Устройство для управления регулируемым инвертором напряжения

 

Изобретение относится к электротехн ике и может быть использовано в системах частотно-регулируемого электропривода на базе автономны инверторов напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей уст-ва. Уст-во содержит усилитель (У) 1, сумматор (С) 2, источник управляющего синусоидального сигнала 3, двухпозиционный ключ (К) 4, инвертор 5, интегратор 6, пороговые узлы 9 и 10, триггер i 1. Тактовые импульсы генератора 13 через делитель частоты (ДЧ) 15 поступают на вход двухразрядного счетчика 14, подключая К 4 и интегратор 6. При этом инвертор 5 меняет выходной сигнал С 2 на противоположный (4 раза за период).Кроме того, короткие тактовые импульсы с ДЧ 15 поступают на управляющую цепь К 8, шунтирующего накопительный элемент 7. Указанный алгоритм управления К 4 и 8 позволяет добиться повышенной степени симметрии выходного напряжения инвертора. На всем диапазоне регулирования частоты и величины напряжения в спектре сигнала инвертора отсутствуют четные гармонические составляющие, что улучшает качество выходного напряжения. Смена полярности импульсов кривой формируемого выходного напряжения уст-ва осуществляется распределителем управляющих импульсов в соответствии с сигналами старшего разряда счетчика 14. Включение в систему управления инвертором У 1, логического инвертора 5, ДЧ 15 и ключей 4 и 8, реализуемых на схемах интегрального исполнения, расширяет функциональные возможности уст-ва, что позволяет использовать его в замкнутых по выходу системах со слежением. 2 ил. (Л С ISD 4 О) СО О)

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ц4 Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ1ТИЙ (21) 3774344/24-07 (22) 26.07.84 (46) 23.07.86. Бюл. У 27 (71) Отдел энергетической кибернетики АН МССР (72) Ю.А.Дмитренко, Ю.М.Мануковский, В.И.Олещук и А.C,Ñèçîâ (53) 621.316.727 (088.8) (56) Олещук В.И., Чаплыгин Е.Е.

Вентильные преобразователи с замкнутым контуром регулирования ° — Кишинев: Штиинца, 1982, с. 45.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1107250, кл. Н 02 P 13/ 18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах частотно-регулируемого электропривода на базе автономных инверторов напряжения. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей уст-ва. Уст-во содержит усилитель (У) 1, сумматор (С)

2, источник управляющего синусоидального сигнала 3, двухпозиционный ключ (К) 4, инвертор 5, интегратор 6, пороговые узлы 9 и 10, триггер 1. Тактовые импульсы ген ".ратора 13 через делитель частоты (ДЧ) 15

„„Я0„„1 246296 А1 поступают на вход двухразрядного счетчика 14, подключая К 4 и интегратор 6. При этом инвертор 5 меняет выходной сигнал С 2 на противоположный (4 раза за период). Кроме того, короткие тактовые импульсы с ДЧ 15 поступают на управляющую цепь К 8, шунтирующего накопительный элемент

7. Указанный алгоритм управления К

4 и 8. позволяет добиться повышенной степени симметрии выходного напряжения инвертора. На всем диапазоне регулирования частоты и величины напряжения в спектре сигнала инвертора отсутствуют четные гармонические составляющие, что улучшает качество выходного напряжения. Смена полярности импульсов кривой формируемого выходного напряжения уст-ва осуществляется распределителем управляющих импульсов в соответствии с сигналами старшего разряда счетчика 14. Включение в систему управления инвертором У 1, логического инвертора 5, ДЧ 15 и ключей 4 и 8, реализуемых на схемах интегрального исполнения, расширяет функциональные возможности уст-ва, что позволяет использовать его в замкнутых по выходу системах со слежением. 2 ил.

1 124

Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано в системах частотно-регулируемого элек тропривода на базе автономных инверторов напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства применительно к использованию в области замкнутых по выходу автономных инверторных систем со слежением.

