Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления вентильных регулируемых электроприводов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания. Цель изобретения - повышение точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения входной частоты, путем линеаризации характеристики управления. Устройство состоит из задающего генератора 1, выход которого соединен с выходным выводом 12, одним из входов сумматора 2 и входом формирователя фазы 7. Сумматор 2 выполнен на дифференциальном усилителе 3, выход которого соединен с выходным выводом 13, его инвертирующий вход через резистор 6 соединен с выходным выводом 14, являющимся одновременно вторым входом сумматора 2, и неинвертирующий вход соединен с общей шиной. Выход формирователя фазы 7 соединен с выходным выводом 14. Выполнение формирователя фазы 7 на двух дифференциальных усилителях 8, 15, перемножителе 16, использование в нем блока преобразования "частота-напряжения" 17, резисторов 9, 10, 18-20, конденсатора 11 и определенного соединения указанных элементов между собой, позволило формирователю выполнять функцию всепропускающего фильтра первого порядка, коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице. При этом фазовый сдвиг определяется только постоянной времени резистора 19 и конденсатора 11 и не зависит от частоты входного сигнала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s H 02 M 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С В И,ц ЕТЕЛ Ь СТВУ (21} 4600035/24-07 (22) 01.11,88 (46) 23.09.90. Бюл. М 35 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) В.С. Дубровин (53) 621.314.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 702469, кл, Н 02 M 5/14, 1978., Авторское свидетельство СССР (Ф 1432692, кл, Н 02 M 5/14, 1987. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ (57} Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления венти lbHblx регулируемых электроприводов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания, Цель изобретения — повышение точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения входной частоты путем линеаризации характеристики управления. Устройство состоит из задающего

» БЫ,, 1594665 А1 генератора 1, выход которого соединен с выходным выводом 12, одним из входов сумматора 2 и входом формирователя 7 фазы. Сумматор 2 выполнен на дифференциальном усилителе 3, выход которого соединен с выходным выводом 13, его инвертирующий вход через резистор 6 соединен с выходным выводом 14, являющимся одновременно вторым входом сумматора 2, и неинвертирующий вход соединен с общей шиной. Выход формирователя 7 фазы соединен с выходным выводом 14. Выполнение формирователя 7 фазы на двух дифференциальных усилителях 8 и 15, перемножителе

16, использование в нем блока 17 преобразования частота — напряжения, резисторов

9, 7 0, 18-20, конденсатора 11 и определенного соединения указанных элементов между собой позволило формирователю выполнять функцию всепропускающего фильтра первого порядка, коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице. При этом фазовый сдвиг определяется только постоянной времени резистора 19 и конденсатора 11 и не зависит от частоты входного сигнала. 1 ил.

1594665

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления регулируемых электроприводов и инверторов, входящих в состав агрегатов гарантированного питаЦелью изобретения является повышение точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения входной частоты путем линеаризации характеристики управления.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.

Преобразователь содержит однофазный задающий генератор 1, сумматор 2 с двумя входами, выполненный из дифференциального усилителя 3 постоянного тока, резистора 4 отрицательной обратной связи, первого 5 и второго 6 входных резисторов, причем резистор 4 отрицательной обратной связи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилителя 3 постоянного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора 2, а между инвертирующим входом дифференциального усилителя 3 постоянного тока, первым и вторым входами сумматора 2 включены соответственно первый 5 и второй 6 входные резисторы, формирователь

7 фазы, выполненный из дифференциального усилителя 8 постоянного тока, первого 9, вто; рого 10 резисторов и конденсатора 11, причем выход формирователя фазы 7 соединен с выходом дифференциального усилителя 8 постоянного тока и одним выводом первого резистора 9, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 8 постоянного тока и одним выводом второго резистора 10, второй вывод которого соединен с входом формирователя фазы 7, неинвертирующий вход дифференциального усилителя 8 постоянного тока соединен с общей шиной, При этом выход однофазного задающего генератора 1 соединен с входом формирователя

7 фазы, с первым входом сумматора 2 и первым выходным выводом 12 преобразователя однофазного напряжения в трехфаз-. ное. Второй 13 и третий.14 выходные выводы преобразователя соединены соответственно с выходом сумматора 2 и выходом формирователя 7 фазы, выход которого также соединен с вторым входом сумма(тора

2. В формирователь 7 фазы доlloëнитеllüно введены дифференциальный усилитель 15 постоянного тока, перемножитель 16, блок

17 преобразования частота — напряжение о

17, третий 18, четвертый 19 и пятый 20 резисторы, причем общая точка соединения третьего 18 и четвертого 19 резисторов соединена с выходом перемножителя 16, а их

5 свободные выводы подключены к инвертирующим входам соответственно дифференциальных усилителей 8 и 15 постоянного тока, Конденсатор 11 включен между инвертирующим входом и выходом дифференци10 ального усилителя 15 постоянного тока. неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и первым входом перемножителя 16, второй вход которого подключен к выходу блока 17

15 преобразователя частота — напряжение, вход которого соединен с входом формирователя 7 фазы и одним выводом пятого резистора 20, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом диффе20 ренциального усилителя 15 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

На выходе однофазного задающего ге25 нератора 1 формируется синусоидальное напряжения 01(т) = Urn

Umg и круговой частотой в = 2л f, соторое является также выходным напряжением преобразователя однофазного напряжения

30 в трехфазное, причем с нулевой начальной фазой (выход 12).

