Устройство для управления многофазным преобразователем частоты

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3(ЮИ 02 Р 13 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380215/24-07 (22) 14.,01. 82 (46) 15. 06. 83. Бюл. Р 22 (72 ) И. И;..Кантер, И.И. Артюхов, А.Н. Корнев, A. В. Кумаков и С.Ф. Степанов (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (537 621,.314 ° 27(088 8) (56) 1. Кантер A.È., КантеР И,И.

hC- генераторы многофазных гармоническйх колебаний, построенные на четном числе каскадов. Саратов.

Изд-во Саратовского университета, 1975, с. 97, рис. 8 ° 6 ..

2. Авторское свидетельство СССР по . заявке 92846561/07,кл. Н 02 Р 13/16,1979.

, 54) (57) 1. УСТРОЙСТВО. ДПЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫу содержащее шестифазный мультивибратор, соединенный через блок усилите- лей-формирователей с блоком преобразования ширины импульсов, который выполнен в виде шести двухвходовых элементов И, объединенных по входам в треугольники,,вершины которых asляются входами блока преобразования ширины импульсов, цифровой фазоумножитель на триггере и двенадцати элементах И-НЕ, логический блок на двенадцати элементах й-НЕ и блок выходных усилителей мпульсов, причем элементы

И-НЕ цифрового фазоумножителя объединены в две группы таким образом,. что одии подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, другие входы соединены попарно и образуют входы фаэоумножителя, к первому из. которых подключен вход триггера, а элементы И-НЕ логического блока объединены в две группыу входы элементов каждой группы попарно соединены и образуют входы логического блока, выходы элементов И-НЕ образуют выходы логического блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования фазовых сдвигов выходных импульсов, оно снабжено генератором ступенчатого напряжения, формирователем строб-импульсов, ге« нератором пилообразного нап яжения, компаратором,.формирователем импуль»

cos по длительности и распределителем, состоящим из шести элементов И, причем генератор ступенчатого напря-. жения выполнен в виде шести полупроводниковых ключей, одни входы которых образуют входы генератора ступенчатого напряжения и соединены с выходами блока преобразования ширины им» пульсов, другие входы подключены к выходам делителя напряжения, состоящего из шести последовательно соеди- Pg ненных потенциометров, а выходы ключей соединены между соббй и подключены к одному из входов компаратора, к другому входу которого через последовательно соединенные формирователь строб-импульсов и гене- ратор пилообразного напряжения подключен первый вход генератора ступенчатого напряжения, одни входы элементов И распределителя объединены И через формирователь импульсов по длительности подключены .к выходу компаоатора. другие входы элементов И соединены с соответствующими входами генератора ступенчатого напряжения, а выходы подключены к входам фаэоумножителя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор пилообразного напряжения содержит интегратор с разрядным ключом, эле« мент задержки, компаратор, стробиру-,фд емые ключи и конденсатор с зарядным резистором, причем вход генератора пилообразного напряжения соединен с одним иэ входов стробируемых ключей и через элемент задержки - с разряд ным ключом интегратора, выход кото" рого подключен к входу компаратора, выход компаратора соединен с вторым.

1023621 входом стробируемых ключей, выход которых через зарядный резистор соединен с конденсатором и входом комнаратора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных комплексах для централизованного электроснабжения предприятий на частотах, отличающихся 5 от промышленной 50 Гц, в системах гарантированного питания и других преобразовательных устройствах.

Известно устройство для управленкя многофазным преобразователем, содер- 1Q жащее шестифазный мультивибратор, соединенный через блок усилителейформирователей с блоком;преобразова-, ния ширины импульсов, и блок выход" ных усилителей импульсов. Данное уст-д ройство обладает высокой помехоустой-. чивостью, надежностью и простотой в эксплуатащви Щ.

Однако из-за разброса параметров

RC-элементов и характеристик транзисторов шесчнфазного мультивибратора разности фаз сигналов, снимаемых с двух соседних выходов устройства, могут отличаться от идеального значения 30 эл. град.

Наиболее близким по технической .сущности к изобретению является устрой" стводля управления многофазным лреоб . разователем частоты, содержащее шестифазный мультивибратор, соединен ный через блок усилителей - формирователей с блоком преобразования ширины импульсов,. который выполнен в виде. шести двухвходовых элемен тов И, объединенных по входам в треугольники, вершины которых являются — 35 входами блока преобразования ширины импульсов, цифровой фазоумножитель на триггере и двенадцати элементах

И-HE логический блок на двенадцати элементах И-НЕ и блок выходных усили ® телей импульсов, причем элементы

И-HE цифрового фазоумножителя.объединены в две группы таким образом, что одни входы элементов И-НБ обоих групп подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, другие входы соединены попарно и образуют входы фазоумножителя, к первому из которых подключен вход триггера, а элементы И-НЕ логического блока объединены в две группы, входы элементов каждой группы попарно соединены и образуют входы логического повышения точности работы устройства в переходных режимах, делитель напря-. жения генератора ступенчатого напряжения подключен параллельно конден.- . сатору генератора пилообразного напряжения.

