SU1751734A1

SU1751734A1 - Устройство дл формировани @ -фазного гармонического сигнала

Info

Publication number: SU1751734A1
Application number: SU894757037A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Ключев; Михаил Петрович Гаврилов; Юрий Михайлович Баранов; Владимир Николаевич Ешкин
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике. Цель изобретени - уменьшение аппаратурных погрешностей. Устройство содержит m формирователей гармонического устройства заключаетс в формировании треугольных напр жений соответствующей фазы с помощью звена с нелинейной характеристикой и сумматора, подключенных к выходу блока выделени модул . 3 ил.

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах электротехники дл формировани m-фазного сигнала задани тока или напр жени электропривода переменного тока.

Известен формирователь двухфазного гармонического сигнала, содержащий интегратор , первый и второй инверторы, первый и второй индикаторы знака, индикатор уровн , блок логики совпадени знака, первый , второй и третий переключающие ключи , сумматор и два функциональных преобразовател пилообразного сигнала в гармонический. На вход первого функционального преобразовател поступает пилообразное напр жение с выхода интегратора , на вход второго - пилообразное напр жение , сдвинутое по фазе на 90 эл.град. На выходах функциональных преобразователей , вл ющихс и выходами устройства, формируютс два гармонических сигнала, сдвинутых на 90 эл. град, друг относительно друга.

Недостатком данного устройства вл етс невозможность получени гармониче- ского сигнала с числом фаз, большим двух.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением вл етс устройство дл формировани m-фазного гармонического сигнала, содержащее формирователь пилообразного напр жени ,к входу которого подключена шина задани частоты, а к выходу - m формирователей гармонического сигнала, каждый из которых содержит блок преобразовани треугольного напр жени в гармоническое, выход которого вл етс выходом одной из фаз устройства, источник смещающего напр жени , сумматор , блок выделени модул и два пороговых элемента, вход формировател гармонического сигнала соединен с входами пороговых элементов и с первым входом сумматора, выходы пороговых элементов соединены соответственно с вторым и третьим входами сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом источника смещающего напр жени , а выход через

Х|

СП

4 GO

4

блок выделени модул соединен с входом блока преобразовани треугольного напр жение в гармоническое.

Недостатком известного устройства вл етс низка точность формировани m-фазного гармонического сигнала, определ ема сложностью обеспечени сдвига 2 л/т рад между т фазами сигнала, обусловленной необходимостью согласовани уровней напр жений срабатывани первого и второго компараторов и источника смещающего напр жени .

Цель изобретени - уменьшение аппаратурных погрешностей и повышение точности формировани m-фазного гармонического сигнала за счет уменьшени числа параметров, определ ющих сдвиг каждого из m гармонических сигналов, до одного.

Положительный эффект от использовани изобретени заключаетс в уменьшении потерь энергии в электроприводе переменного тока и улучшении качества ре- гулировани момента двигател при использовании изобретени в качестве задатчика фазных токов и напр жений за счет увеличени точности формировани гл- фазного гармонического сигнала

Цель достигаетс тем, что в устройстве дл формировани m-фазного гармонического сигнала, содержащем формирователь пилообразного напр жени ,к входу которого подключена шина задани частоты, а к выходу - m формирователей гармоническо- .го сигнала, каждый из которых содержит первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом формировател пилообразного напр жени , источник с мещзю- щего напр жени , выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом блока выделени модул , а также блок преобразовани треугольного напр жени в гармоническое, выход которого вл етс выходом соответствующей фазы устройства, в каждый фор- мирователь гармонического сигнала введены второй сумматор и звено с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью, при этом выход блока выделени модул соединен непосредственно и через звено с нелинейной характеристикой с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с входом блока преобразовани треу- гольнопэ напр жени в гармоническое.

В устройстве сдвиг на 2 л/m рад каждого из т формируемых гармонических сигналов определ етс одним параметром - напр жением на выходе источника смещающего напр жени вместо трех параметров (порогов срабатывани двух компараторов и напр жени источника смещающего напр жени ) Этим достигаетс повышение

точности формировани m-фазного гармонического сигнала.

На фиг, 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - схема формировател гармонического сигнала; на

фиг. 3 - характеристика вход - выход звена с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью.

Устройство формировани m-фазного гармонического сигнала (фиг. 1) содержит

формирователь 1 пилообразного напр жени 1, к входу которого подключена шина задани частоты со , а к выходу - m формирователей 2 гармонического сигнала, выходы которых образуют m выходов устройства.

Каждый из m формирователей 2 гармонического сигнала 2 содержит (фиг. 2) первый 3 и второй 4 сумматоры, блок 5 выделений модул , звено 6 с нелинейной характеристикой с насыщением и нечуествительностью , блок 7 преобразовани треугольного напр жени в гармоническое и источник 8 смещающего напр жени . Выход источника 8 смещающего напр жени соединен с входом первого сумматора 3,

другой вход которого вл етс входом формировател гармонического сигнала, а выход первого сумматора 3 через последовательно включенные блок 5 выделени модул и звено 6 с нелинейной характеристикой соединен с входом второго сумматора 4, другой вход которого соединен с выходом блока 5 выделени модул , а выход соединен с входом блока 7 преобразовани треугольного напр жени в гармоническое , выход которого вл етс выходом формировател 2 гармонического сигнала. Устройство работает следующим образом .

