SU1679590A1 - Способ управлени инвертором напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  использовани  в электроприводе переменного тока с частотно-токовым управлением. Целью способа  вл етс  повышение точности регулировани  выходного тока. В способе управлени  инвертором напр жени  определ ют знак сигнала ошибки, формируют первую и вторую последовательности тактовых импульсов той же частоты, сдвинутых во времени на полпериода относительно тактовых импульсов первой последовательности , и в моменты их формировани  запоминают знак сигнала ошибки, определ ют приращение сигнала ошибки и его знак, сравнивают знак приращени  ошибки со знаком сигнала ошибки и в зависимости от знака сигнала ошибки и знака приращени  сигнала ошибки формируют сигналы переключени  ключей инвертора. При этом регулирование выходного тока всегда осуществл етс  со знакопеременной ошибкой, а формирование тока осуществл етс  одно- пол рными импульсами напр жени . 5 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в инверторах напр жени , предназначенных дл  частотно-регулируемого электропривода .

Целью изобретени   вл етс  увеличение КПД инвертора за счет уменьшени  потерь на переключение и уменьшение потерь в двигательной нагрузке за счет использовани  однопол рных импульсов напр жени  в процессе формировани  полупериода выходного тока при сохранении высокой точности регулировани  выходного тока.

На фиг.1 представлены диаграммы тока и напр жени  на элементах схемы; на фиг.2 - функциональна  схема инвертора, реализующего предлагаемый способ; на фиг.З - схема блока управлени  инвертором; на фиг.4 блок-схема генератора импульсов; на фиг.5 - эпюры, по сн ющие работу блоку управлени .

Устройство (фиг.2), реализующее предлагаемый способ, содержит инвертор напр жени , выполненный на четырех ключах 1-4, каждый из которых содержит транзистор , шунтированный обратным диодом, нагрузку 5, датчик 6 мгновенного значени  тока нагрузки, блок 7 управлени  инвертором , формирующий сигналы управлени  ключами 1-4 инвертора. Блок управлени  (фиг.З) содержит аналоговый сумматор 8, генератор 9 тактовых импульсов, D-триггеры 10 и 11 со счетным входом, компаратор 12, устройство 13 выборки и хранени  компаратор 14, логический элемент ИЛИ 15, сумматор 16, программируемое запоминающее

О

VI о ел ю о

устройство (ПЗУ) 17, блок 18 из четырех D- триггеров, с общим счетным входом. На один из входов аналогового сумматора 8 подаетс  сигнал задани  3, а на второй его вход сигнал н с датчика б тока. Выход аналогового сумматора соединен с одним из входов схемы 13 выборки и хранени , с одним из входов компаратора 14 и с входом компаратора 12. Выход компаратора 12 соединен с информационными входами D- триггеров 10 и 11 и с третьим входом ПЗУ 17. Выход компаратора 14 соединен с четвертым входом ПЗУ 17. Выход импульсов первой последовательности генератора 9 соединен с входом схемы 13 выборки и хранени , с входом сумматора 16, с счетным входом триггера 11 и с первым входом ПЗУ 17, Выход импульсов Х2 второй последовательности генератора 9 соединен со счет- ным входом триггера 10, с входом сумматора 16 и с вторым входом ПЗУ 17. Выход сумматора 16 соединен с общим счетным входом блока 18 D-триггеров. Выходы ПЗУ 17 соединены с входами блока 18 D-триггеров, выходные сигналы которого подаютс  на управление ключами 1-4 инвертора . Блок-схема генератора 9 первой Xi и второй Х2 последовательностей импульсов изображена на фиг.4. Генератор состоит из мультивибратора 19, схемы НЕ 20 и одно- вибраторов 21 и 22, срабатывающих по перепаду входного сигнала 0/1. Выход мультивибратора 19 соединен с входом одно- вибратора 21 и с входом схемы НЕ 20, выход которой соединен с входом одновибратора 22. На выходе одновибратора 21 формируетс  перва  последовательность импульсов Xi, а на выходе одновибратора 22 - втора  последовательность импульсов Х2.

Устройство, реализующее предложенный способ управлени  инвертором напр жени , работает следующим образом.

Аналоговый сумматор 8, на входы которого подаютс  сигнал задани , определ ющий амплитуду и частоту тока в нагрузке, и сигнал обратной св зи по мгновенному значению тока нагрузки, вырабатывает сигнал ошибки регулировани  тока нагрузки

Х7 ,

который подаетс  на компаратор 12. На выходе компаратора 12 по вл етс  сигнал логической единицы Х3 1, если X 0, и логического нул  Хз 0, если Х 0. Генератор 9 вырабатывает первую последовательность тактовых импульсов Xi и вторую последовательность Ха, следующих с той же частотой и сдвинутых относительно первой на половину периода тактовой частоты. В

момент формировани  импульса первой последовательности Xt устройство 13 выборки и хранени  запоминает величину и знак ошибки X. сигнал Хе на его выходе остаетс  (

неизменным до прихода следующего импульса Xi. Одновременно тактовый импульс Xi поступает на счетный вход D-триггера 11, и его состо ние (сигнал Хз1) мен етс  в соответствии с сигналом Хз, подаваемым на

его вход:

Хзт 1, если Xi 1 и Хз 1 Хз1 0, еслиХ1 1 иХз 0.

Состо ние Хзт триггера 11 остаетс  неизменным до прихода следующего импульса XL

Компаратор 14 сравнивает текущее значение сигнала X со значением сигнала X в

момент формировани  импульса XL Таким образом, на выходе компаратора 14 по вл етс  сигнал Х4, определ ющий знак приращени  сигнала ошибки X на интервале tT4i + t, где Т.Т41 - врем  прихода тактового

импульса Xi; t - текущее значение времен.