3 блока, выходы элементов И-НЕ образуют выходы логического блока (2).

Это устройствО обладает балее точными сдвигами в системе выходных импульсоа, .чем известное устройство, однако не устраняет асимметрию импульсов, связанную с асимметрией фаз шес тифазного мультивибратора, которая устраняется только при полной идентичности RS-элементов и полупроводни-. ковых приборов, испюльзуемах. в схеме.

Это связано с применением дорогостоя-. щих прецизионных элементов и большой работой по отбору полупроводниковых приборов и Усложнением настройки cxe-.

Mbl °

Цель изобретения - повышение точности формирования фазовых сдвигов выходных импульсов.

1

Указанная, цель достйгается, тем, что устройство для управления многофазным преобразователем частоты снабжено генератором ступенчатого напряжения, формирователем строб-импульсов, генератором пилообразного напряжения, коькаратором, формирователем импульсов по длительности и распределителем, состоящнм из шести элементов И, причем генератор ступенчатого напряжения выполнен в виде шести полупроводниковых ключей, адни входы которых образуют входы- генератора ступенчатого напряжения и соединены с выходами блока преобразования ширины импульсов, другие входы подключены к. выходам делите= ля напряжения, состоящего из шести последовательно соединенных потенцио-. метров, а выходы. ключей соединены— между собой и подключены к одному из входов компаратора, к другому входу ,которого через последовательно сое диненные формирователь строб-импульсов и генератор пилообразногб напряжения подключен первый вход генератора ступенчатого напряжения, одни входы элементов И распределителя объединены и через формирователь импульсов по длительности подключены к выходу компаратора, другие входы элементов И соединены с соответствующими входами генератора ступенчатого напряжения,.а выходы подключены к входам фазоумножителя.

1023621

Генератор пилообразного напряжения обоих групп подключены соответственно содержит, интегратор с разрядным клю- к прямому и инверсному выходам триг --: чоы элемент задержки, компаратор, гера 11, другие входы соединены аопар- стробируемые ключи и конденсатор с но и образуют входы фазоумножитезарядным резистором, причем вход ге- ля 10,к первому иэ которых подключен иератора. пилообразного напряжения со- 5 вход трИггера 11. едииен с одним иэ входов стробируемых Элементы И-НЕ 25...36 логического ключей и через элемент задержки с раэ« блока .24 объединены в две группы 25,, рядньык ключом интегратора, выход ко- 27, 29, 31, 33, 35 и 26, 28, 30, 32, торого подключен к входу компаратора, 34, 36, причем входы элементов кажвыход компаратора соединен с вторым о дой группы попарно соединены и обравходом стробируеьых ключей,,выход ко- зуют входы логического блока 24, а торых .через зарядный резистор соединен выходы этих элементов образуют выходы с конденсатором .и входом иитегратора. логического блока 24.

С целью повышения точности работы Одни входы полупроводниковых клю-. устройства в переходных режимах де- !5 чей 39 ... 44 образуют входы геке-, литель напряжения генератора стунен- ратора. ступенчатого напряжения 38 и чатого напряжения подключен .параллель- соединены с входами блока преобраэоно конденсатору генератора пилоаб- вания ширины импульсов 3, а другие разного напряжения. : входы подключены к выходам делителя на фиг. 1-3 показана электрическая 2 ) напряжения 45, состоящего из последосхема предлагаемого устройства на. вательно соединенных потенциометров. фиг. 4 - графики, поясняющие еГо Выходы ключей 39 ... 44 соединены ( работу (U4... 049 > . - напряжения на вы- . между собой и подключены к одному иэ ходах элементов 4,...49). . -, .- . входов компаратора 48. Другой вход устройство для управления много@аз-25 компаратора 48 через последовательно ным преобразователем частоты включает соединенные формирователь стробшестифазный мультнвибратор 1, блох, импульсов 46 РПИ 47 усилителей- в связан с первым е -формирователей 2, блок входом генератора ступенчатого наппреобразовання ширины .импульсов 3, ряжения 38, выполненный в виде-шести двухвходо- . Вьисод компаратора 48 через формивых элементов И 4... 9,.объединенных рователь длительности и 49 по вхо ам в ва т е о импульсов д д а тр угольника, вершины связан с объединенными входами шести которых подключены к выходам блока элементов И 51 ... 56 распределителя усилителей-формирователей, а также: 50, другие входы этих элементов со цифровой фазоумножитель 10 íe тригге- .единены с соответствующи ре. д адцати элементах И-НЕ генератора ступенчатого напряжения

