Цифровое @ -канальное устройство для управления инвертором

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления вентильными преобразователями, и может быть использовано для управления автономными инверторами. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения инвертора и расширение функциональных возможностей устройства. С этой целью оно снабжено цифровым блоком 4 задания угла управления, синхронизируемым от задающего генератора 1, а каждый из каналов 5 управления - преобразователем 6 код-временной интервал, который преобразует прямой код управляющего слова в угол управления "опережающих" вентилей инверторного моста, а дополнительный код управляющего слова - в угол управления "запаздывающих" вентилей. Применение дискретного алгоритма управления фазовым положением управляющих импульсов позволяет устранить девиации фазы и частоты выходного напряжения инвертора как в стационарных так и переходных режимах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5.:Н 02 11 5 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l ) 4337633/24-07 (22) 04.12.87 (46) 07.01 .90. Бюл.. ¹ 1 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) А.В. Новосельцев, В.О. Костюк и N.Т.Стрелков (53) 621. 316. 727 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 938355, кл. Н 02 P 13/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1127067, кл. Н 02 М 5/42, 1984. (54) ЦИФРОВОЕ и-КАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УПРАВЛКНИЯ ИНВЕРТОРО11 (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления вентильными преобразователями и может быть использовано для управления автономными инверторами. Цель изобретения

„„SU„„1534692 A1

2 повышение качества выходного напряжения инвертора и расширение функциональных возможностей устройства.

С этой целью оно снабжено цифровым блоком 4 задания угла управления, синхронизируемым от задающего генератора 1, а каждый из каналов 5 управления — преобразователем 6 кодвременной интервал, который преобразует прямой код управляющего слова в угол управления опережающих вентилей инверторного моста, а дополнительный код управляющего слоt ва — в угол управления запаздывающих" вентилей. Применение дискретного алгоритма управления фазовым положением управляющих импульсов позволяет устранить девиации фазы и частоты выходного напряжения инвертора как в стационарных, так и переходных режимах. 2 ил.

1534692 4 в общем случае определяется выражением — (2 — 1) /d

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления вентипьными пре образователями и может быть исполь, зовано для управления автономными инверторами напряжения.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения инвертора и расширение фнукциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства (изображен только один ка,нал управления); на фиг. 2 — вре, менные диаграммы, поясняющие его,работу .

Устройство содержит задающий генератор l со встроенными делителями частоты, 2п-канальный распределитель 2. 2п-канальньцй формирователь 3 корот ких импульсов, цифровой блок 4 зада ния угла управления и один канал 5 ! ,управления. Канал 5 содержит преобразователь 6 код — временной интервал и выходной распределитель 7 управляющих импульсов, преобразователь 6 состоит из триггера 8, элемента 9 совпадения, вычитащщего счетчика 10 и формирователя 11 коротких импульсов, а также из триггера 12, элемента 13 совпадения,. суммирующего,.счетчика 1 4 и формирователя 15 коротких импульсов. Распределитель 7 импульсов содержит Э-триггеры 16 и 17.

На Фиг. 2 приняты обозначения:18— сигнал, изображающий код на выходе блока 4; 19 — сигнал на высокочастот ном выходе задающего генератора 1;

,20 и 21 — сигналы на выходах форми рователя коротких импульсов, 22 и

23 — сигналы на выходах триггеров 8 и 12, 24 и 25 — сигналы на выходах элементов 9 и 13 совпадения (на счетных входах счетчиков 10 и 14 соответственно) 26 и 27 — сигналы на выходах переполнения счетчиков 10 и

14:, 28 и 29 - сигналы на выходах формирователей ll и 15 коротких импульсов; 30 и 31 — сигналы на пря:мом и инверсном выходах триггера

32 и 33 — сигналы на прямом и инверсном выходах триггера 17. При этом диаграммы 30 — 33 представляют последовательности управляющих импульсов для четырех вентилей инвертора.

Устройство работает следующим образом.

ЗаДающий генератор Формирует высокочастотный сигнал 19, его частота где f — частота счетных импульсов, кГц;

d „, желаемый диапазон регулирования угла, мс. соответствующий в данном случаеМ

ma X

180 эл,град, который поступает на первые входы элементов 9 и 13, импульсы с частотой в 2п раз выше выходной частоты инвертора, которые поступают на вход распределителя 2, и сигнал с частотой f = 2f /K (для случая, изображенного на фиг.l, К = 1), подаваемый на вход синхронизации блока 4. 2п-канальный формирователь 3 выделяет передние фронты импульсов, поступающие на его вход с выхода распределителя 2. Таким образом, на первом выходе формирователя Э образуется сигнал 20, на втором его .выходе — сигнал 21 сдвинутый относительно .сигнала 20 на 90 эл .град . Сигнал 20, являющийся входным для преобразователя 6, поступает на S-вход триггера 8 и вход предустановки счетчика 1О, посредством чего про- I исходит установка триггера 8 в состояние логической, "l ", а в счетчик записывается очередное значение N с выхода блока 4. При. этом на счетный вход счетчика проходят импульсы

19 причем число отсчитанных импульсов (вычтенных) до момента появления на выходе Р переполнения счетчика 10 уровня логической "1 равно Н

JR

В момент установления на выходе P счетчика высокого уровня на выходе формирователя 11 коротких импульсов появляется узкий импульс, сбрасывающий триггер 8 в ноль, чем запрещается дальнейшее прохождение счетных импульсов на вход, счетчика 10. Таким образом, на выходе триггера об разуется сигнал 22, на выходе элемента 9 совпадения — сигнал .24, на выходе переполнения P счетчика 10сигнал 26, а на выходе формирователя 11 - сигнал 28, который является выходным и сдвинут относительно сигнала 20 на угол о „ эл.град. Сигнал

22 поступает на вход преобразователя

6 и так же, как в первом случае, производит. запись значения N в счетчик 14 и устанавливает на выходе триггера 12 уровень логической "1 .

