Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное с промежуточным высокочастотным преобразованием

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для управления преобразователями постоянного напряжения в квазисинусоидальное с промежуточным высокочастотным преобразованием. Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения помехоустойчивости и улучшение качества выходноS2 JLy у V V V V ll i (Л .p гтС---to 4 KxWo 1 , - - - ихн 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 02 М 7 537

1 g ), /, / I>:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3238984/24-07 (22) 26.01.81 (46) 15.03.87. Бюл. ¹ 10 (72) Г.С.Мыцык, A.Â.×åñíîêîâ, А.И.Чернышев и И.В.Балюс (53) 621.314.58(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 785935, кл. Н 02 М 7/537, 1980.

l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ

ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ПРЕ ОБРАЗОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для управления преобразователями постоянного напряжения в квазисинусоидальное с промежуточным высокочастотным преобразованием.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения помехоустойчивости и улучшение качества выходно12971 го сигнала преобразователя за счет уменьшения коэффициента гармоник.

Устройство содержит задающий генератор 1, два делителя 2 и 3 частоты, трехканальный распределитель 5 импульсов, выполненный по пересчетной схеме, трехканальный логический блок, включенный на выходе распределителя 5 и состоящий из трех цепочек 9 — 11 на базе переключателей

12 - 14 частоты следования импульсов, подключенных к счетным входам

IK-триггеров 15 — 17, а их выходы через усилительно-развязывающий узел

32 подключены к управляющим входам ключей 37 — 42 модулятора 45. Входы логических элементов 18 — 19, 20—

21 ЗИ-НЕ объединены попарно и подключены к выходам делителей 2 и 3 частоты. Другие входы элементов

18 - 20, 19 — 21 ЗИ-HE объединены и попарно подключены к парафазным выходам триггеров 6 и 7 распределителя

5 импульсов. К установочным входам

IK-триггеров 15 — 17 подключены формирователи 23 — 25 импульсов, входы которых подключены к соответствующим выходам триггеров 6 — 8. Выходы ХКтриггеров 15 — 17 и триггеров 26 и

30 образуют выходы устройства для управления преобразователем и подключены к управляющим входам его ключей

33 — 42 через усилительно-развязывающий узел 3 1. Силовая часть преобразователя включает последовательно соединенные высокочастотные однофазный инвертор 43 на ключах постоянного тока 33 — 36, трансформатор 44 и модулятор 45. Модулятор 45 представляет собой трехфазный мостовой инвертор на ключах 37 -42 переменного тока.

2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к уст-. ройствам для управления преобразователями постоянного напряжения в квазисинусоидальное с промежуточным вы- 5 сокочастотным преобразованием.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения помехоустойчивости и улучшение качества выходного сигнала преобразователя за счет уменьшения коэффициента гармоник.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для управления преобразователем с промежуточным высокочастот15 ным преобразованием; на фиг.2 †временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства для управления.

Устройство для управления:содержит задающий генератор 1, подключенный к двум делителям 2 и 3 частоты. Выходы обоих делителей 2 и 3 частоты подключены к логическому элементу

2И-НЕ 4, выход которого подсоединен к входу трехканального распределителя 5 импульсов, выполненному на трех триггерах 6 — 8 распределителя 5, например на IK-триггерах, по пересчетной схеме с парафазными выходами а, а, в и в, с, с. Трехканальный логический блок выполнен в виде трех о цепочек 9 - 11 переключателей 12 — 14 частоть1 следования импульсов, выходами подключенных к счетным входам

IK-триггеров 15 — 17.

Переключатели 12 — 14 выполнены идентично во всех трех цепочках 9—

11 и содержат по четыре логических элемента ЗЛ-НЕ 18 — 21, выходы которых переключены к входу логического элемента 4И-НЕ 22. Выходы логических элементов 4И-НЕ 22 образуют выходы переключателей 12 — 14 частоты следования импульсов. Первые входы логических элементов ЗИ-НЕ 18 — 21 объединены попарно и подключены к выходам второго 3 и первого 2 делителей частоты соответственно. Вторые входы логических элементов ЗИ-НЕ 18, 20 и

19, 21 также объединены попарно и подключены к выходам а и а триггера

6, а третьи входы логических элементов ЗИ-HE 18„ 21 и 19, 20 — к выходам с и с триггера 7 распределителя 5 импульсов соответственно.