Формирователь 1 пилообразного напр жени вырабатывает пилообразное напр жение Ui с частотой, пропорциональной входному сигналу ш, амплитудой и знаком, определ емыми знаком а). Напр жение Ui поступает на входы m формирователей 2

гармонического сигнала, преобразующих пилообразное напр жение в систему сдвинутых друг относительно друга на 1 ж/т рад гармонических напр жений

().

где п 1 - m жаждому п соответствует одно значение К из множества целых чисел с ограничени ми дл нечетного т:

К а дл четного т:

К

Ш 2

либо К -

Л т т

V УУ У

Сдвиг на 2 /т рад в соответствующем n-м формирователе обеспечиваетс тем, что в этом формирователе с источника 8 смещающего напр жени на сумматор 3

подаетс напр жение

2 К m

Un

этом

Us К . При m

jt и, соответственно Ue

,что обеспечиоает возможность работы устройства при разных знаках пилообразного напр жени . Когда задание со О, т. е. пилообразное напр жение отрицательно , сдвиг по фазе 2 л К/т рад мен ет свой знак.

Рассмотрим работу формировател гармонического напр жени при , т. е. при сдвиге равном нулю и, соответственно, напр жении смещени 1). Линейно нарастающее с нулевого значени напр жение Ui через сумматор 3 поступает на вход блока 5 выделени модул , выходное напр же- ние Us которого нарастает также по линейному закону с нулевого значени и положительно независимо от знака пилы. При достижении напр жени Us величины, равной Um/2, на выходе звена 6 с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью , характеристика входьГ- выход которого представлена на фиг. 3, по- вл етс напр жение Ue противоположного знака, нарастающее в 2 раза быстрее, чем Us. После сложени Us и Us на сумматоре 4 на его выходе получаетс напр жение треугольной формы U4, которое, пройд через блок 7 преобразовани треугольного напр жени в гармоническое, преобразуетс в гармоническое напр жение От, соответствующее временной зависимости cos и вл ющеес , таким образом, базовым. Описанна последовательность работы элементов формировател повтор етс в последующие периоды.

Рассмотрим работу формировател ко .

синусоиды со сдвигом ( + т) рад. т. е. при

, . Дл осуществлени этого сдвига необходимо на выходе источника 8 смещающего напр жени соответствующего формировател установить напр жение Us

Urn

4

. В этом случае при линейно нара0

5

0

5

0 5 0 S 0

Ц

стающем с нулевого значени напр жении U1 выходное напр жение Us блока 5 выделени модул линейно нарастает не с нулевого значени , а со значени Us -. По

4

достижении напр жением Us величины, равной -, на выходе звена б с нелинейной

характеристикой по вл етс напр жение UG, которое приводит к линейному изменению напр жени U« сумматора 4 в проти- воположную сторону. По достижении напр жением Ue величины, равной Um, звено б входит в насыщение, дальнейший рост Ue прекращаетс и изменение напр жени U/J сумматора 4 определ етс изменением напр жени Us блока 5 выделени модул . В результате на выходе сумматора 4 получаетс напр жение треугольной формы U/i, опережающее по фазе на л/2 радиан базовое напр жение при . При прохождении через блок 7 преобразовани треугольного напр жени в гармоническое оно преобразуетс в гармоническое напр жение Uy, соответствующее временной зависимости

COS (ft)t +|)

Дл осуществлени сдвига (-к) рад (т 4, ) необходимо смещающее напр жение . При этом на выходе блока 5

выделени модул напр жение Us сначала уменьшаетс от Um/4 до нул , а затем увеличиваетс и при достижении величины -Um/2 по вл етс напр жение Ue на выходе звена 6 с нелинейной характеристикой. Сумма напр жений Us и Ue определ ет напр жение треугольной формы , отстающее на л/2 рад относительно базового (), и гармоническое напр жение Uy, соответствующее временной зависимости

cos - к . Аналогично могут быть получены гармонические напр жени с продольными сдвигами по фазе ±л рад, соответствующие напр жени м смещени U8 ±.

По этому же принципу может быть построена люба m-фазна система гармонических напр жений Un. «п 1-т, с произвольными фазовыми сдвигами - к рп S л относительно базового сигнала при обеспечении смещающего напр жени

г. При этом в каждом формироваЈ JI

теле 2 гармонического сигнала регулируемым вл етс только один параметр - уровень смещающего напр жени Ua, что при обеспеченной параметрическим путем точности работы остальных блоков уменьшает аппаратурные погрешности устройства и упрощает его настройку.

Claims

Формула изобретени Устройство дл формировани т- фазного гармонического сигнала, содержащее формирователь пилообразного напр жени , к входу которого подключена шина задани частоты, а к выходу - m формирователей гармонического сигнала, каждый из которых содержит первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом формировател пилообразного напр жени , источник смещающего напр жени ,

0

5

выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом блока выделени модул , а также блок преобразовани треугольного напр жени в гармоническое, выход которого вл етс выходом соответствующей фазы устройства, отличающеес тем, что, с целью уменьшени аппаратурных погрешностей , в каждый формирователь гармонического сигнала введены второй сумматор и звено с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью , при этом выход блока выделени модул соединен непосредственно и через звено с нелинейной характеристикой с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с входом блока преобразовани треугольного напр жени в гармонические.

CU

Uf

cosut

)t+2-%Ј

Фиг.1

cosfut+Я/р

Фиг. 2