Устройство для управления @ -фазным инвертором

 

Изобретение .относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления автономными инверторами с широтио-импульсной модуляцией. Целью изобретения является повышение надежности. Импульсы генератора опорной частоты 1 поступают на счетные входы счетчиков 2,3 и 4. Счетчик 3 является счетчиком временных интервалов, на которые разбивается полупериод синусоиды. В постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ) 5,6 и 7 записаны коды, соответствующие значениям синусоид фаз А, В,С на соответствующих временных интервалах . Коэффициент деления счетчика 2 определяет частоту модуляции выходного напряжения инвертора. На выходе счетчика 2 формируется короткий импульс, устанавливающий счетчик 8 в нулевое состояние, а триггеры 9, 10 и 11 - в единичное. На счетный вход счетчика 8 поступают импульсы с преобразователя код-частота 15. При изменении кода напряжения изменяется частота на выходе преобразователя 15. Это приводит к изменению наклона пилы, формируемой счетчиком 8, и тем самым к изменению выходного напряжения инвертора. Цифровые элементы сравнения 12,13 и 14 сравнивают числа с выходов ПЗУ 5,6 и 7 с числом счетчика 8, в момент равенства сигнал на выходе соответствующего цифрового элемента сравнения перебрасывает соответствующий триггер в нулевое состояние. С Ьыходов триггеров 9,10 и 11 импульсы поступают на соответствующие силовые вентили . Таким образом, введение триггеров 9,10 и 11 устраняет ложное формирование импульсов, введение счетчика 2 устраняет возможность появления субгармонических колебаний. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

20 А1

09) (И) (59 4 Н 02 M 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4

«»«

»« « . »

И АВТОРСКОМУ СВИД -"ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3846860/24-07 (22) 15.01.85 (46) 07.01.87. Бюл.№ 1 (71) Северо-Кавказский горно-металлургический институт (72) А.И,Денисов и В.К.Райфшнайдер (53) 621.316.722(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 995258, кл, Н 02 P 13/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР ,¹ 902201, кл. Н 02 P 13/18, 1980. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ш-ФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ (57) Изобретение, относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления автономными инверторами с широтно-импульсной модуляцией. Целью изобретения является повышение надежности. Импульсы генератора опорной частоты 1 поступают на счетные входы счетчиков 2,3 и 4. Счетчик 3 является счетчиком временных интервалов, на которые разбивается полупериод синусоиды. В постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ) 5,6 и 7 записаны коды, соответствующие значениям синусоид фаз А, В,С на соответствующих временных интервалах. Коэффициент деления счетчика 2 определяет частоту модуляции выходного напряжения инвертора. На выходе счетчика 2 формируется короткий импульс, устанавливающий счетчик

8 в нулевое состояние, а триггеры 9, 10 и 1! — в единичное. На счетный вход счетчика 8 поступают импульсы с преобразователя код-частота 15.

При изменении кода напряжения изменяется частота на выходе преобразователя 15. Это приводит к изменению наклона пилы", формируемой счетчиком 8, и тем самым к изменению выходного напряжения инвертора. Цифровые элементы сравнения 12 13 и 14 сравЭ ! нивают числа с выходов ПЗУ 5,6 и 7 ф с числом счетчика 8, в момент равенства сигнал на выходе соответствующего цифрового элемента сравнения перебрасывает соответствующий триггер в нулевое состояние. С выходов триггеров 9,10 и 11 импульсы поступают на соответствующие силовые вентили. Таким образом, введение триггеров 9,10 и 11 устраняет ложное фор, мирование импульсов, введение счетчика 2 устраняет возможность появления субгармонических колебаний, 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.! 1282290 2

Изобретение относится к электр— электро1 ющим входом шестого вычитающего счетчика 20 с предустановой, выход котехнике и может быть использовано вадя управления автономными инверто- торого соединен с его установочным с ой модуляци- входом и является выходом блока 15.

Рами с широтно-импульсно модуляци() 5 D-входы пятого 19 и шестого 20 счет-! ей (IHHN). чиков являются соответственно первым

