SU997227A1 - Устройство дл управлени преобразователем частоты с непосредственной св зью - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

Изобретение относитс  к электроtexникe и может быть использовано при построении непосредственных npt образователей частоты, предназначенных , например, дл  частотного управлени  электроприводами и дл  автоном ных систем электроснабжени . Известно устройство дл  управлени  непосредственным преобразователем частотв (НПЧ), осуществл ющее циклический алгоритм работы ключей переменного тока 1 и 2 и состо щее из.генератора импульсов регулируемой , частоты, выход которого соеди нен с распределител ми импульсов, вы ходы которого поступают на логический блок формировани  импульсов управлени  силовой частью преобразовател  . . Недостатком этого устройства  вл етс  неудовлетворительный гармонический состав кривой выходного напр жени . Наиболее близким по технической с ности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  НПЧ, содержащее р)егулируемый по частоте задающий генератор, формирующий импульсы с частотой в 6 раз больше частоты управлени  преобразователем, распределитель импульсов в виде двух кольцевых cчetчикoв, осуществл ющ ихкаждый формирование трех последовательностей импульсов, сдвинутых друг относительно друга на 120 эл.град. Указанные последовательности импульсов сдвинуты друг относител)ьно друга на 180 эл.град. Выходы кольцевых счетчиков соединены с выходным формирователем импульсов, который фор-1 мирует импульсы длительностью 120 эл.град. Дл  управлени  ключей переменного тока силовых фаз преобразователд .П-Недостатком известного устройства  вл етс  плохой гамонический состав выходного напр жени  преобразовател .

Цель изобретени  - улучшение гармонического состава кривой выходного напр жени  НПЧ.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  преобразователем частоты с непосредственной св зью, построенным по трех,фазной мостовой или нулевой схеме на полно.стью управл емых ключах с двусторонней проводимостью, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные распределитель импульсов и выхрдной формирователь импульсов, снабжено дополнительно высокочастотным генератором, первым делителем, включенным между выходом гадающего генератора и входом распределител  импульсов, вторым делителем с коэффициентом делени  на единицу больше коэффициента делени  первого делител , третьим делителем с управл емым коэффициентом делени , счетчиком, регистром и триггером, причем выход первого делител  под-, ключен к входу установки нул  счетчика , входу управлени  записи регистра и входу синхронизации третьего делител , выход высокочастотного генератора подсоединен к счетным входам второго и третьего делителей, выход второго делител  подсоединен к счетному входу счетчика,разр дные выходы счетчика подсоединены к входам записи регистра, выход регистра подсоединен к управл ющему входу третьего делител , выход третьего делител  соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подсоединен к выходу задающего генератора, а оба выхода - к выходному формирователю импульсов.

На фиг. 1 представлена силова  схма НПЧ мостового типа на полностью управл емых ключах с двухсторонней прводимостью; на фиг. 2 - блок-схема системы управлени  НПЧ; на фиг. 3 и k - временные диаграммы,по сн ющие работу системы управлени ; на фиг.5 пример выполнени  выходного формировтел  импульсов.

НПЧ (фиг. 1) содержит ключи 1-6, образующие мостовую схему преобразовател  частоты, на вход которого подключены фазы А, В, С трехфазной питающей сети, а на выход - нагрузка 7

Устройство дл  управлени  НПЧ содержит задающий генератор 8, вырабатывающий на выходе 9 последовательность импульсов с регулируемой частотбй . Выход 9 задающего генератора соединен с первым делителем частоты 10 и нулевым входом 11 триггера 12. Выход 13 первого делител  10 соединен с входом }k распределител  импульсов 15, выходы которого соединены с выходным формирователем импульсов 16. Кроме того, выход 17 первого делител  10 подсоединен к входу установки нул  17 счетчика 18, входу управлени  записи 19 регистра 20 и входу синхронизации 21 третьего делител  22. Выход 23 высокочастотного генератора 24 соединен со счетными входами 25 и 26 второго 27 и третьего 22 делителей соответственно. Выход 28 второго делител  27 соединен со счетным входом 29 счетчика 18, разр дные выходы 30 которого подключены к входу записи 31 регистра 2 Выходы 32 регистра 20 соединены с управл ющими входами 33 третьего делител  22, который делит частоту импульсов высокочастотного генератора 2А. На выходе 3 третьего делител  22 формируютс  импульсы с частото высокочастотного генератора 2k, деленной на число, определ емое двоичным кодом выхода 32 регистра 20, поступающие на единичный вход 35 триггера 12, пр мой 36 и инверсный 37 выходы которого соединены с формирователем 16, формирующим из выходных сигналов 38-43 распределител  импульсов 15 последовательность сигналов управлени  1-6 силовой частью преобразовател . На диаграммах ( (фиг. 3) и и (фиг. 4) Приведены формы кривых выходного напр жени  преобразовател -прототипа и (без регулировани  выходного напр жени ) и предлагаемого DZ. На фиг. 2 показаны выходы формировател  16 выполненного на элементах И-НЕ 50-67Устройство работает следующим образом .

