Устройство для управления однофазным инвертором напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ.ИНВЕРТОРОМ НАПРЯХЖНИЯ, содержащее источник управляющего напряжения , интегратор и компаратор, связанный с распределителем управля-, ющих импульсов, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных бозможностей, устройство снабжено коммутатором полярности напряжения, генератором тактовых импульсов, двухразрядным счетчиком , двумя пороговыми узлами, дизъюнт ктором и счетным.триггером с установочным и R и S-входами, причем выход интегратора соединен с входами паратора и пороговых узлов, выход первого из которых соединен сR -входом счетнопо триггера, а выход второго - с 5 -входом через дизьюнктор, выход счетного триггера подключен через коммутатор полярности напряжения к интегратору, а генератор тактовых импульсов соединен со счетчиком , прямой выход младшего разряда о которого соединен с установочным ; входом триггера, а инверсный выход младшего разряда - с дизьгонктором, выход старшего разряда счётчика связан с распределителем. О© ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А. (19) (11) 3(51) Н 02 Р 13/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3476555/24-07 (22) 03.08.82. (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) В.И.Олещук и E.Е,Чаплыгин (71) Отдел энергетической кибернетики AH MCCP (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Калашников Б.Е. и др. Системы управления автономными инветорами. М., 1974, с. 95.

2. Авторское свидетельство СССР

9 537431 кл. Н 02 P 13/16, 1975 .. (54)(57) УС1РОИС1ВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ОДНОФАЗНЫХ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯХЖНИЯ, содержащее источник управляющего напряжения, интегратор и компаратор, связанный с распределителем управля-, ющих импульсов, о т л и ч а ю щ е е4 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство снабжено коммутатором полярности напряжения, генератором тактовых импульсов, двухразрядным счетчиком, двумя пороговыми узлами, дизъюн-. ктором и счетным. триггером с установочным и Р и 5 -входами, причем выход интегратора соединен с входами ком паратора и пороговых узлов, вы<од первого из которых соединен с k -входом счетного триггера, а выход второго — c .")-входом через дизьюнктор, выход счетного триггера подключен через коммутатор полярности напряжения к интегратору, а генератор так. товых импульсов соединен со счетчиком, прямой выход младшего разряда д которого соединен с установочным входом триггера, а инверсный выход младшего разряда — с дизьюнктором,, Яф выход старшего разряда счетчика связан с распределителем.

1 062838

Изобретение относится к электротехнике. . Известно устройстно для управления иннерторами с широтно-импульсным регулирОванием (ШИР), содержащее э дающий генератор, пересчетное

5 кольцо, подключенное к дешифратору, с в котором выходная частота свяэана с частотой коммутации вентилей, как правило, же тко, в то время как в большинстве случаев требуется изменять частоту ныходного напряжения в . широких пределах при постоянной частоте коммутации (1) .

В устройстве пр» некратных соотношениях выходной и коммутирующей (5 частот формирование симметричной однополярной кривой выходного напряжения инвертора встречает значительные трудности из-за тога, что смена поимпульсон BbIxopHoI"o кривой 20 может происходить и на интервале импульса, и на интервале паузы. Подобные режимы приводят обычно также к перегрузке контуров коммутации вентилей инвеатора. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее источники опорного и управляющего напряжений, подключенные через сумматор к компаратору, вЫход которого подключен к ключевому элементу интегра.— тора, выход которого подключен к кояпаратору. При непосредственном использовании оно не обеспечивает реализацию однополярного ШИР при переменном числе импульсов на полупериоде и определенном порядке смены полярности импульсов кривой выходного напряжения инвертора (2) . 40

Цель изобретения — расширение функциональных нозможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем„что в устройство для упранле- 45 ния однофазным инвертором напряжения, содержашее источник управляющего напряжения, интегратор и кампаратор, связанный с распределителем управляюших импульсов, введены коммутатор полярности напряжения, подключенный к интегратору, генератор тактовых импульсов и днухразрядный счетчик, связанные между собой, два пороговых узла входы которых связаны с выходом интегра- 55 тора, счетный R5 -триггер, тактовый вход которого связан с прямым выходом. младшего разряда счетчика, -вход соединен с выходом одного порогового узла непосредственно, а 60

5-вход через дизъюнктор с выходом второго порогового узла, выход счетного триггера подключен к коммутатору полярности напряжения, инверсный выход младшего разряда 65 счетчика связан с диэьюнктором, а выход старшего разряда соединен с распределителем.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы (выходное напряжение формируется из пяти импульсов на полупериоде).

