь однофазного напр жени в трехфазное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при построении систем управлени  вентильных регулируемых электроприводов, вход щих в состав агрегатов гарантированного питани . Цель изобретени  - повышение точности и стабильности формировани  фазовых сдвигов выходного напр жени  в широком диапазоне изменени  входной частоты, путем линеаризации характеристики управлени . Устройство состоит из задающего генератора 1, выход которого соединен с выходным выводом 12, одним из входов сумматора 2 и входом формировател  фазы 7. Сумматор 2 выполнен на дифференциальном усилителе 3, выход которого соединен с выходным выводом 13, его инвертирующий вход через резистор 6 соединен с выходным выводом 14,  вл ющимс  одновременно вторым входом сумматора 2, и неинвертирующий вход соединен с общей шиной. Выход формировател  фазы 7 соединен с выходным выводом 14. Выполнение формировател  фазы 7 на двух дифференциальных усилител х 8, 15, перемножителе 16, использование в нем блока преобразовани  "частота-напр жени " 17, резисторов 9, 10, 18-20, конденсатора 11 и определенного соединени  указанных элементов между собой, позволило формирователю выполн ть функцию всепропускающего фильтра первого пор дка, коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице. При этом фазовый сдвиг определ етс  только посто нной времени резистора 19 и конденсатора 11 и не зависит от частоты входного сигнала. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при построении систем управлени  регулируемых электроприводов и инверторов, вход щих в состав агрегатов гарантированного питани ,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и стабильности формировани  фазовых сдвигов выходного напр жени  в широком диапазоне изменени  входной частоты путем линеаризации характеристики управлени .

На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное.

Преобразователь содержит однофазный задающий генератор 1, сумматор 2 с двум  входами, выполненный из дифференциального усилител  3 посто нного тока, резистора 4 отрицательной обратной св зи, первого 5 и второго 6 входных резисторов, причем резистор 4 отрицательной обратной св зи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилител  3 посто нного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора 2, а между инвертирующим входом дифференциального усилител  3 посто нного тока, первым и вторым входами сумматора 2 включены соответственно первый 5 и второй 6 входные резисторы, формирователь 7 фазы, выполненный из дифференциального усилител  8 посто нного тока, первого 9, втог рого 10 резисторов и конденсатора 11, причем выход формировател  фазы 7 соединен с выходом дифференциального усилител  8 посто нного тока и одним выводом первого резистора 9, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител  8 посто нного тока и одним выводом второго резистора 10, второй вывод которого соединен с входом формировател  фазы 7, неинвертирующий вход дифференциального усилител  8 посто нного тока соединен с общей шиной. При этом выход однофазного задающего генератора 1 соединен с входом формировател  7 фазы, с первым входом сумматора 2 и первым выходным выводом 12 преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное . Второй 13 и третий 14 выходные выводы преобразовател  соединены соответственно с выходом сумматора 2 и выходом формировател  7 фазы, выход которого также соединен с вторым входом сумматора 2. В формирователь 7 фазы дополнительно введены дифференциальный усилитель 15 посто нного тока, перемножитель 16, блок 17 преоб1эазовани  частота - напр жение

17, третий 18, четвертый 19 и п тый 20 резисторы , причем обща  точка соединени  третьего 18 и четвертого 19 резисторов соединена с выходом перемножител  16, а их свободные выводы подключены к инвертирующим входам со ответственно дифференциальных усилителей 8 и 15 посто нного тока. Конденсатор 11 включен между инвертирующим входом и выходом дифференци- ального усилител  15 посто нного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и первым входом перемножител  16, второй вход которого подключен к выходу блока 17 преобразовател  частота - напр жение, вход которого соединен с входом формировател  7 фазы и одним выводом п того резистора 20, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом диффе- ренциального усилител  15 посто нного тока .

Устройство работает следующим образом .

На выходе однофазного задающего генератора 1 формируетс  синусоидальное

напр жени  Ui(t) Umisin wt с амплитудой

Umi и круговой частотой со 2jrf ,-которое

 вл етс  также выходным напр жением

преобразовател  однофазного напр жени 

в трехфазное, причем с нулевой начальной

фазой (выход 12).

Дифференциальный усилитель 15 посто нного тока, перемножитель 16, резисторы 19 и 20, а также конденсатор 11 образуют управл емый фильтр нижних частот, на управл ющий вход которого (второй вход перемножител  16) подаетс  напр жение Ei7 Ki7f, пропорциональное частоте входного сигнала, где Ki - коэффициент пропорцио- нальности блока 17 преобразовател  частота - напр жение.