На фиг. изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Выходное напряжение инвертора Ц „„, через усилитель 1 с нормированным коэффициентом передачи„ обеспечивающим согласование по уровню выходного сигнала инвертора с напряжением систем управления, поступает на плюсо- вый вход сумматора 2. Минусовый вход сумматора 2 связан с выходом источника 3 управляющего синусоидального сигнала. Выход сумматора 2 связан с двумя входными клеммами двухпозиционного коммутационного ключа 4: с первой клеммой непосредственно„ а с BTQ рой через логический инвертор .5. Общая клем:-а ключа 4 присоединена к интегратору 6, накопительный элемент (конденсатор) 7 которого зашунтирован управляемым ключом 8. Выход интегратора 6 связан с пороговыми узлами 9 и 10, подключенными к соответствующим входам триггера 11 с раздельной установкой. Выход триггера 11 связан с входом распределителя

12 управляющих импульсов.

Генератор 13 тактовых импульсов, частота следования импупьсов которого определяет выходную частоту инвертора, связан. с источником 3 управляющего напряжения, с управляющей цепью ключа 8 и с двухразрядным счетчиком

14 через делитель 15 частоты с двумя выходами. Выход младшего разряда счетчика 14 связан с управляющей цепью коммутирующего ключа 4, выход старшего разряда счетчика 14 соединен с распределителем 1.2.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 13 тактовых импульсов вырабатывает короткие импульсы,частота следования которых кратна частоте выходного напряжения инвертора и значительно превышает частоту выходного напряжения. Эти импульсы поступают на вход источника 3 уп6296 2 равляющего напряжения, формирующего на каждом полупериоде ступенчатое однополярное. напряжение близко к синусоицальной форме, и определяют частоту сигнала источника 3, гладкая составляющая которого изображена на фиг. 28, период этого сигнала совпадает с периодом полуволны выходного напряжения инвертора.!

О

Точность аппроксимации синусоицы в подобных устройствах в первую очередь определяется количеством уровней квантования во времени,час-, тота тактовых импульсов генератора

13, заДающего шаг квантования, поэтому значительно превышает выходную частоту инвертора. Делитель 15 частоты, включенный на выходе генератора l3 тактовых импульсов, уменьшает эту частоту до значения, равного удвоенной выходной частоте инвертора (сигнал Uö,„ ñ первого выхода делителя 15 (фиг. 2 a ), поступающий н:а управляющую цепь ключа 8), и до частоты, равной учетверенной выходной частоте (импульсы с такой частотои снимаются с второго выхода делителя 15 частоты, связанного с входом двухразрядного счетчика 14, эти импульсы показаны на фиг. 2а—

О и1

Выходной, близкий к синусоидальному, сигнал источника 3 управляющего напряжения поступает на минусовый вход сумматора 2. На плюсовый вход последнего через нормирующий усилитель 1 приводит сигнал, форма которого тождественна выходному напряжению инвертора (фиг.2 q ).

Выходной сигнал сумматора 2 поступает через двухпозиционный ключ 4 (или через ключ 4 и логический инвертор 5) на вход интегратора 6 с накопительным элементом 7, определяя скорость изменения выходного напряжения U интегратора 6 (фиг.2 . ).

Напряжение U6 интегратора 6 поступает на входы пороговых узлов 9 и

1О, величины пороговых напряжений которых (фиг. 2 г ) соответственно и U„,„ù . В моменты равенства напряжения Ug интегратора 6 значениям U д„,, или U, на выходе пороговых узлов попеременно вырабатываются командные сигналы, которые попеременно изменяют состояние триггера 11, связанного с входом распределителя 12, моменты переключения которого определяют моменты форми3 12 рования фронтов импульсов однополярного выходного напряжения инвертора (фиг. 2 ). Форма выходного сигнала триггера 11 при этом совпадает с кривой выходного напряжения инвертора (фиг. 2 с ).

Тактовые импульсы генератора 13, поделенные делителем 15 частоты, поступают с второго выхода делителя 15 на вход двухразрядного счетчика 14 периодически, четыре раза за период, изменяя состояние его выходов (фиг. 2 К ); Младший разряд счетчика 14 связан с управляющей цепью цвухпозиционного ключа 4. При этом при нулевом состоянии выхода младшего разряда счетчика 14 (инГ

Ji тервал Π— —, фиг. 2) через ключ 4

W =ху

Ыв ху

+ ху = у;

+ ху;

+ ху;

= ху с

W =ху э

+ху=у.

