Устройство для управления мостовым инвертором

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1083326

3(5D Н 02 Р 13 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3498732/24-07 (22) 12.10.82 (46) 30.03.84. Бюл. ¹ 12 .(72) Г.Е.Максимов, А.Л.Круглов и Ю.В.Леонов (53) 621.316.727 (088.8) (56) 1. Панкратьев А.Д. и др. Импульсные и релейные следящие приводы постоянного тока с полупроводниковыми усилителями. M., "Энергия", 1969, с. 45-48.

2. Авторское свидетельство СССР № 467444, кл. Н 02 P 13/18, 1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МОСТОВЫМ ННВЕРТОРОМ, содержащее предварительный усилитель, первый выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя; делитель напряжения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входа-ми первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а выходы компараторов предназначены для соединения с управляющими входами мостового инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности выходных характеристик путем обеспечения независимости результата преобразования от уровня входного сигнала и повышения помехоустойчивости путем автоматического исключения из диапазона преобразования значений информационного параметра, соизмеримых с уровнем помех, оно снабжено формирователем модуля сигнала, регулятором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя модуля сигнала и входом делителя напряжения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с первыми входами третьего и четвертого компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входами первого и второго компараторов, третий выход делителя напряжения соединен с входом регулятора зоны нечувствительности, выход которопо соединен с вто- рыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формирователя модуля сигнала соединен с вторым выходом предварительного усилителя, выходы третьего и четвертого компа" раторов соединены соответственно,с управляющими входами первого и второго ключей.

1083326

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано для реверсивного управления двигателем постоянного тока в системах автоматического управления. В подобных системах информация, преобразуемая в широтно-импульсное напряжение управления электроприводом, нередко представляет собой информационный параметр, пропорциональный некоторому несущественному параметру (например, интенсивности).

Известно устройство для регулирования и реверсирования скорости вращения электродвигателей постоянного тока с использованием принципа широтно-импульсной модуляции (1) .

Недостатком указанного устройства является то, что в нем не предусмотрены меры по устранению сквозных токов в плечах мостового инвертора, с вследствие чего оно имеет низкую надежность, а также не обеспечивает помехоустойчивости и стабильности выходных характеристик. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления мостовым ин-,. вертором, содержащее предварительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, компараторы, генератор пилообразного напряжения, делитель напряжения, второй компаратор, соединенный с первым компаратором и делителем напряжения, причем выход фазочувстви35 тельного выпрямителя через делитель напряжения, подсоединен к входам компараторов, а выход генератора пиЛообразного напряжения связан с общей точкой соединения компараторов выхо- 40 ю ды которых подключены к входам мостового инвертора (2 3. . Недостатком известного устройства является ухудшение точности преобразования при значениях входного сигна- 45 ла, соизмеримых с уровнем помех, кроме того, в нем не предусмотрены меры обеспечения стабильности выходных характеристик при изменении интенсивности входного сигнала.

Цель изобретения " повышение стабильности выходных характеристик путем обеспечения независимости результата пр образования от уровня входного сигнала и повышение помехоустойчивости путем автоматического исклю55 чения из диапазона преобразования значений информационного параметра, соизмеримых с уровнем помех.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления мостоI вым инвертором, содержащее предварительный усилитель, первый выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя, делитель напряжения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора п чообразного напряжения, а выходы компараторов предназначены для соединения с управляющими входами мостового инвертора, снабжено формирователем модуля сигнала, регулятором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управляю-, щий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя модуля сигнала и входом делителя напряжения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с первыми входами третьего и четвертого компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входами первого и второго компараторов, третий выход делителя напряжения саединен с входом регулятора зоны нечувствительности, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формирователя модуля сигнала соединен с вторым выходом предварительного усилителя, выходы третьего и четвертого компараторов связаны соответственно с управ" ляющими входами первого и второго ключей.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для управления мостовым инвертором; на фиг. 2— диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления мостовым инвертором содержит предварительный усилитель 1, фазочувствительный выпрямитель 2, формирователь 3 модуля сигнала, регулятор 4 зоны нечувствительности, делитель 5 напряжения, первый, второй, третий и четвертый компараторы 6 — 9, первый и второй ключи 10 и 11, управляемый генератор 12 пилообразного напряжения, мостовой инвертор 13.

Все узлы устройства могут быть реализованы на операционных усилителях, например 140 УД7, и аналоговых ключах, например 168КТ2.