Claims (2)

1. Выходна  частота задающего генератора 8 делитс  первым делителем 10 на некоторое число К, которое определ ет количество переключений ключей 1-6 преобразовател  в течение одного цикла алгоритма работы (выход 9 на фиг. 3). Импульсы на выходе 13 первого делител  10 определ ют длительность основных циклов формировани  кривой выходного напр жени . Число таких циклов в течение периода управлени  равно шести дл  мостовой схемы НПЧ. В прототипе в соответствии с пор дком следовани  импульсов SS-iS после распределител  импульсов 15 и формировател  16 в течение промежутка замкнутыми оказы-баютс  ключи 1 и 5, в результате чего на нагрузку 7 подключаетс  напр же ние фаз +АВ входной сети, В течение времени t. -t замкнуты ключи 1 и 6 и к нагрузке 7 подключаетс  напр жение фаз -СА, в течение времени замкнуты к/иочи 2 и 6 и на нагрузке 7 действует напр жение фаз -ВС и т.д. В результате на нагрузке 7 формирует с  крива  выходного напр жени  по эпюре иi. Формирование импульсов управлени  ключами 1-5 осуществл етс  следующим образом. Импульсы с выхода 23 высокочастот ного генератора 2Ц поступают на вход 25 второго делител  27, коэффициент делени  которого равен K+l. На фиг. коэффициент делени  первого делител  10 равен К-. Следовательно, коэффициент делени  второго делител  27 равен Импульсы на выходе 28 второго делител  27 приведень) на фиг. 4. С момента, определ емого импульсом установки нул , поступающим с выхода 13 первого делител  ib на вход установки нул  17 счетчика 18, импульсы с выхода 28 второго делител  27 суммируютс  по счетному вх ду 29 в счетчике 18 (диаграмма 30 на фиг. Л). Видно, что дл  данного коэффициен та делени  второго делител  27 и данной частоты следовани  импульсов высокочастотного генератора 2 в счетчике 18 записываетс  число 8 з врем  длительности одного цикла. Далее код числа 8 по импульсу записи, поступающему на вход управлени  записью 19 регистра 20 с выхода 13 пер вого делител  10, записываетс  в регистр и запоминаетс  в нем. С. выхода 32 регистра 20 код числа 8 поступает на управл ющий вход 33 третьего дели тел  22, устанавлива  его коэффициент делени  равным 8. Импульсы высокочастотного генератора 2 с выхода 23 поступают на счетный вход 2б третьего делител  22 и дел тс  в нем на 8. На выходе 3 третьего делител  22 формируютс  импульсы, временное положение которых показано на фиг. k Они поступают на единичный вход 35 триггера 12; на нулевой вход 11 этого триггера подаютс  импульсы по диаграмме 9 на фиг. 4. В результате на выходах Зб и 37 триггера 12 формируютс  импульсы, приведенные на диаграммах 36 и 37 {фиг. ), длительности которых от импульса к импульсу убывают(диаграмма Зб) или возрастают (диаграмма 37). Под действием сигналов распределител  15 импульсы Зб и 37 подаютс  на формирователь. Формирователь 16 формирует выходные сигналы k-kS управлени  ключами 1-6 преобразовател  (фиг. 1 и l) из поступающих на ее вход, импульсов ( на фиг. 3) распределител  15 и противофазных сигналов 36 и 37 с выхода триггера 12 (фиг. 2 и ). На фиг. 5 дан пример принципиальной схемы блока 16. Формирователь 16 работает следующим образом. Импульсы и 36 и 37 с помощью логических элементов И-НЕ 50-61 образуют последовательности импульсов, удовлетвор ющие логическим функци м: 38.36, А2.37, , 39.36, .37, О.Зб, it1.37, , 39.37. 2.36, .37, 3.36, 38.37, по вл ющиес  на выходах элементов 50-61 соответственно. Далее эти сигналы поступают на входы логических элементов И-НЕ б2-б7, на выходах которых образуют последовательно и J импульсов, соответствующие сигналам управлени  ключами преобразова-. тел . Причем эти сигналы удовлетвор ют следующим логическим функци м: kk 38.36 .37; 5 39-36 .37, 46 40.36..37, 7 1.36.39.37, k8 i.36.АО.37, .36.38.37. Таким образом, каждый из логических элементов И-НЕ 50-67 производит логическое умножение поступающих на его входы сигналов и инвертирование . Рассмотрим цикл . Здесь в течение всего промежутка ключ 1 остаетс  замкнутым, а ключи-5 и 6 попеременно замыкаютс  и размыкаютс . Причем длительность замкнутого состо ни  ключа 5 от коммутации к коммутации уменьшаетс , а разомкнутого увеличиваетс . Дл  ключа 6 наоборот: длительность замкнутого состо ни  увеличиваетс , а разомкнутого уменьшаетс . При этом длительность замкнутого состо ни  одного из этих ключей (5 или 6) всегда оказываетс  равной длительности разомкнутого состо ни  другого (6 или 5). На нагрузку 7 прикладываетс  в результате указанного переключени  попеременно то напр жение фаз -fAB, то -СА. В период следующего цикла замкнутым ока зываетс  ключ 6, а переключение осуществл ют ключи 1 и
2. 2. К нагрузке 7 попеременно прикладываютс  напр жени  фаз -СА и +ВС и т.д. В результате указанного закона уп равлени , осуществл емого данным устройством управлени , на нагрузке формируетс  крива  выходного напр жени  НПЧ, приведенна  на диаграмме и (фиг. k). . Таким образом., в течение каждого цикла tQ-t;f, и т.д. устройство управлени  обеспечивает на нагрузке переключение напр жени  двух соседних по пор дку следовани  фаз по широтно-импульсному закону. В результате в кривой выходного напр жени  амплитуды гармоник, ближайших к основной , существенно (в А-5 раз) уменьшаетс  по сравнению с прототи;пом , что улучшает гармонический состав выходногр напр жени , так как отфильтровать высокочастотные гармонические составл ющие значительно проще, чем 1изкочастотные. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  преобразователем частоты с непосредственной св зью, построенным по трехфазной нулевой или мостовой схеме на полностью управл емых ключах с двусторонней провс димостью, содержащее задающий генератор и последовательно