Устройство для управления регулируемым инв ер тором напряжения, с одержащее источник управляющего напряжения, генератор тактовых импуль50 сов, двухразрядный счетчик, выход старшего разряда которого связан с первым входом распределителя, сумматор, интегратор, соединенный с двумя пороговыми узлами, выход пер55 вого из которых присоединен к первому входу триггера с раздельной установкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функосуществляется непосредственное подключение выхода сумматора 2 к интегратору 6, а при единичном состоянии выхода младшего разряда счетчика

/с

14 (интервал — — 1с, фиг. 2) ключ 4 перебрасывается в другое положение и выход сумматора 2 оказывается при— соединенным к интегратору 6 через логический инвертор 5, меняющий пОлярность выходного сигнала сумматора 2 на противоположную. Соответственно (фиг. 2 ) в момент К/2 интегратор 6 начинает перезаряжаться в обратном направлении. Кроме того, короткие тактовые импульсы с первого выхода делителя 15 частоты, определяющие собой начало формирования полупериодов выходного напряжения ,Ъ инвертора (моменты О, I<> фиг. 2), пос— тупают на управляющую цепь ключа 8, шунтирующего накопительный элемент 7 интегратора 6, вызывая его кратковременное замыкание и, соответственно, быстрый разряд накопительного элемента 7.

0 .: санный алroритм управления ключами 4 и 8 позволяет добиться повышенной степени симметрии выходного напряжения инвертора. На всем диапазоне регулирования частоты и величины напряжения в спектре выходного сигнала инвертора отсутствуют четные гармонические составляющие, а также комбинационные гармоники и субгармоники, гармонический состав выходной кривой характеризуется при этом улучшенным качеством.

Смена полярности импульсов кривой формируемого выходного напряжения ин46296 4 вертора осуществляется распределителем 12 управляющих импульсов в соответствии с сигналами старшего разряда счетчика 14. Распределитель 12

5 при этом строится на базе простейшего комбинационного логического устройства. Считая для определенности, что при управлении мостовой схемой инвертора при формировании положительной полуволны выходного напряжения включены вентили А и С, при формировании нулевой паузы — А и В, соответственно на отрицательной полуволне включены В и D на нулевой паузе — С и D, обозначая сигнал на зыходе счетного триггера 11 через х а сигнал от старшего разряда счетчика 14 через у, получаем логические уравнения, описывающие распредели20 Tear 1 2

Таким образом, включение в систему управления инвертором с одноуровневым выходным напряжением простейших узлов: усилителя, логического инвертора, осуществляемого на базе обычной усилительной схемы, делителя частоты и электронных ключей, реализуемых на стандартных схемах

35 транзисторного интегрального исполнения, расширяет функциональные возможности устройства, позволяя использовать его в новом классе схем — в замкнутых по вых. ду систе40 мах со слежением, обеспечивая при этом улучшенный гармонический состав выходного напряжения инвертора.

Формула изобретения

246296

Составитель О.Парфенова

Редактор В.Петраш, Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 4017/52 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 1 циональных возможностей, устройство снабжено нормированным усилителем, логическим инвертором, делителем частоты с двумя выходами, двухпоэиционным ключом, шунтирующим накопительный элемент интегратора, а в качестве источника управляющего напряжения использован источник ступенчато-синусоидального напряжения, причем плюсовый вход сумматора связан с нормированным усилителем, минусовый вход сумматора соединен с источником управляющего напряжения, выход сумматора связан с интегратопом через первую клемму двухпозиционного ключа, а также через логический инвертор и вторую клемму двухнозиционного ключа, управляющая цепь которого соединена с выходом младшего разряда счетчика, выход второго порогового узла подсоединен к второму входу триггера, который связан с вторым входом распределителя, генератор тактовых импуль10 сов связан с источником управляющего напряжения и с делителем частоты, первый выход которого подсое" динен к управляющей цепи шунтирующего ключа, а второй выход связан

15 с входом счетчика.