Цель изобРетениЯ вЂ” повышение падеж" и вторы Э-входами преобразователя ности устройства. 15, На фиг.! лредставлена функциональРаботу устройства рассмотрим на наЯ схема преДложенного Устройства !0 примере трехфазного инвертора (ш для числа фаэ инвертора m = 3; на фиг.2 — схема преобразователя коды — Импульсы генератора I опорной частота; на, фиг.3 и 4 — временные частоты поступают на счетные входиаграммы, поясняющие работу уст- ды счетчиков 2 — 4. Счетчик 3 являройства. ется счетчиком временных интервалов, УстРойство соДеРжит г н Р" Р на которые разбивается и лупериод опоРной Частоты,, выходом соединен синусоиды, В постоянных запоминающих ный с счетными в содами третьего 2, устройствах 5 — 7 срвторого 3 и четвертого 4 счетчиков, ответствующие значениям синусоид фаз выхоДы РазРЯДов втоРого счетчика 20 А В, С на соответствующих временных соединены с адресными входами постоянных запоминающих устройств 5 — 7» Код, записанн и в i-ю ячейку пан которых хранятся значения квазиси- мяти постоянного запоминающего устРойства 5, определяется путем округчетчика 2 соединен с первым В-вхо- 25 ления до целых числа, в числен ого дом первого счетчика 8 и с S-входами триггеров 9 — 11, первый выход счетчика 8 соединен с его входом >< 2" . 1Г (2. 1 ) блокирования счета, второй выход —, Л 2п .с первыми входами цифровых элемен- 30 2п . тов 12 — 4 сравнения, вторые входы где i — номер ячейки памяти постоянкоторых соединены с выходами постоян- ного запоминающего устройстных запоминающих устройств 5 — 7, вы- ва, или номер временного инходы цифровых элементов 12 — 14 срав- тервала, или текущее значенения соединены с В-входами тригге- ние числа в счетчике 3; ров 9 - 11. Счетный вход первого К вЂ” коэффициент пропорциональсчетчика 8 соединен с выходом преоб- ности, определяется разрядноразователя 15 коды — частота, вто- стью счетчика 8, если число рой R-вход первого счетчика 8 соеди- разрядов равно 8, то h нен с R-входом третьего 2, второго 3 4р 255; и четвертого 4 счетчиков, с В-входом 2п — число интервалов за период, распределителя 16, D-вход третьего п выбирается кратным трем. счетчика 2 соединен с шиной "Код Если полупериод синусоиды разбит частоты модуляции" и с первым D-вхо- на 24 временных интервала, то в ячейдом преобразователя 15 коды — часто- 45 ках памяти постоянных запоминающих та, второй D-вход которого соединен устройств 5 — 7 хранятся числа сос шиной "Код напряжения . Выход чет- гласно следующей таблице. вертого счетчика 4 соединен с счетным Коэффициент деления 2 определяет .входом распределителя 16, выходы ко- частоту модуляции выходного напряжеторого соединены с первыми входами gp ния инвертора. Если полупериод сину 2ш элементов И 17, вторые выходы ко- соиды разбит на 24 временных интерторых соединены с выходами триггеров вала, то при коэффициенте деления

9 - Il, счетчика, равном единице, частота

Преобразователь 15 коды — частота модуляции будет 48f у (Г ри выходсодержит генератор 18 импульсов, со- 55 ная часть инвертора), если же коэффиединенный с вычитающим входом пятого циент деления равен 2 — то 24f,„,„ и вычитающего счетчика 19 с предуста-,т,д. Коэффициент деления счетчика 2 новкой, выход которого соединен с определяется частотными свойствами его установочным входом и с вычита- силовых вентилей инвертора и выбира3 ется иэ условия, чтобы частота ШИМсигналов не превышала максимально допустимой частоты переключения силовых вентилей инвертора. При глубоком регулировании частоты инвертора 5 счетчик 2 может быть выполнен как управляемый делитель частоты, коэффициент деления которого зависит от выходной частоты инвертора, что позволяет максимально использовать си45

Формула

1. Устройство для управления шфазным инвертором, содержащее первый и второй счетчики, генератор опорной частоты, m цифровых элементов сравне5р ния, причем выход генератора опорной частоты соединен с счетным входом второго счетчика, вход блокирования .счета первого счетчика соединен с его первым выходом дешифратора максималь 5 ного числа в счетчике, второй выход соединен с первыми входами m цифровых элементов сравнения, о т л и ч а-, ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно ловые вентили по частоте переключения.

На выходе счетчика 2 формируется короткий импульс, который устанавливает счетчик 8 в нулевое состбяние, f а триггеры 9 — 11 — .в единичное. На счетный вход счетчика 8 поступают импульсы с преобразователя 15 коды— настота. При изменении кода напряжения изменяется частота на выходе преобразователя 15, Это приводит к изменению наклона "числовой пилы", формируемой счетчиком 8, и тем самым к иэ-

;менению выходного напряжения инвертора. При достижении числа в счетчике 8 максимального — "255" сигнал с его первого выхода блокирует поступление импульсов на его счетный вход.

Коэффициент деления счетчика 19 преобразователя 15 равен коэффициенту .деления счетчика 2, Это необходимо для правильной работы устройства, так как изменяя частоту модуляции для обеспечения одного и того же значе-. ния выходного напряжения инвертора, необходимо изменить наклон числовой пилы.