Напр жение на выходе перемножител  16 в операторной форме

Ui6(S)

R 19 R 20

и

вх

1 + /Rl9Cl1 1 Ul6Ki7 f /

Кф

(s)-TTlrs -()

где Кф R19/R20 - коэффициент передачи управл емого фильтра; ГУ Ri9Cii/Ki6Ki7f-управл ема  посто н- 55на  времени фильтра;

Ki6-коэффициент передачи

перемножИтел  16.

Дифференциальный усилитель 8 посто нного тока, резисторы 9,10 и 18 образуют

инвертирующий сумматор с двум  входами, выходное напр жение которого

Ue(S)

(s) + u.(s)

- KlUBx(S) + K2Ul6(S),

где KI и К2 - коэффициенты передачи инвертирующего сумматора. Напр жение на выходе дифференциального усилител  8 посто нного тока  вл етс  одновременно и выходным напр жением формировател  7 фазы

u,(s)-u.«(s)

При KI 2, К2 Кф 1 формирователь 7 фазы выполн ет функцию всепропускающего фильтра первого пор дка с передаточной функцией W7(S) (TyS-1 )/(ту5-1-1 ). коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице, а фазовый сдвиг между выходными и входными колебани ми определ етс  выражением

(ш ) - 2 arctg ( 2 jrf Ту ) - ,„е,,2.,

При заданных значени х коэффициентов Ki6 и Ki7 фазовый сдвиг определ етс  только посто нной времени Т Rig Си и не зависит от частоты входного сигнала.

Дл  получени  фазового сдвига (ро -240 эл.град 120 ал.град посто нна  времени , должна выбиратьс  из соотношени 

(/2)Ki6Ki7 /2jr.

Напр жение U7(t) VmiSin(u;t + 120°) с выхода формировател  7 фазы поступает на выход 14 преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное и на второй вход сумматора 2, на первый вход которого поступает напр жение Ui(t) Vmisin cot.

Предположив, что величины сопротивлени , вход щих в состав сумматора 2, ре зисторов 4-6 относ тс  между собой как 1:1:1, напр жение на выходе дифференциального усилител  3 посто нного тока 3, а следовательно, на выходе сумматора 2 и на

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходе 13 преобразовател  однофазного напр жени  в трехфазное равно

Vl3 - 1 Vmi Sintyt -Ь

+ 1 Vmisin((yt-b120°)

Vm1 Sin(uJt -120°).

Claims (1)

1. Таким образом, выходные напр жени  Ui2(t), Ui3(t) и Ui4(t) представл ют собой напр жени , фазы которых сдвинуты друг относительно друга на 120 эл.град. Формула изобретени  Преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержащий однофазный задающий генератор, сумматор с двум  входами, выполненный из первого дифференциального усилител  посто нного тока, резистора отрицательной обратной св зи, первого и второго входных резисторов, причем резистор отрицательной обратной св зи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилител  посто нного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора, а между инвертирующим входом дифференциального усилител  посто нного тока, первым и вторым входами сумматора включены соответственно первый и второй входные резисторы, формирователь фазы, выполненный из второго дифференциального усилител  посто нного тока, первого, второго резисторов и конденсатора, причем.выход формировател  фазы соединен с выходом второго дифференциального усилител  посто нного тока и одним выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилител  посто нного тока и одним выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с входом формировател  фазы, неинвертирующий вход второго дифференциального усилител  посто нного тока соединен с общей шиной, при этом выход однофазного задающего генератора соединен с входом формировател  фазы, с первым входом сумматора и образует первый выходной вывод, а второй и третий выходные выводы образованы соответственно выходом сумматора и выходом формировател  фазы, выход которого также соединен с вто|эым входом сумматора , отличающийс  тем, что. с целью .повышени  точности и стабильности формировани  фазовых СДВИГОВ выходного напр жени  в широком диапазоне изменени  входной частоты путем линеаризации характеристик управлени , в формирователь фазы дополнительно введены третий дифференциальный усилитель посто нного тока , перемножитель, блок преобразовани  частота - напр жение, третий, четвертый и п тый резисторы, причем обща  точка соединени  третьего и четвертого резисторов соединена с выходом перемножител , а их свободные выводы подключены к инвертирующим входам соответстэенно второго и третьего дифференциальных усилителей по- сто нного тока, указанный конденсатор

   0

   включен между инвертирующим входом и выходом третьего дифференциального усилител  посто нного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и первым входом перемножител , второй вход которого подключен к выходу блока преобразовани  частота - напр жение , вход которого соединен с входом формировател  фазы и одним выводом п того резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом третьего дифференциального усилител  посто нного тока.