Устройство для управления автономным инвертором напряжения

 

Изобретение -относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения . За счет введения блока задания кода дополнений амплитуд прямоугольников 4, счетчика длительности импульсов 5. пр еобразователя длительность импульса.-- код 6, блока суммирования длительностей импульсов 9, оперативного запоминающего устройства 12 обеспечена симметричность относительно начала координат оси абсцисс при совмещении полупериода формы генерируемо го напряжения , аппроксимирующего единичную синусоиду . 2 ил. (Л .f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Л0„ 1 52601 (д1) 4 Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4003764/31-07 (22) 08.01.86 (46) 15.11.87. Бюл, М 42 (71) Псковский филиал Ленинградского политехнического института им. М.И.Калинина (72) О.И.Григорьев и А.А.Кадочников (53) 621.316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 613476, кл. Н 02 М 7/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 995258, кл. H 02 М7/48,,1981-,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ABTOH0MHbIN ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения. 3а счет введения блока задания кода дополнений амплитуд прямоугольников 4, счетчика длительности импульсов 5;. преобразователя длительность импульса: — код 6, блока суммирования длительностей импульсов 9, оперативного запоминающего устройства 12 обеспечена симметричность относительно начала коорди- нат оси абсцисс при совмещении полупериода формы генерируемого напряжения, аппроксимирующего единичную синусоиду. 2 ил. где i=1 2,...,2;

n — число интервалов аппроксимации на интервале (0"-è/21 единичной синусоиды;

k,,k< — коэффициенты пропорциональности, определяемые количеством двоичных разрядов блока "Память 1" 3 и блока "Память 2" 4 соответственно.

На вход преобразователя код частоты — частота 6 (фиг. 1) подается мед требуемого значения частота Ny, на выходе блока 2 формируется последовательность импульсов с часто50

13526

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления автономными инверторами напряжения с широтно-им5 пульсной модуляцией. . Целью изобретения является улучшение гармонического состава выход,ного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг.2диаграммы его работы.

Устройство содержит преобразователь код-амплитуды — частота 1, счетчик 2 длительности импульсов, блок 3 задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, блок 4 задания кода дополнений амплитуд прямоугольникОВ, аппрОксимирующих синусОиду 20 единичной амплитуды, счетчик 5 длительности импульсов на интервале

1.0-Г/2), преобразователь код-часто-, ты — частота 6, счетчик 7, дешифраТОр 8, блОк 9 суммироВания импульсОВ 25 по длительности с инверсией, тактовый генератор 10, преобразователь длительность импульсов — код 11, оперативное запоминающее устройство 12, счетчик 13 длительности импульсов на З0 интервале К/2-!Я формирователь-распределитель 14,инвертор 15.

Устройство работает следующим образом, Синусоида на интервале L O-й/2) еппроксимируется и прямоугольниками

М и значения амплитуд этих прямоугольников и значения их дополнений до единицы записываются в двоичном коде блоков 3 и 4 соответственно котоЭ

40 рые могут быть выполнены,в виде ПЗУ

Ы„. =k sin/I(!2 i - ) -);

М„=К, (1-sinj«) 2п i- «/4п1 ), о! 2 той f =4nf (фиг. 2а), где f — регулируемая частота напряжения на выходе инвертора, Последовательность импульсов с частотой f подается на счетный вход счетчика 7 (фиг. 1), на выходе которого формируются коды

2п последовательных i состояний, которые подаются на управляющий вход дешифратора 8, В результате на выходе дешифратора последовательно появля-. ются коды адресов ячеек блоков 3 и.

4, В которых хранятся числа N! и М „ (фиг. 2б,в). В каждый -й момент времени на интервале 0-(/21 числа

И„ и М поступают на выход блоков

3 и 4. По переднему фронту прямоугольных импульсов с частотой f npoucxof дит перезапись кодов значений дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду на интервале (0-7t/2) до единицы М,„ в счетчик

5 длительности импульсов. Записанная информация иэ счетчика 5 считывается до нуля последовательностью импульсов, поступающих с выхода тактового генератора, частотой Р„ =4К пГ. На выходе счетчика 5 формируются прямоугольные импульсы длительностью (фиг. 2г). (1-В п >- i- i(,/4n)) ï т

4п

IIo заднему фронту сформированного счетчика 5 импульса происходит перезапись кода значения амплитуды N соответствующего i-му аппроксимирующему прямоугольнику, в счетчик 2 длительности импульсов, откуда записанная информация считывается до нуля последовательностью импульсов, поступающих с выхода преобразователя счетчика 2; формируются прямоугольные импульсы длительностью t равной времени считывания до нуля счетчика 2.

