Устройство для управления инвертором с фазо-импульсной модуляцией

 

Изобретение относится к области электротехьшки и может быть использовано в преобразователе. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования величины выходного напряжения инвертора. Выходы многовходового сумматора 8 устройства и генератора 1 линейно изменянлцегося .напряжения соединены с входамн компаратора 2, выход которого подключен к распределителю 3 управляющих импульсов . Источник 4 управляюдего напряжения , величина сигнала которого определяет амплитуду выходного напряжения инвертора, через усилитель 5 постоянного тока связан с минусовым входом сумматора 6, а через ключи 11-13 - с входами сумматора 8, Выход сумматора 6 непосредственно присоединен к первом входу сумматора 8, а также через усилители 9 и 10 и ключи 14 и 15 - к другим входам сумматора 8. Управляю1цие цепи ключей 11- 15 связаны с соответствующими тактовыми выходами многоканального распределителя 3. Добавление в схему устройства суг-шатора 6 и ключей 12 и 13 позволяет осуществить в процессе увеличения величины выходного напряжения инвертора последовательное изменение временных положений выходных импульсов , которые при этом плавно сдвигаются к началу полупериода, обеспечивая тем самым увеличение величины выходного напряжения и расширение диапазона регулирования. 2 ил. ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D g Н 02 М 7 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4219459/24-07 (22) 01.04.87 (46) 30.10.88. Бюп. t> 40 (7i) Отдел энергетической кибернетики АН МССР (72) В.И,Олещук (53) 621,316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 537431, кл. Н 02 М 7/48, 1976. Авторское свидетельство СССР

1102014, кл. Н 02 М 7/48, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ С ФАЗОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Йзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователе. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования величины выходного напряжения инвертора. Выходы многовходового сумматора 8 устройства и генератора 1 линейно изменяющегося .напряжения соединены с входами компаратора 2, выход которого подключен к распределителю 3 управляющих им„„БУ„„И34529 д1 пульсов, Источник 4 управляющего нап" ряжения, величина сигнала которого определяет амплитуду выходного напряжения инвертора, через усилитель 5 постоянного тока связан с минусовым входом сумматора 6, а через ключи

11-13 — с входами сумматора 8. Выход

Ъ сумматора 6 непосредственно присоединен к первому входу сумматора 8, а также через усилители 9 и 10 и ключи 14 и 15 — к другим входам сумматора 8. Управляющие цепи ключей 1115 свяэаны с соответствующими тактовыми выхода и многоканального распределителя 3. Добавление в схему устройства сумматора 6 и ключей 12 и 13 позволяет осуществить в процессе увеличения величины выходного напряжения инвертора последовательное изменение временных положений выходных импульсов, которые при этом плавно сдвигаются к началу полупериода, обеспечивая тем самым увеличение величины выходного напряжения и расширение диапазона регулирования. 2 ил.

1434529

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике.

Цель изобретения — расширение диаПазона регулирования величины выходного напряжения инвертора.

На фнг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, На фиг, 2 — временные диаграммы, по 1снякщие принцип работы устройства, 10 ри этом принято, что в кривой выходого напряжения инвертора на полупериоде содержится шесть импульсов (iN = 3).

Устройство содержит генератор 1 15 линейно изменяющегося. напряжения, соединенный с компаратором 2, выход которого в свою очередь, связан с распределителем 3 управляющих импульсов. Источник 4 управляющего напряже- 20 ния через усилитель 5 постоянного тоМа связан с минусовым входом сумматора 6. Источник 7 постоянного напряя ения связан с плюсовым входом сумматора 6.

Выход сумматора 6 соединен со входом сумматора 8, а также со входами усилителей 9 и 10 постоянного тока.

Выход сумматора 8 подсоединен ко второму входу компаратора 2. Источник 4 З0 управляющего напряжения присоединен соответствующим входам сумматора 8 ч ерез ключи 11-13, Усилители 9 и 10 присоединены ко входам сумматора 8 через ключи 14 и 15, Управляющие цеци ключей 11-15 связаны с соответствующими тактовыми выходами многока 1ального логического распределителя

3 управляющих импульсов ..