12...23, логический блок 24 иа две- 38, а выходы подключены к входам фазо надпати элементах и-НЕ 25... 36, умножителя .. блок вчходнис усилителей:.импуль- Устройство. для управления иного- ° соэ 37, генератор ступенчатого иап- . Фаэным преобразователем частоты .ряжения. 38, выполненный на шести 48 работает следующим образом. полупроводниковых ключах 39...44 и... Параметры элементов шестифазного делителе напряжения 45, формирователь, .мультивибратора 1 выбираются таким строб-импульсов 46. генератор пнлооб образом, чтобы его рабочая частота разного. напряжения(ГНН147, компара- была вдвое больше чем часто р ., Формирователь импульсов по 45 ходных импульсов. Вырабатываемые на длительности 49 и распределитель 50, выходе мультивибратора 1 шесть сдвисостоящий из шести элементов И нутых по фазе на 60

51...56. (.ГПН) состоит из интеграто- налов формируются затем в 180-ти ра 57 с разрядныл ключом 58,элемента градусные прямоугольные импульсы с задержки 59, компаратора 60., стробн- 5О . помощью блока усилителей-формироваруеьых ключей 61 и конденсатора 62 телей 2. с зарядным резистором 63. На входы элементов И 4 .9 д оединен с одннМ из преобразования ширины импульсов 3 е тов,... блока входов стробнруемвх. ключей 61 и через подаются сигналы со сдвигом по фазе элемент задержки 59 с зарядным ключем в 120 эл. град., что обеспечивает гр р . ыход интегратора получение на выходе импульсов шириной

57 подключен к входу компаратОра 60, 60 эл. град. Эти импульсы используют выход которого соединен с вторим вхо- ся для стробирования полупроводнкыо дом стробируеьых ключей 61. Выход вых ключей 39 .. 44 генератора сту" . стробируемых ключей 61 через зарядный пеичатого напряжения 38, вых д которезистор 63 соединен с конденсатором .60 рого поочередно подключается к выхо62 и входом интегратора 57. дам делителя напряжения 45.

Элементы И-НЕ 12 ...23 цифрового С первого выхода блока преобразофазоумножителя 10 объединены в две вания ширины импульсов 3 запускается группы 12...17 и 18...23 таким обра- формирователь строб-иытульсов 46, зом, что одни входы элементов И-НЕ 65 который вырабатывает короткий импульс

1023621 длительностью около. 2 мкс. Этот импульс является управляющим для

ГПН 47. ГПН .47 вырабатывает пилообразное напряжение с амплитудой, не зависящей от частоты запускающих им« пульсов. Для этого пилообразное напряжение, вырабатываемое интегратором 57, сравнивается на компараторе

60 с опорным напряжением. В зависимости от знака рассогласования во время действия строб-импульса открывается 1О один из стробируемых ключей 61, при этом заряжается или разряжается,.конденсатор 62 со скоростью, определяемой зарядным резистором 63. Обратная связь, осуществляемая поддчей 15 напряжения с . конденсатора 62 на вход интегратора 57, обеспечивает стабилизацию амплитуды выходного напряжения .

ГПН 47. По окончании действия строб- . импульса с небольшой задержкой, oripe-20 деляемой элементом задержки 59, осу-. ществляется сброс напряжения пилы разрядным ключом 58.

Пилообразное напряжение с выхода

- ГПН 47 подается на вход компаратора

48, на другой вход которого подается сигнал с выхода генератора ступенчатого напряжения 38. В моменты времени, соответствующие. равенству входных напряжений компаратора 481 на 30 его выходе образуются перепадЫ напряжений, Положительные перепады используются для запуска формирователя 49, с выхода которого снимаются импульсы требуемой длительности.

Для распределения полученных импульсов по каналам они подаются: на объединенные входы элементов И 51 ... 56 распределителя 50, которые управля" ются по другим входам импульсами с выходов блока преобразования ширины импульсов 3.

С выходов распределителя 50 импуль. сы поступают,на входы элементов И-НЕ

12 ... 23 цифрового фазоумножителя 10, Счетный триггер 11, срабатывая по.переднему фронту импульсов, поступающих с первого выхода распределителя 50, осуществляет подачу уровня ло гической "1" попеременно на входы элементов И-НЕ, входящих в группы

12 ... 17 и 18;.. 23, В результате на выходе фазоумножителя 10 образуется система двенадцати отрицательных импульсов, сдвинутых относительно друг друга на 30 эл. град. В логическом блоке 24 осуществляется суммирование импульсов, отстоящих по фазе на 60 эл. град., с последующим инвертированием. Сформированная таким образом последовательность импульсов поступает на входы блока выходных усилителей импульсов, на выходах которого образуется система двенадцаI ти сдвоенных импульсов, имеющих . требуемую амплитуду и крутизну.

Для повышения точности работы устройства в переходных режимах питание делителя напряжения 45 осуществляется напряжением, снимаемым с конденсатора 62 ГПН 47.

Устройство, сохраняя высокую помехоустойчивасть, надежность и простоту эксплуатации, позволяет получить более высокую степень симметрии системы управляющих импульсов в стационар- ных и переходных режимах.

1023621

1023621

1023б21

1023621

48

М

dy

Up и

01

У!у

0g

И

Составитель В. Бунаков

Редактор О. Колесникова Техред М.Костик Корректорl0. Макаренко

Заказ 4236/48 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4