Если X(tT4i) - Хт(г) 0, то ХА 1, если X(tT4l) - X(t) 0, то Х4 0.

В момент формировани  импульса второй последовательности D-триггер 10 запоминает знак сигнала Хз, т.к. импульс Х2 подаетс  на его счетный вход, а сигнал Хз на его информационный вход.

Состо ние триггера 10 определ етс  следующими услови ми:

40

Хз2 1, если Х2 1 и Хз 1, Хз2 0, если Х2 1 и Хз 0.

Состо ние Хз2 триггера 10 остаетс  неизменным до прихода следующего импульса Х2. Выходы триггеров 10 и 11 объхединены по схеме ИЛИ 15. На выходе

5 элемента ИЛИ 15 сигнал Xs 1, если на интервале между приходом импульсов первой и второй последовательностей произошло изменение знака сигнала ошибки. Если изменение знака не произошло, то

0 ХБ 0. Таким образом, сформированные цифровые сигналы Xi-Xs подаютс  на адресные входы ПЗУ 17, которое предварительно программируетс  в соответствии с таблицей, где знаком обозначено без5 различное состо ние переменной, а знаком ) - прежнее состо ние ключей инвертора и соответствующее ему напр жение U на нагрузке. При этом включенное состо ние ключа обозначено 1, выключенное - 0.

Выходные сигналы с ПЗУ подаютс  на входы блока 18 D-триггеров, на общий счетный вход которого поступает последовательность импульсов с выхода сумматора 16. представл юща  собой сумму последовательностей Xi + Ха. Состо ние выходов блока 18 D-триггеров мен етс  лишь в моменты прихода на общий счетный вход импульсов Xi + Х2. С выходов блока 18 сигналы поступают на управление ключами.

Работа блока управлени  по сн етс  диаграммой (фиг 5)

Таким образом, при работе блок управлени  инвертором производит следующие операции: в момент формировани  импульса первой последовательности сравниваютс  знак сигнала ошибки со знаком сигнала ошибки в момент формировани  предыдущего импульса второй последовательности Если произошло изменение знака сигнала ошибки, нагрузки замыкаютс  накоротко Если же изменение знака ошибки не произошло , переключение ключей инвертора не производ т. В момент формировани  импульса второй последовательности определ етс  знак приращени  сигнала ошибки на интервале времени с момента формировани  предыдущего импульса первой последовательности . Если знак приращени  одинаков со знаком сигнала ошибки, то производитс  переключение ключей инвертора - при отрицательном значении сигнала ошибки нагрузка включаетс  на положительное напр жение, при положительном значении сигнала Ошибки нагрузка включаетс  на отрицательное напр жение. Если же знак приращени  сигнала ошибки не равен знаку сигнала ошибки, то переключение ключей не производ т.

Из графиков фиг 5 следует, что слежение за задающим током ведетс  со знакопеременной ошибкой, что дает выигрыш в сравнении с известным способом (фиг.1) по точности формировани  выходного тока Таким образом, в противоположность прототипу в предлагаемом способе управлени 

инвертором формировани  тока в нагрузке осуществл етс  импульсами напр жени  одной пол рности на половине периода задающего сигнала, причем коммутируютс  не четыре, а два ключа при одном замкнутом

и одном разомкнутом ключах, что обеспечивает уменьшение потерь и увеличение КПД инвертора. При этом слежение за током ведетс  со знакопеременной ошибкой, что обеспечивает высокую точность слежени 

по действующему значению тока.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  инвертором напр жени , состо щий в том, что формируют сигнал задани  и сигнал, пропорциональный

   мгновенным значени м тока нагрузки, сравнивают их, в результате чего формируют сигнал ошибки, определ ют знак сигнала ошибки и формируют первую последовательность тактовых импульсов стабильной

   частоты, формируют сигналы управлени  ключами инвертора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  КПД инвертора и уменьшени  потерь в нагрузке, формируют вторую последовательность тактовых

   импульсов той же частоты, сдвинутых во времени в положительном направлении на полпериода, и в моменты их формировани 

   запоминают знак сигнала ошибки, определ ют прруэащение сигнала ошибки и его знак, сравнивают его со знаком сигнала ошибки и, если знаки сигнала ошибки и приращени  сигнала ошибки разные, то сигна- лы управлени  ключами инвертора оставл ют неизменными, если знаки сигнала ошибки и приращени  сигнала ошибки одинаковые, то при отрицательном знаке сигнала ошибки формируют сигналы управлени  ключами инвертора, обеспечивающие подключение нагрузки к положительному напр жению, а при положительном знаке сигнала ошибки формируют сигналы управлени  ключами инвертора,

   0

   5

   обеспечивающие подключение нагрузки к отрицательному напр жению, в момент формировани  импульсов первой последовательности тактовых импульсов сравнивают знак сигнала ошибки со знаком сигнала ошибки в момент формировани  импульса второй последовательности тактовых импульсов, предшествующего импульсу первой последовательности тактовых импульсов, если они разные, формируют сигналы управлени  ключами инвертора, обеспечивающие короткозамк- нутое состо ние нагрузки, если же они одинаковые , сигналы управлени  ключами инвертора остаютс  пержними.

   ЯдаЩ)

   тиши

   Фие.1

   Ч

   Т

   г г г т

   o + E

   Фи2,2

   I- k/IHJVrKJ (

   н2

   и

   ЫН

   ФигЛ

   I I I I i I I I I I I I I I I i .

   I I I I l I j J i i I i l i I

   x

   xJn nri ппппп п пппп