Устройство для управления преобразователем частоты

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты . Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты. Устройство соt держит цифровой задатчик частоты 1, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоты (РКВЧ) и к регистру 3 кода кратности (РКК). Выход РКВЧ 2 соединен с входом задающего генератора 4, выход которого подключен к жрущеыу мультивибратору 5. Управляемый переключатель 6 подключает к ждущему мультивибратору 5 времязадающие резисторы. Код с РКК 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора 5. Выход реверсивного счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9. Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора 5. Код с выхода ПЗУ 9 поступает на схему управления сило с (Л tsD 4а О5 Ю 00 to Фиг.1

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ социАлистичесник

РЕСПУБЛИН (511 4 H 02 М 5 27

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ держит цифровой задатчик частоты 1, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоты (РКВЧ) и к регистру 3 кода кратности (PKK).

Выход РКВЧ 2 соединен с входом задающего генератора 4, выход которого подключен к ждущему мультивибратору 5. Управляемый переключатель 6 подключает к ждущему мультивибратору 5 времязадающие резисторы. Код с

PKK 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора 5. Выход реверсивного счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9. Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора 5. Код с выхода ПЗУ 9 поступает на схему управления силоФиг. l

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ HSOEiPETEHHA И ОТНРЫТИЙ (21) 3837773/24-07 (22) 02.01 .85 (46) 23.07.86. Бюл. g 27 (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры (72) А.В.Волченков, А.Х.Марголин, В.П.Мордач, Б.Е.Пьяных, В.Н.Соболев и Э.М.Чехет (53) 621.314.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1075362, кл. Н 02 P 13/18, 1982 .

Патент США У.4227137, кл. Н 02 Р 5/40, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЕ1 (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты. Цель изобретения — улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты. Устройство со„„SU„„1246282 А 1

1246282 выми ключами преобразователя частоты. Задатчик выходной частоты 1 уп равляет работой задающего генератора 4, причем диапазон выходной частоты разбивается на ряд поддиапазонов. Задатчик выходной частоты 1 с помощью входящего в него микропроцессорного устройства осуществляет расчет кода периода следования импульсов на выходе задающего генера"

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке преобразователей частоты, предназначенных, например,для частотного управления электроприводами, работающими в широком диапазоне частот вращения.

Цель изобретения — улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты.

На фиг. 1 представлена функцио- нальная схема устройства управления; на фиг. 2 — схема одной фазы непосредственного преобразователя частоты на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства управления преобразователем частоты; на фиг. 4 — вариант реализации устройства управления °

Устройство (фиг.1) содержит цифровой задатчик 1 частоты, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоть1 и к регистру 3 кода кратности. Регистр 2 кода выходной частоты соединен с задающим генератором (ЗГ)4, выход которого подключен к ждущему мультивибратору 5.

Управляемый переключатель 6 подключает к мультивибратору 5 времязадающие резисторы, Код с регистра 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора. Выход счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного тора 4 и кода кратности в зависимости от частоты напряжений на выходах преобразователя частоты. Причем на более низких частотах выбирают большие "-,íà÷åíèÿ кодов кратности, которые уменьшают по мере увеличения выходной частоты преобразователя.Устройство реализует режим широтно-импульсного регулирования. 4 ил.

2 запоминающего устройства (ПЗУ) 9.

Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора.

Код с выхода ПЗУ поступает на схему управления силовыми ключами 10-15 преобразователя 16 частоты (фиг.2).

Кроме того, на фиг. 4 обозначены микропроцессор 17, генератор 18 тактовых импульсов, ПЗУ 19 команд, регистр 20 состояний, шинный формирователь 21, ОЗУ 22, вычитающий счетчик 23.

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 1.выходной частоты управляет работой задающего генератора 4. Диапазон. выходной частоты разбивается на ряд подциапазонов, так как в ПЧ применяется многократное широтно-импульсное регулирование (ШИР). Каждому поддиапазону соответствует определенный коэффициент кратности К. Число с выхода задатчика вводится в регистр 2 кода выходной частоты.С регистра код выходной час-,,тоты поступает на цифровой вход задающего генератора 4, который вырабатывает частоту

ЗО 1:,, 6К. ° Е + 300 Гц, где f,„ — частота задающего генератора, Ек„„ — частота ПЧ;

К; — коэффицент кратности.

Импульсы ЗГ осуществляют запуск ждущего мультивибратора 5, на выходе которого вырабатывается последова @ тельность импульсов, следующих с

1246

<М л lñ, к з частотой f, и длительностью 7 равной

5 где 7 — длительность импульсов Р на выходе ждущего мультивибратора при заданной кратности К.;

7 — длительность импульсов 10 на выходе ждущего мультивибратора для кратности

К; = 1.

При переходе с одного поддиапаэона выходной частоты на другой проис- 15 ходит изменение коэффициента кратности. Определенному значению К; соответствует значение кода на выходах регистра 3. Соотношение

1, 20

К.

1 обеспечивается выбором соответствующих сопротивлений времязадающих резисторов переключателя 6, который управляется кодом, поступающим с ре25 гистра кода кратности. Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 5 посту/

282 4 пает на младший разряд адресного входа ПЗУ 9 и определяет состояние

ПЧ "Цауза или "Импульс напряжения".

Сигналы с мультивибратора 5 поступают также на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. На вход предварительной записи счетчика 7 поступает сйгнал переноса, при этом осуществляется параллельная запись кода кратности с выхода регистра 3. Сигнал с выхода обратного переноса счетчика 7 поступает на счетный вход адресного счетчика 8. Код с адресного счетчика 8 поступает на старшие разряды адресных входов ПЗУ 9. Каждому из двоичных кодов на адресных вхо-. дах ПЗУ 9 соответствует определенный код на выходах, который определяет комбинацию включенных силовых ключей преобразователя частоты.