В основе функционирования устрой- 40 ства лежит вертикальный принцип управления. Частота выходного сигнала

U генератора 1, имеющего треугольную форму, в два раза превышает частоту выходного напряжения инвертора 45 (фиг. 2, a) . В начале и в конце каждого полупериода (такты "0" и "11" распределителя на фиг. 2, б) все ключи системы разомкнуты, на компаратор

2 поступает напряжение U, а от сумиатора 8 — разностный сигнал.U>-U4K<, где „U7 и Б1 — напряжения источников

/ и 4, К - коэффициент передачи усилителя 5, причем К p ) 1a В момент . равенства указанных сигналов (момент на фиг. 2, а) происходит срабатывание компаратора 2 и формирование переднего фронта первого на полупериоде импульсов кривой выходного напРяжения Ugp(g,. По команде компаратора

2 распределитель 3 переходит в следующее состояние (такт "1" на фнг. 2, б).

В такте "1" распределитель 3 выдает сигнал на замыкание ключа 11, после чего к сумматору 8 подключается источник 4 управляющего напряжения (интервалы включенного состояния ключей 11-15 показаны соответственно на временных диаграммах фиг. 2, в, д, ж, r, е) . Величина напряжения Ug источника 4 определяет длительность выходных импульсов инвертора и соответственно величину выходного напряжения инвертора. Задний фронт первого м на полупериоде выходного импульса (фиг. 2, а) формируется в момент равенства суммы напряжений U + (U7— — U4K<) текущему значению сигнала U4 .

После очередного срабатывания компаратора 2 вновь меняется состояние распределителя 3 (такт "2" на фиг. 2, б). По команде распределителя 3 замыкается ключ 14, после чего на сумма-. тор 8 начинает дополнительно поступать напряжение (U U К ) К, где

К вЂ” коэффициент передачи усилителя

9 (К, (1) . В момент равенства сигнала сумматора ф напряжению V, формируется передний фронт второго от начала полупериода импульса кривой выходного напряжения, после чего по команде распределителя 3 замыкается ключ 1.2 и напряжение Б4 источника 4 поступает еще на один вход сумматора 8, способствуя увеличению величины выходного напряжения сумматора 8. аналогично после момента t4 (такт

"4" распределителя 3) подается команда на замыкание ключа 15 (подключение к сумматору напряжения (Б. — П К ) К„ с выхода усилителя 10 с коэффициентом передачи К, с. 1), а после момента t< (такт "5" распределителя ) замыкается ключ 13 (увеличивая общий сигнал сумматора 8 на величину U<) .

На второй половине полупериода, начиная от его середины, осуществляется последовательное поэтапное уменьшение, уровней напряжений, сопос— тавляемых на каждом тактовом интервале с напряжением U генератора 1 линейно изменяющегося напряжения, Благодаря указанной на фнг. 2в - 2ж ttocледовательности переключения ключей

1434529

11-15, задаваемой распределителем 3, соблюдается полная симметрия формируемой кривой.

Представленные на фиг. 2а — 2ж временные диаграыы работы устройства и результирующая кривая выходного напряжения U инвертора построены относительно средних по величине значений управляющего сигнала U u соответственно при близкой к средней величине выходного напряжения. Уменьшение величины U4 приводит к быстрому увеличению абсолютного значения разности (U> — КзБ ) и соответствен- 15 но увеличению временного интервала

0 — . Временные интервалы t< и t4 — tg между импульсами выходной кривой уменьшаются в меньшей степенИ, так как 1 > K ) К,- . Так, если 20

К1 = 0,5, а К„ = 0,25, то длительность временного интервала t — tz на всем диапазоне регулирования будет в два раза меньше, а интервала — в четыре раза меньше продолжи- 25 тельности интервала 0 — t< . Благодаря этому при малых и средних величинах управляющего сигнала наблюдается достаточно высокая степень приближения выходного сигнала инвертора к си-30 нусоиде и достигается улучшенное качество выходной энергии преобразователя.