Два других переключателя 13 и 14 частоты следования импульсов выполнены аналогично с учетом сдвига на угол 2я/3 управляющих сигналов и соответственно выходных сигналов с триг20

3 129719 геров 6 — 8 распределителя 5 импульсов.

К установочным входам IK-триггеров 15 — 17 подключены выходы формирователей 23 — 25 импульсов, выполнен ных, например, по схеме одновибратора, своими входами подключенные к выходам а, в и с триггеров 6 — 8 трехканального распределителя 5 импульсов. 10

Выход второго делителя 3 частоты подключен также к входам первого триггера 26 и управляемого фазосдвигающего блока 27. Фазосдвигающий блок 27 может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных генератора 28 пилообразного напряжения и компаратора 29, выходом подключенного к входам второго триггера 30. Оба триггера 26 и 30 вы-20 полнены в виде Т-триггеров.

Выходы IK-триггеров 15 — 17 и Ттриггеров 26 и 30 образуют выходы устройства для управления преобразователем с промежуточным высокочастот- 25 ным преобразованием и подключены к соответствующим управляющим входам ключей силовой части устройства через усилительно-развязывающие узлы

31 и 32, Силовая часть устройства 30 включает в себя последовательно соединенные высокочастотный однофазный инвертор 43 на ключах 33 — 36 постоянного тока, высокочастотный трансформатор 44 и модулятор 45, выполненный по схеме трехфазного мостового инвертора на ключах 37 — 42.

Три пары последовательно соединенных ключей 37 и 38, 39 и 40, 41 и 42 подключены к вторичной обмотке высо- 40 кочастотного трансформатора 44.

Точки соединения ключей 37 и 38, 39 и 40, 41 и 42 образуют выходные выводы преобразователя А, В, С. При 45 необходимости нулевой выходной вывод 0 может быть образован средней точкой вторичной Обмоткн трансформатора 44.

Принцип работы устройства для уп- 50 равления поясняется временными диаграммами, представленнными на фиг.2.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы U которые поступают на входы делителей 2 и 3, коэффициенты 55 деления N, и N которых выбираются из соотношения N< = N + 1. Из двух последовательностей импульсов U

U8 с выходов делителей 2 и 3 и логи8 4 ческого элемента 2И-НЕ 4 выделяют импульсы U4,÷àñòîòà которых равна

6 f>b, где и „ — выходная частоьых еых та преобразователя. Импульсы U4 поступают на вход трехканального распределителя 5 импульсов, на выходах которого формируются прямые и инверП6У П6> UÒ> U7y Ъ8 П8 вательности импульсов.

Работа логического узла на фиг.2 рассматривается на примере первой цепочки 9.. На входы логических элементов 3И-НЕ 18 — 21 переключателя 12 частоты импульсов поступают импульс U2 U9 063 U,: ь; U,. На их выходах имеют место последовательности импульсов, определяемые выражени 8 8 6 7; 1 3 6 7 У 2 6 П, — Пф6П, а на Выходе логического элемента 22 — Последовательность импульсов U = U8 U U, U,> которая поступает на сч тный вход триггера 15. Для повышения функциональной надежности и помехозащищенности один из его установочных входов (К-вход) подключен к выходу формирователя 23 импульсов, на вход которого поступает последовательность

HM JIbCC R U6

Длительность выходного импульса одновибратора U, должна быть несколько больше длительности импульсов последовательностей U U,но не превышать длительности меньшего периода этих последовательностей. При этом триггеры

1S — 17 будут выставляться в определенное положение на каждом периоде выходной частоты, чем будет устранена неоднозначность в их работе при запуске преобразователя, а также при возможных сбоях в процессе работы.

Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется, например, путем фазового сдвига управляющих сигналов ключами 33 и 34, инвертора 43 относительно управляющих сигналов ключами 35 и 36. Фазовый сдвиг изменяется в диапазоне от

0 до Т /2 (Т = 1/f где f, — частота на выходе однофазного инвертора

43) пропорционально сигналу U<, поступающему на вход компаратора 29 фазосдвигающего блока 27. На выходе инвертора 43 имеет место однофазное напряжение с паузой (044 на фиг. 2) .

Выходное ф 13Ное напряжение преобра1797198

15 зователя при этом определяется кривой U (для фазы А).

При использовании преобразователя в частотно-управляемом электроприводе важное значение приобретает требование регулирования выходной частоты, которая определяется сле1 дующим вы1 ажением Г х 6

)N, - 11,I

f где f — частота на

3 Г"

2 выходе делителя 2. В определенном диапазоне такое регулирование может осуществляться при помощи изменения выходной частоты задающего генератора 1. Верхний предел такого регулирования определяется энергетическими показателями преобразователя (значе— нием его КПД), а нижний — массогаба-. ритными показателями (массой промежуточного трансформатора). Существенно расширить этот диапазон можно путем обеспечения возможности изменения коэффициентов деления N,; N< делителей 2 и 3 частоты, соблюдая при этом соотношение N, = N + 1.

Форма выходного напряжения в этом случае будет также изменяться, причем с уменьшением частоты при соответствующем увеличении значений N ;

N коэффициенты гармоник выходного напряжения и выходного тока будут уменьшаться.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное с промежуточным высокочастотным преобразованием, включающим последовательно соединенные высокочастотные однофазный инвертор на ключах постоянного тока, трансформатор и модулятор, выполненный по схеме трехфазното инвертора на ключах переменного тока, содержащее последовательно связанные между собой первый задатчик частоты, трехканальный распределитель импульсов, выполненный по пересчетной схеме с парафазными выходами, трехканальный логический блок и первый усилительно-развязывающий узел, выходами под20

3D

50 ключенный к управляющим входам соответствующих ключей модулятора, каждый из каналов логического блока содержит первую пару логических эле— ментов ЗИ-НЕ, два входа которых подключены к соответствующим выходам трехканального распределителя импуль- . сов,фазосдвигающий блок и второй за" датчик частоты, выходом подсоединенный через первый триггер и второй усилительно †развязывающ узел к управляющим входам соответствующих ключей однофазного инвертора, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повы-, шения надежности путем увеличения по,мехоустойчивости и улучшения качества выходного сигнала преобразователя за счет уменьшения коэффициента гармоник, задатчики частоты выполнены в виде двух делителей частоты с коэффициентами деления 14< и N, связанными соотношением 11, =>N + 1, входы которых. подключены к общему задающему генератору, а выходы — к входам логического элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к входу трехканального распределителя импульсов, выход первого делителя частоты подключен к входам логического блока второй пары логических элементов ЗИ-НЕ каждого канала, оставшиеся входы которых подключены к соответствующим выходам трехканального распределителя импульсов, вьгход второго делителя — к оставшимся входам первой пары логических элементов ЗИ-HE каждый канал логического блока снабжен цепочкой из последовательно соединенных логического элемента чИ-НЕ, входы которого подкжочены к выходам четырех элементов

ЗИ-НЕ, и IK-триггера, выходы которых образуют выходы трехканального логического блока, установочные входы которых подключены к вьходам одновибратора, включенных в каждом канале и входом подсоединенных к соответствующим выходам трехканального распределителя импульсов, выход второго делителя подключен также K входу фазосдвигающего блока, выход которого через введенный второй триг=ер подсоединен к входу второго усилительно-развязывающего узла.

1297198

Составитель В.Белоновский

Редактор Ю.Середа Техред Л.Сердокова Корректор О.Луговая

Заказ 792/59

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 8

73 20

Ug)

Ilgwu Ь и»

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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