   /f

   В о С о 9

   П соединенные распределитель импульсов и выходной формирователь импульсов, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  -гармонического состава кривой выходного напр жени  преобразовател , оно снабжено высокочастотным генератором, первым делителем , включенным между выходом задающего генератора и входом распределител  импульсов, вторым делителем с коэффициентом делени  на единицу больше коэффициента делени  первого делител , третьим делителем с управл емым коэффициентом делени , счетчиком, регистром и триггером, причем выход первого делител  подключен к входу установки нул  счетчика , входу управлени  записи регистра и входу синхронизации третьего делител , выход высокочастотного генератора подсоединен к счетным входам второго и третьего делителей, выход второго делител  подсоединен к счетному входу счетчика, разр дные выходы счетчика подсоединены к входам записи регистра, выход регистра подсоединен к управл ющему входу третьего делител , выход третьего делител  соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подсоединен к в(1ходу задающего генератора , а оба выхода - к выходному формирователю импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № З ЭЗвЗВ, кл. 321/7, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по з вке № 2926898/2 -07, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.ВыладЗ

   Фиг. 2

   fU2. д

   llllltll№lllllllllillilffitn °

   LLUJ LJ |JJIJLIJJ LL1I Mill I l.l LLLLJIJ IJJ.tilUJ..LUl

   -- f

   J.Xl-i-L-l-l--i-l I l-LL-i-J I I I I I I II I I /

   .,l-i-l--L. I I I I I U

   |jIL 1t

   гпгшл | 1Г1П . J -n„ДпnJTJl-J lrLГL fL r гт п I плlJnпtJ J JnггLJlJnJт JГlл...,ахтгп-Л1-гипг1-п П-1П i

   t Ц Ш--МLJLJin l-fLXUHr 49 tlO-rLJL JLDJIIC :fZlEl LIL i Т-ТПП n J ПП n t . 1..П ППГТ n л t L AJinr