С ростом величины управляющего напряжения U временной интервал 0— уменьшается заметно быстрее, чем интервал t — t > и t4 — t<- Соответствующим выбором коэффициента К передачи усилителя 5 и напряжения U источника 7 обеспечивается режим ре- 40 гулирования, при котором при близком к максимальной величине значения U временной интервал 0 — t уменьшается до минимальной величины (кривая Ueb, на фиг. 2). Соответственно малы и 45 близки между собой по абсолютному значению продолжительности интервалов t — t> и t< — t5 Кривая выходного напряжения инвертора при этом формируется по алгоритму, близкому к закону широтно-импульсного регулирования, величины выходного напряжения (амплитуда первой гармоники выходного напряжения) приближается при этом к максимально возможному значе4 нию, равному А (А - амплитуда им-!! пульсов выходной кривой) . В рассмотренном случае, когда N = 3, величину

U целесообразно выбирать в пределах (0,5 — 0,8) амплитуды,сигнала генератора линейно изменяющегося напряжения, рациональные значения коэффициента передачи усилителя 5 при этом равны К = 1,5 — 1,8.

Иногоканальный распределитель 3 устройства, являясь основным логическим звеном системы, строится по схеме реверсивного счетчика, порядок работы которого задан временными диаграммами, приведенными на фиг.2в2ж. Число тактовых выходов распре делителя 3 при этом в общем случае равно (2N — 1).

Таким образом, дополнение схемы известного устройства сумматором и небольшим числом дополнительных ключей позволяет заметно расширить диапазон регулирования выходного напряжения инвертора. Формирование выход. ной кривой и регулирование величины выходного напряжения инвертора осуществляется в этом случае методом фазоимпульсной модуляции1 при котором последовательно изменяются фазы импульсов, составляющих кривую выходного напряжения, при этом на верхнем пределе регулирования величина выходного напряжения инвертора близка к максимально возможному значению.

Так, в случае N = 3, коэффициент возможного увеличения величины вы-< ходного напряжения инвертора в зави4 симости от опорного закона управления

I достигает 1,6 — 1,8, при N = 4 диапазон регулирования напряжения увеличивается в 1,65 — 1,9 раза и т.д.

Формула из обретения

Устройство для управления инвертором с фазоимпульсной модуляцией кривой выходного напряжения, формирующим выходное напряжение из .2N импульсов на полупериоде, содержащее источник постоянного напряжения, источник управляющего напряжения, связанныи с первым из N усилителем, основной сумматор, выход которого связан с первым входом компаратора, к входам сумматора присоединены М ключей, через (N — 1) из которых он связан с выходами остальных соответствующих усилителей, второй вход компаратора связан с генератором линейно изменяющегося напряжения, выход компаратора подключен к входу

1434529

Составитель О,Парфенова

Техред М. Ходаннч КоРРектоР O,Kðàâöîýà едактор A.Påâèí

Заказ 55б4/56

Тираж ббб Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, многоканального логического распределителя угравляющих импульсов, N основных тактовых выходов которого связаны с управляющими цепями соответствующих ключей, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирова.ния величины выходного напряжения инвертора, оно снабжено дополнительным сумм тором и (N — 1) ключами, причем и точник постоянного напряжения прйсоединен к плюсовому входу дополни1 тального сумматора, первый усилитель связан с минусовым входом дополни" тельного сумматора, выход которого соединен с входами остальных усилителей и с основным сумматором, источник управляющего напряжения присоединен к соответствующему основному ключу и через дополнительные ключи связан с соответствуяцими входами основного сумматора, управляющие цепи дополнительных ключей присоединены к соответствующим дополнительным тактовым выходам многоканального распределителя управляющих импульсов, функционирующего в соответствии с временны16 ми диаграммами.