Дифференциальный усилитель 15 постоянного тока, перемножитель 16, резисторы 19 и 20, а также конденсатор 11 образуют

35 управляемый фильтр нижних частот, на управляющий вход которого (второй вход перемножителя 16) подается напряжение Е17=

= K17f, пропорциональное частоте входного сигнала, где К17 — коэффициент пропорцио40 нальности блока 17 преобразователя частота — напряжение.

Напряжение на выходе перемножителя

16 в операторной форме 19 Йгс

+ /R19C11 1 К 16 К 17 т l

50 Usx(S) = 1 gUex(S) где Кф = R19/Йго — коэффициент передачи управляембго фильтра;

ty = В19С11/К16К17Л вЂ” управляемая постоян55 ная времени фильтра;

К16- кОЭффициЕнт пЕрЕдачи перемножителя 16.

Дифференциальный усилитель 8 постоянного тока, резисторы 9.10 и 18 образуют

1594665 инвертирующий сумматор с двумя входами, выходное напряжение которого

U8(S) =

= — j иu..(s1+ — use(s1) =

ГR19 Rg R 10 R 18

= — (К1UBX(S) + Kz U16(S )), 10 где К1и Kz — коэффициенты передачи инвертирующего сумматора.

Напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 постоянного тока является одновременно и выходным напряжением формирователя 7 фазы

1+туS

При K1 = 2, Кг = Кф = 1 формирователь 7 фазы выполняет функцию всепропускающего фильтра первого порядка с передаточной функЦией W7(S) =(гу S — 1)/(гу S+1), коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице, а фазовый сдвиг между вйходными и входными колебаниями определяется выражением

30 р (в) = — 2 аrctg (2 л f ry ) =

= — 2 arctg 2 xf

R19C11 11

К 16 К 17 т )

При заданных значениях коэффициентов К16 и К17 фазовый сдвиг определяется 40 только постоянной времени Т = R tg С11 и не зависит от частоты входного. сигнала.

Для получения фазового сдвига уЪ =

=-240 эл,град = 120 эл.град постоянная времени.должна выбираться из соотношения 45

Т = (tg (Pp/2 ) К16 К17 )/2 Л .

НаПРЯжЕНИЕ U7(t) = Vm Sitl(И t + 120 ) С выхода формирователя 7 фазы поступает на 50 выход 14 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное и на второй вход сумматора 2, на первый вход которого поступает напряжение U1(t) = Vm

Предположив, что величины сопротив- 55 ления, входящих в состав сумматора 2, резисторов 4 — 6 относятся между собой как

1:1:1, напряжение на выходе дифференциального усилителя 3 постоянного тока 3, а следовательно, на выходе сумматора 2 и на выходе 13 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное равно

V1q — — — (1 .„sin m t +

+1 Vmm< sin(mt+120 )) =

= Vmq sin (а t — 120 ) .

Таким образом, выходные напряжения

U12(t), 01з(т) и U14(t) представляют собой напряжения, фазы которых сдвинуты друг относительно друга на 120 эл.град.

Формула изобретения

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий однофазный задающий генератор, сумматор с двумя входами, выполненный иэ первого дифференциального усилителя постоянного тока, резистора отрицательной обратной связи, первого и второго входных резисторов, причем резистор отрицательной обратной связи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора, а между инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного тока, первым и вторым входами сумматора включены соответственно первый и второй входные резисторы, формирователь фазы, выполненный из второго дифференциального уси-, лителя постоянного тока, первого, второго резисторов и конденсатора, причем выход формирователя фазы соединен с выходом второго дифференциального усилителя постоянного тока и одним выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя постоянного тока и одним выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с входом формирователя фазы, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя постоянного тока соединен с общей шиной, при этом выход однофазного задающего генератора соединен с входом формирователя фазы, с первым входом сумматора и образует первый выходной вывод, а второй и третий выходные выводы образованы соответственно выходом сумматора и выходом формирователя фазы, выход которого также соединен с вторым входом сумматора, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью .повышения точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения

-входной частоты путем линеариэации ха1594665

Составитель Л.Устинкина

Редактор Н,Лазаренко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 2836 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рактеристик управления, в формирователь фазы дополнительно введены третий дифференциальный усилитель постоянного тока, перемножитель, блок преобразования частота — напряжение, третий, четвертый и пятый резисторы, причем общая точка соединения третьего и четвертого резисторов соединена с выходом перемножителя, а их свободные выводы подключены к инвертирующим входам соответственно второго и третьего дифференциальных усилителей постоянного тока, укаэанный конденсатор включен между инвертирующим входом и выходом третьего дифференциального усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответст5 венно с общей шиной и первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к выходу блока преобразования частота — напряжение, вход которого соединен с входом формирователя фазы и одним выводом пятого

10 резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом третьего дифференциального усилителя псстоянного тока,