5 153469

Аналогичным образом на выходе триггера 12 образуется сигнал 23, на выходе элемента 19 совпадения — сигнал 25, на выходе переполнения счетчика 14 — сигнал 27, а на выходе формирователя коротких импульсов — сигнал

29, являющийся выходным и сдвинутый относительно сигнала 21 на угол Ы

= 90 — о э (причем сС 3= Мо ) в сторо- 10 ну отставания. Без нарушения временных соотношений можно сказать, что сигнал 25 опережает" сигнал 21 на угол К = о о . Достигаемый эффект обеспечивается тем, что число импуль- 1r сов, отсчитываемое суммирующим счетчиком 14, равно N> 2 " — И

% где N — двоичное дополнение числа

N, т.е. преобразователь 6 преобразует дополнительный код Ж во ф

l временной интервал о .

Сигнал 28 поступает на тактовый вход триггера 16, а сигнал 29 — на вход триггера 17 распределителя. В результате на выходах каждого триг- 25 гера образуется пара взаимно инверсных сигналов для управления вентилями одного столба инвертора, причем на выходах триггера 16 формируются управляющие импулъсй опережающих ЗО вентилей нверторного моста (сигналы 30 и 31), а на выходах триггера 1 7 — управляющие импульсы "запаздывающих вентилей.

Таким образом, каждый канал управ- З5 ления формирует четыре последовательности управляющих импульсов со скважностью два, строга симметричных относительно синхронизирующего сигнала.

Цифровое и-канальное устройство для управления инвертором, содержащее задающий генератор с выходными делителями частоты, низкочастотный выход которого соединен с входом

2п-канального распределителя импульсов, и в каждом канале — преобразователь код — .временной интервал, вклю. чающий два элемента совпадения,, первые входы. которых соединены с высокр.— частотным. выходом задающего генератора с выходными делителями частотьг, и два формирователя коротких импульсов, выходной распределитель импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения инвертора и расширения функциональных возможностей, введены 2п-канальный формирователь коротких импульсов, входы которого соединены с соответствующими выходами

2п-канального распределителя импуль40

Количество разрядов счетчика r „ определяет точность и плавность регулирования выходного напряжения инвертора. В то же время для нормального функционирования устройства необходимо выбирать значение частоты точно в соответствии с выражением (1), Для управления и-фазным .преобразователем необходимо иметь и каналов управления, аналогичных каналу 5.

Кольцевой распределитель должен иметь четное количество выходов 2п . Сдвиг по фазе между выходными сигналами двух соседних выходов в таком распределителе может быть равен 180/2(п+1), где .1 — количество неиспользуемых выходов (для случая симметричной многолучевой звезды векторов, формируе2 6 мых инверторными ячейками напряжений

1 =О), Устройство обеспечивает предельно возможную степень симметрии управляющих импульсов в установившихся и переходных режимах в каждом канале управления; максимально воможный диапазон регулирования угла управления, составляющий 0 — 180 эл.грд, с возможностью ограничения его в пределах о Е(Ы,„,„, Ы „,С,„упри любых о „„;, и

К „ из указанного диапазона посредством ЦВУ (аппаратным или же программным путем); высокую помехоустойчивость канала передачи управляющего сигнала и стабильность управляющих импульсов, так как вся информация обрабатывается и хранится в цифровой форме .

Устройство может быть использовано для управления выпрямителями с принудительной коммутацией вентилей, многофазными преобразователями постоянного тока в постоянный, автономными инверторами напряжения, предназначенными для систем гарантированного электропитания и мощных централизованных систем, содержащих группу преобразователей частоты, включаемых на параллельную работу, поскольку обеспечивает малые колебания модуля и фазы выходного напряжения в установившихся и переходных режимах.

Формула изобретения

1534692

Составитель А. меркулова

Редактор Л. Гратилло Техред N.Õîäàíè÷

Корректор В. Гирняк

Заказ 54 Тираж 484 Годписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Цроизводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул, Гагарина,101 сов, и цифровой блок задания угла управления, задающий генератор с выходными делителями частоты снабжен

1 ,дополнительным выходом,в каждом канале преобразователь код — временной интер5 вал выполнен в виде первого и второго RS-триггеров, S-входы которых использованы как входы преобразователя„"код — временной интервал данно!

О

Fo канала и подключены к двум соответствующим выходам 2п-канального формИроватепя коротких импульсов, сигналь1 на которых сдвинуты друг относительно друга на 90 эл.град., выходы соединены с вторыми входами соответствующих элементов совпадения, выходь! первого и второго элементов совпадения соединены с тактовыми входами вычитающего и суммирующего счетчиков соответственно, входы предустановки которых соединены с S-входами первого и второго RS-триггеров соответственно данного канала, информационные входы — с выходом цифрового 25 блока задания угла управления, выходы переполнения вычитающего и суммирующего сигналов соединены с входами первого и второго формирователей коротких импульсов соответственно данного канала, выходы которых использованы как выходы преобразователя код — временной интервал данного канала и соединены с Н. †входа первого и второго RS-триггеров соответственно и входами выходного распределителя импульсов данного канала, выполненного в виде первого и второго D-триггеров, Э-вход каждого нз которых соединен с его инверсным выходом, С-входы использованы как входы выходного распределителя импульсов, а прямой и инверсный выходы предназначены для подключения к соответствующим управляющим входам инвертора, вход синхронизации цифрового блока задания угла управления соединен с дополнительным выходом задающего тенератора, с выходными делителями частоты, а входы сброса счетчиков и Э-триггеров подключены к общей щине сброса.