3 10833

На фиг. 2 обозначены сигналы, получаемые на втором и третьем выходах делителя 5 напряжения КЗU -Кз0

3 1 3 (2.1) сигнал, получаемый на выходе генератора пилообразного напряжения

К4О (2.1); сигналы О, получаемые на выходах компаратаров 6 и 7 при отсутствии входного сигнала U (2.2 и 2.3); сумма сигналов, поступающих . с выхода фазочувствительного выпря- 10 мителя 2 и делителя 5 напряжения на . входы компараторов 6 и 7 К„О - К U

К И-К 0„(2.4); сигналы, поступающие с выхода компараторов при наличии входного сигнала,U< (2 ° 5 и 2.6).

Устройство работает следующим образом.

На вход предварительного усилителя 1 подается сигнал, .содержащий информационный параметр К (например, 20 коэффициент амплитудной модуляции), подлежащий преобразованию в ШИИ напряжения управления электроприводом. .С первого выхода предварительного усилителя 1 на вход фазочувствитель- 25 ного выпрямителя 2 подается составляющая входного сигнала, пропорциональная информационному параметру и уровню входного сигнала К„„(1 (например, огибающая амплитудно-модулированного сигнала), а на втором выходе предварительного усилителя 1 образуется выпрямленное значение входного сигнала (например, несущей) ,U(4). Если принять коэффициенты пе5 редачи фазочувствительного выпрямителя 2 и формирователя 3 модуля сигнала, представляющего, например, фильтр НЧ, равным единице, то их выходные сигналы имеют соответствен- 40 но вид (0„=1 К

02 U

-Полярность напряжения (2) определяется знаком регулируемого параметра системы АР (направлением вращения электропривода).

Напряжение (1) подается на первые входы компараторов 8 и 9 и на сигнальные входы ключей 10 и 11, а напряжение (2) — на вход делителя 5 напряжения, третьим выходом подключенного к входу регулятора 4 зоны нечувствительности, представляющего собой регулируемый делитель напряже26 ния, выходное напряжение которого имеет вид

=Кое Кре U (3) где К вЂ” коэффициент передачи делидел теля 5 напряжения по первому выходу;

К- „ — коэффициент передачи регулятора 4 зоны нечувствительности.

Напряжение (3) подается на вторые входы компараторов 8 и 9, при этом в зависимости от полярности напряжения (1) срабатывает один из указанных компараторов, при условии, если уровень напряжения (1), подаваемого на их первые входы, превышает уровень напряжения, подаваемого на их вторые входы, т.е.

lull 3 К ре " Кде И, (4) подставив (2) в (5), получим

I K I 7 Кдел. K рег . (5)

Выражение (5) определяет условие срабатывания компараторов 8 и 9.

Как видно из (5), порог срабатывания компараторов 8 и 9 определяется коэффициентами передачи делителя. 5 нап1 яжения и регулятора 4 зоны и не зависит от уровня входного сигнала.

Выходные напряжения компараторов 8 и 9 поступают соответственно на управляющие входы ключей 10 и 11, причем при

Рм l

При этом на первые входы компараторов 6 и 7 с второго и третьего выходов делителя 5 поступают соответственно равные по величине и противоположные по знаку напряжения смещения

"см„и1 см, уровень которых выбирается в зависимости от длительности фронта переключения плеч мостового инвертора 13: (6) (7) где К вЂ” коэффициент передачи делителя напряжения по второму выходу, определяющий длительность задержки на переключение транзисторов мостового инвертора 13.

На вторые входы компараторов 6 и 7 поступает пилообразное напряжение, формируемое генератором 12, амплитуда которого пропорциональна напряжению (2):

Од =К О, (8) где К - коэффициент пропорциональности между уровнями напряжения и амплитудой пилообразного напряжения.

1083326 гг

Заказ 1772/50

Подписное

ВНИИПИ

Тиражбб7

При переходе пилообразного напряжения, например, от положительного полупериода к отрицательному компараторы 6 и 7 переходят от одного устойчивого состояния в другое, при этом фронт перключения компаратора б не совпадает с фронтом переключения компаратора 7 и, следовательно, исключается возможность появления сквозных токов.

При 1Км ъ 1 м ср 1 третьи входы компараторов б и 7 через ключ 10 или 11 в зависимости от полярности сигнала (1) подключаются к выходу фазочувствительного выпрямителя 2 од- 15 новременно с напряжениями смещения (6) и (7), поступающими на их первые входы. Уровни сигнала (1) определяют время включения плеч мостового инвертора, а напряжения (6) и (7) — длительность задержки переключения, исключающей возможность появления сквозных токов.

Ло эпюрам фиг. 2 видно, что время включения плеч мостового инвертора не зависит от уровня входного сигнала.

Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает независимость результата преобразования от уровня входного сигнала, кроме того, регулируемая эона нечувствительности не зависит от уровня входного сигнала, что повьппает стабильность и помехоустойчивость.

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