Преобразователь код амплитуды— частота осуществляет. преобразование кода амплитуды в последовательность импульсов частотой

4п fЪ, — где U — относительное !! Ъ изменение амплитуды напряжения на выходе инвертора, а следовательно, и длительности формируемых импульсов (фиг. 2д)

U sin ("- i- - )

fp 4nfk, 2 пи

35

3 13526

Полученные импульсные последоваTeJIbHocTH t,„ и 1р складываются с помощью блока суммирования импульсов по длительности с инверсией„ и результат сложения инвертируется (фиг. 2е). Таким образом, длительность импульсов на выходе логического сумматора 9 будет равна

10 (1-U)sin(- i- 4 п чп

=с„+ и определяется как произведение относительного отклонения амплитуды выходного напряжения, амплитуды прямоугольника, аппрбксимирующего синусоиду единичной амплитуды в текущий момент времени и длительности периода аппроксимации Тр =4nf. Полученная импульсная последовательность, определяющая заданный закон управления на интервале ГО- Р/2), поступает на один из входов формирователя распределителя, а также на вход преобразожтеля длительности импульса в код, который заканчивает преобразование полученных импульсов длительностью 1; pg р/ ) в двоичный код к началу (х+1,-го интервала времени.

Коды чисел, поступающих на вход оперативного запоминающего устройства

12 с выхода преобразователя ll, записываются в i+1 ячейках памяти 12.

На интервале Г /2-Я с помощью дешифратора 8 происходит обратный опрос оперативного запоминающего устройства и коды чисел в обратном порядке поступают на вход счетчика длительности импульсов на интервале ! У/2-Ч . Счетчик 13 работает анало40 гично счетчику 5;. На выходе счетчика 13 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью (фиг. 2ж) (1-U)зж(1Г/2n ° i-«!4п+Р/2

4 gfQ /I) — .г чпГ

Выход счетчика 13 связан- с входами формирователя-распределителя 14.

На выходе формирователя 14 организуется импульсная последовательность, образуемая суммированием последовательности импульсов на интервалах

ГО- /21 и (1//2-((), Эти импульсы после распределения по фазам подаются на вход инвертора 15 (фиг. 2з).

Таким образом, в предлагаемом устройстве.- обеспечена симметричность относительно начала координат и оси абсцисс при совмещении полупериода формы генерируемого напряжения, аппроксимирующего единичную синусоиду.

Это позволяет снизить коэффициент гармоник и исключить фазовые сдвиги основной гармоники выходного напряжения инвертора относительно задания. Предлагаемое устройство отличается от аналогов полным подавлением низких гармоник. Точность формирования.синусоидального напряжения - определяется лишь объемом памяти и ограничена частотными свойствами силовых вентилей. Устройство позволяет осуществить независимое управление непосредственно в кодах амплитудой и частотой выходного напряжения инвертора.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором напряжения, содержащее преобразователь код-частоты— частота, счетчик, дешифратор, блок задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, генератор тактовых импульсов, счетчик длительности импульсов и формирователь-распределитель, причем выход преобразователя код частоты — частота через счетчик подключен к входу дешифратора, выход которого подключен к входу блока задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, выход которого подключен к одному иэ входов счетчика длительности импульсов, другой вход которого подключен к выходу преобразователя код амплитуды— частота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения, оно снабжено блоком задания кода дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиды единичной амплитуды, счетчиком длительности импульсов на интервале-1 0-I(/2) счетчиком длительности импульсов на интервале Ри /2-И, преобразователем длительность импульса — код, блоком суммирования длительностей импульсов с инверсией, оперативным запоминающим устройством, причем выход дешифратора соединен с одним из входов оперативного запоминающего устройства и входом блока эадания кода

Составитель В.Бунаков

Редактор Н.Слободяник Техред M.Õîäàíè÷ Корректор И.Муска

Заказ 5573/54

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 1352601 дополнений амплитуд прямоугольников, счетчика длительности, выход — к од-. аппроксимирующих синусоиду единичной ному из входов формирователя-распреамплитуды, выход которого подключен делителя и второму входу преобраэок одному из входов счетчика длитель- вателя длительность импульсов — код, ности на интервале 1,0-! /2), другой

5 выход которого соединен с информацивход которого подключен к одному из онным входом оперативного запоминаювходов преобразователя длительность щего устройства, выход которого соеимпульсов — код, к одному из входов динен с вторым входом счетчика длисчетчика длительности импульсов на 1О тельности импульсов на интервале интервале Г1 /2-и) и к выходу такто- (/2- ), выход которого подключен к вого генератора, а выход — к одному второму входу формирователя-распре-. из входов блока суммирования длитель- делителя, — выход которого предназности импульсов с инверсией, другой начен для подключения к управляющевход которого подключен к выходу му входу автономного инвертора,