В табл.1 для ключей 11-15 приведен выходной код ПЗУ 33, в зависимости от состояния счетчика адресов .

Значение "1" на выходах 10-15 ПЗУ 9 соответствует сигналам на включение силовых ключей 10-15 преобразователя 16 частоты.

Таблица 1

0 . 0

0 0

0 1

1 0

1 0

1 0

0 0

0 1

0 1

0 1

1 0

0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 0 0 1

1 0 0

0 0 0 1

0 1 1 0

0 1 0 0

0 1 0 0

1 1 0 0

1 0 0 . 1

1 0 1 0 0 0 0.1246282

6К N „+300

Таблица 2

Поддиапазоны частот вращения электродвигателя, мин 1

Для мостовой схемы

Для нулевой схемы

37000 — 80000

17000 — 37000

1 4000-8300

2 4000-8000

2000-4150

2000-4000

Как следует из диаграммы состояний силовых ключей, при одних состояниях счетчика адресов (например, четных) эти ключи формируют импульс выходного напряжения„ а при других состояниях (нечетных) "паузу" напряжения, Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется режим широтно-импульсного регулирования (ШИР).

Один из возможных вариантов реализации системы управления ПЧ представлен на фиг.4.

Задатчик 1 выходной частоты реализуется с помощью микропроцессорного устройства на основе, например, микропроцессорного набора серии

К580. Микропроцессорное устройство бсуществляет выдачу кода кратности и расчет кода периода импульсов на выходе ЗГ цифрового типа, который состоит, в свою очередь, из высокочастотного опорного генератора им-. пульсов G и многоразрядного вычитающего счетчика СТ.

Микропроцессорное устройство задатчика 1 выходной частоты осуществляет расчет кода периода следова.ния импульсов на выходе ЗГ в соответствии с выражением где N — код периода импульсов на

Г выходе ЗГ;

N„ — код выходной частоты ПЧ;

К. — коэффициент кратности.

Этот код вводится в регистр 2 и переписывается в вычитающий счетчик

23 по сигналу переноса, поступающему на вход предварительной записи в момент, когда в вычитающем счетчике 23 оказывается числа, равное нулю. Импульсы с генератора С, поступающие на вычитающий вход, уменьшает содержимое вычитающего счетчика и в момент, когда оно становится равным нулю, осуществляется параллельная запись кода N в вычитающий

F счетчик 23 и процесс повторяется.

На элемент 17, в качестве которого может быть использован стандартный микропроцессор К580 ИК 80, поступают сигналы с генератора 18 тактовых импульсов. Элемент 17 в соответствии с программой, записанной в

ПЗУ !9 команд, выдает на шину данных информацию, содержащую определенное значение кода периода частоты и соответствующее ему значение кода кратности К, Кроме того, эта информация содержит управляющие слова, которые запоминаются в регистре 20 состояния. Данные через шинный фор25 мирователь 21 поступают на внешние устройства и память. Код кратности и код периода частоты запоминаются в регистре 2 кода выходной частоты и в регистре 3 кода кратности,содержащихся в программируемом параллельном интерфейсе (например, стандартный элемент KP580BB55). Элемент

22 представляет собой ОЗУ, которое необходимо для запоминания промежу35 точных результатов вычислений.

В табл.2 в качестве примера; приведены расчетные значения частот f „ задающего генератора для различных поддиапазонов. Расчеты выполнены для

<0 непосредственного преобразователя частоты, соединенного по нулевой и мостовой схемам. НПЧ осуществляет питание обмоток электродвигателя.

Диапазоны частот задающего генератора, Гц

1246282

Продолжение табл.2

Подциапазоны час тот вращения электродвигателя, мин

Для мостовой схемы

Для нул ев ой схемы

2000-4000

2000-4000

2400-4000

4 4000-8000

8 4000-8000

16 4800-8000

7000 — 17000

2000 — 7000

0 — 2000

Микропроцессорное устройство задатчика l выходной частоты осуществляет расчет требуемого кода кратности К в зависимости от частоты напряжений на выходах ПЧ. Причем на более низких частотах выбирают большие значения кодов кратности и уменьшают по мере увеличения выходной частоты ПЧ.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователя частоты, содержащее задатчик выходной частоты, связанный с задающим генератором и с адресным счетчиком, подключенным к старшим адресным входам постоянного запоминающего устройства, запрограммированного в соответствии с законом управления, причем его выходы связаны с соответствующими управляющими цепями силовых ключей преобразователя, отличающееся тем, что, с целью улучшения формы выходного

Диапазоны частот задающего генератора, Гц напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты, оно снабжено регистром кода выходной частоты, регистром кода крат-ности, управляемым переключателем и реверсивным счетчиком, причем вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом ждущего мультивибратора, соединенным с младшим адресным входом постоянного запоминающего устройства, а к информационному входу этого счетчика подключен

30 выход регистра кода кратности, соединенный через управляемый переключатель с времязадающим входом ждущего мультивибратора, информационный вход этого регистра подключен к выходу задатчика выходной частоты, который через регистр кода выходной частоты соединен с информационным входом задающего генератора, причем выход последнего подключен к входу ждущего мультивибратора, а выход ре40 версивного счетчика соединен со счетным входом адресного счетчика.

1246282

1246282

1»

Составитель В.Бунаков

Техред О.Сопко

Корректор А.Зимокосов

Редактор В.Петраш

Заказ 4016/51

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4