Цифровые элементы 12 - 14 сравнения сравнивают числа, поступающие с выходов постоянных запоминающих устройств 5 - 7, с числом счетчика 8, в момент равенства сигнал на выходе соответствующего цифрового элемента сравнения перебрасывает соответствующий триггер в нулевое состояние. На фиг,3 показаны фрагменты ступенчатой кривой, аппроксимирующей синусоиду одной из фаз (21), нарастающей код на выходе счетчика 8 (22 без учета дискретизации), сигналы с выхода счетчика 2 (23) сигналы с выхода цифрового элемента 12 сравнения (24), сигналы с выхода триггера 9 (25).. (Распределение импульсов с выходов трйггеров 9 — 11 на соответствующие силовые вентили инвертора осуществч ляется следующим образом.

Предварительно сигналом "Начальная установка" счетчики 2,3,4 и 8 устанавливаюются в нулевое состояние,,распределитель 16 — в исходное состояние (фиг.4). Затем импульсы 26 генератора 1 опорной частоты 1 делятся

2п счетчиком 4 на (-,-) и импульсы 27 rioступают на счетньй вход распределителя 16, где распределяются на 2ш канала в виде сигналов 28 — 33.

Элементы И 17 обеспечивают правильную подачу ШИМ-сигналов на силовые вентили инвертора.

Введение триггеров 9 — 11 устраняет ложное формирование импульсов, что повышает надежность силовой части ,инвертора. Введение. постоянных запоминающих устройств 5 — 7 повышает надежность устройства, так как уменьшается количество связей и микросхем.

Введение преобразователя 15.повышает надежность устройства, так как полностью устраняются аналоговые элементы. Введение счетчика 2 устраняет возможность появления субгармоничесКНх .колебаний, а также повьппает надежность работы силовых вентилей инI вертора и универсальность устройства, когда одно и то же устройство при минимуме изменений (изменяется код частоты модуляции) используется для любых силовых схем инвертора, изменяется коэффициент деления счетчика 2 и в соответствии с максимально допустимой частотой переключения силовых вентилей инвертора.

Введение счетчика 4, распределителя 16 и элементов И 17 обеспечивает простое распределение формируемых

ШИМ-сигналов по силовым вентилям инвертора. изобретения

5 128229 снабжено третьим и четвертым счетчи- . ками, m постоянными запоминающими устройствами, в которых хранятся значения кваэисинусоид для m фаз, m триггерами, преобразователем коды — 5 частота с двумя D-входами, распределителем импульсов и 2ш элементами И, причем выход генератора опорной частоты соединен с счетными входами третьего и четвертого счетчиков, ад- !О ресные входы постоянных запоминающих уСтройств соединены с выходами разрядов второго счетчика, выходы постоянных запоминающих устройств соединены с вторыми входами m цифровых элементов сравнения, выходы которых соединены с R-входами триггеров, Sвходы которых соединены с выходом третьего счетчика и с первым В-входом первого счетчика, второй R-вход которого соединен с R-входами второго, третьего и четвертого счетчиков, с

R-входом распределителя импульсов и с шиной "Начальная установка", Dвход третьего счетчика предназначен

25 для соединения с шиной "Код частоты модуляции" и с первым D-входом преобразователя коды — частота, выход

Выходы разрядов постоянных запоминающих. устройств

1,24

16,l7

8,9

0 0 0 1 0 0 0 0

l5,18

0 1 . 0 0 1 1 0 0

2,23

7,10

0 l 0 0 1 0 1 0

1 0 0 0 1 1 1 0

0 1 1 1 0 0 0 1

0 0 0 0 0 1

6,11

3, 22

l4,19

13,20 2,21

11,22

10,23

4,21

5 12

5 20

4 13

6,19

3,14

1 1

7,18

2,15

0 0 0 0 .0 0

0 0 1 0 1 0

0 0 1 0 0 1 1 1

8,17

9., 24.

1,16

9,16

8,1

24,17

23,18

22,19

10,15

11,14

7,21 0 0 0 1 1

7 1

0 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 !

6,3

5 4

12 13

21 20

Номера ячеек памяти постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 0 которого соединен с счетным входом первого счетчика, второй D-вход преобразователя коды — частота предназначен для соединения с шиной "Код напряжения", выход четвертого счетчика соединен с счетным входом распределителя импульсов, выходы которого соединены с первыми входами 2m элементов И, вторые входы которых соединены с выходами ш триггеров.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь коды — частота содержит генератор импульсов, пятый и шестоЪ вычитающие счетчики с предустановкой, причем выход генератора импульсов соединен с вычитающим входом пятого счетчика, выход которого соединен с его установочным входом и с вычитающим входом шестого счетчика, выход которого соединен с его установочным входом и является выходом преобразователя коды - частота, D-axopar пятого и шестого счетчиков являются, соответственно, первым и вторым Р-входами преобразователя коды — частота.

1282290

1282290 енп

ЕЛ7ана

2Ф

Составитель В,Бунаков

Редактор В.Данко Техред В.Кадар

Корректор В.Бутяга

Заказ 7283/56 Тираж 661 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