Предложенное устройство содержит интегратор 1, связанный через компарагор 2 с распределителем 3 управляющих импульсов. К входу компаратора подключен источник 4 управляющего напряжения, к выходу — пороговые узлы 5 и 6. Выход узЛа 5 непосредственно, а узла 6 через дизъюнктор

7 подсоединены соответственно к R н 5-входам счетного триггера 8, выход которого через коммутатор 9 полярности напряжения связан с интегратором 1. Генератор 10 тактовых импульсов связан с двухраэрядным счетчиком 11. Прямой выход младшего разряда счетчика 11 связан с тактовым входом триггера 8, инверсный выход младшего разряда — с дизъюнктором. Выхад старшего разряда счетчика .11 соединен с распределителем

3.

В основе. алгоритма работы устройства лежит вертикальный принцип управления. Формируемое на выходе интегратора 1 близкое к линейному напряжение сравнивается н кампараторе 2 с постоянным управляющим напряжением (фиг. 2 а) срабатывание компаратора вызывает переключение силовых вентилей инвертора, в моменты указанных переключений формируются фронты импуль- спв кривой выходного напряжения (фиг.2b). Пороговые узлы 5 и б фиксируют соответственно максимальную и минимальную величины порогового напряжения и поочередно переключают триггер 8, выходное напряжение которо го изображено на фиг.26.. Триггер 8 периодически перебрасывает коммутатор

9 полярности, напряжение которого, имеющее стабильную- величину, sapIIIIaет интегратор 1.

Предлагаемый порядок функционирования схемы имеет место при формиро. ванин середин четвертей периода выходного напряжения инвертора. у границ четвертей периода укаэанный алгоритм работы устройства видоизменяется. В начале полупериодов (моменты |:<, t3, фиг.2) на счетчике 11 устанавливается ноль младшего разряда,.«инверсный сигнал младшего разряда устанавливает триггер 8 н положение 1, что спосс>бствует формированию паузы н кривой выходного напряжения в начале каждого полупериода (фиг.2а, б). В середине полупериодэ (момент tg) младший разряд счетчика 11

1062838 4 = Ч = ф -xq+xq

W =Xqxg

v9 M3+x1=3

Фи8. 2

Составитель О. Парфенов а

Редактор А.Коэориз Техред М,Тепер Корректор А.феРенц

Заказ 10258/57 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 принимает единичное состояние, его .выходной сигнал перебрасывает триггер 8 по счетному входу. Состояние счетчика 11 отображены на,фиг.2 г.

Как видно.из временных диаграмм (фиг,2), процессы во второй четверти полупериода выходной частоты инвертора развиваются симметрично, чем обеспечивается повышенное качество гармонического состава выходного напряжения.

1Q

В начале и в конце каждого полупериода кривой выходного напряжения формируется пауза нулевого уровня, благодаря чему достигается onpez,еленность в последовательности йере- (5 ключения силовых вентилей инвертора при смене полярности выходного напряжения н облегчается построение контуров искусственной коммутации вентилей. Средняя частота коммутации в 20 схеме почти постоянная, изменяясь в узком диапазоне лишь настолько, чтобы обеспечить кратность выходной частоты и частоты коммутации, что также благоприятно влияет на гармонический состав выходного напряжения ин вертора .

Отмеченные прегмущества предлагаемого устройства достигаются введением в систему простейших элементов.

Коммутатор 9 полярности может быть выполнен, например, в виде операционного усилителя (компаратора) со стабилизацией выходного сигнала в обоих аправлениях. Распределитель 3 предтавляет собой простейшее комбинацинное логическое устройство . Так, при управлении мостовой схемой инвертора. и формировании положительной полувалны ::: хсдного напряжения включены вентили А и С, при формировании нулевой паузы = А н В, соответственно на

o=p.:;,.-..òåëüíîé полуволне ьключены

В н,- на нулевой паузе C. .и D, Обозначая сигнал на выходе компаратора, через х, а сигнал старшего разряда счетчика через q, получаем логические уравнения, характеризующие распределитель, Пороговые узлы устройства могут быть выполнены в виде элементарных компараторов, на вторые входы которых поданы эталонные напряжения.

Таким образом, добавление в схему небольшого числа элементарных логичных узлов значительно расширяет функциональные возможности устройства, позволяя использовать его для управления инверторами, формирующими симметричное однополярное выходное напряжение,. при воэможности варьирования количества импульсов на периоде выходного напряжения в широких пре,целах, обеспечивая при этом номинал.-.у в загрузку контуров .коммутации силовых вентилей инвертора,