Устройство для широтно-импульсного управления вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании систем управления автономными инверторами. Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора путем исключения срыва инвертирования за счет ограничения минимальных и максимальных углов регулирования. Цель достигается тем, что в устройство введены два дополнительных блока 3 и 4 задержки и два элемента ИЛИ-НЕ 5 и 6. С помощью блока 4 задержки ограничивается верхняя, а с помощью блоков 2 и 3 задержки - нижняя граница диапазона изменения углов регулирования. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4376412/24-07 (22) 08.02,88 (46) 30.11.90. Бюл. М- 44. (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) В.В. Фоменко (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 668094, кл. Н 03 К 23/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 851739, кл. Н 02 Р 13/16, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ BEHTHJIbHblM ПРЕОБРАЗО-

BATEЛЕМ

Я0 1610555 А1

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании систем управления автономными инверторами. Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора путем исключения срыва инвертирования за счет ограничения минимальных и максимальных углов регулирования. Цель достигается тем, что в устройство введены два дополнительных блока 3 и 4 задержки и два элемента ИЛИ-НЕ 5 и 6. С помощью блока 4 задержки ограничивается верхняя, а с помощью блоков 2 и 3 задержки — нижняя граница диапазона изменения углов регулирования. 3 ил.

1610555

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании управления автономными инверторами с широтно-импульсным регулированием для электропривода переменного тока.

Целью изобретения является повышение надежности работы автономного инвертора путем исключения срыва инвертирования за счет ограничения минимальных и максимальных углов регулирования.

На фиг ° 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы его узлов; на фиг. 3 — пример реализации устройства.

Устройство широтно-импульсного управления .содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, первый блок 2 задержки, второй блок 3 задержки и третий блок 4 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5, выход которого соединен с первым входом элемента

ИЛИ -HF. 6, выход которого соединен с входом схемы 7 запуска триггера, содержащей одновибраторы 8 и 9 и элемент HI ; 10, вход которого объединен с входом одновибратора 8 и использован как вход схемы 7 запуска триггера, а выход соединен с входом одновибратора 9, выход которого соединен с R-вхоцом RS-триггера 11, S-вход которого соединен с выходом одновибратора 8, причем выходы RS-триггера 11 использованы как выходы устройства.

Устройство содержит также интегратор 12 с ключом 13 сброса, управляемым с выходм второго блока 3 задержки, компаратор 14, первый вход которого соединен с выходом интегратора

12, на второй вход подается управляющее напряжение U+, а выход соединен с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 5. Кроме того, выход первого блока 2 задержки соединен с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 6. На вход задающего генератора подается постоянное напряжение lJ определяющее выходную частоту, а на вход интегратора t2 — стабильный ток I, не зависящий от частоты напряжения V .

На фиг. 2 представлена диаграмма работы узлов устройства широтно-импульсного управления, где 2а — выходные импульсы задающего генератора 1;

2б — импульсы, сформированные блоком, 2 задержки, длительность которых определяет угол ограничения управления

"сверху" (0(>z « ); 2в — импульсы йй выходе блока 3 задержки, длительность которых определяет время сброса t

C &P в исходное состояние напряжения ин5 тегратора; 2 г — импульсы, сформированные блоком 4 задержки, длительность которых определяет угол ограничения управления "снизу" (C(ù ö); 2д — напряжение на выходе интегратора 12 с наложенным напряжением управления скважностью модулирующих импульсов;

2е, ж — прямые и инверсные выходные импульсы модулятора М и М, длительность и количество которых (чаще все

ro в середине 1 80 интервала длиО тельностью 60 выходной частоты) определяют величину выходного напряжения; 2з, и — выходные импульсы, например, для тиристоров фаз +А, +В логической схемы формирования выходных импульсов (на фиг. 1 не показаны) при работе автономного инвертора в "трехимпульсном" режиме (3— количество импульсов на протяжении

180 периода выходного линейного напряжения автономного инвертора) °

Задающий генератор 1 представляет собой преобразователь напряжениечастота и может быть выполнен, к при30 меру, по структуре с переменой зна- . ка интегрирования, Блоки 2-4 задержки и одновибраторы 8,9 могут быть выполнены на логических интегральных схемах по схеме формирователей узких импульсов на двух инверторах и емкости. с различными длительностями, и так как импульсы М,цц кс, t >p, g „ идут один за другим, то сдвиг

40 по времени, к примеру, импульса t „У 1 С Ь . относительно g р„ „ можно noJIQUHTb и как результат логического вычита.ния длительности импульса блока 3 задержки из длительности импульса

45 блока 2 задержки (если блоки 2, 3 запускать от импульсов блока 1) и т.д. Интегратор 12 и компаратор

14 выполнены на операционном усилителе. RS-триггер 11 выполнен обычно на двух инверторах с перекрестными связями. Схемы ИЛИ-НЕ 5, 6 выполнены на логической интегральной схеме.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства (пример реализации). Нумерация

55 блоков идентична нумерации блоков фиг. 1.

Устройство работает следующим образом.

5 16105

По заднему фронту уэких импульсов задающего генератора (фиг. 1, 2а) блоком 2 задержки формируются расширенные импульсы, длительность которых определяет максимальный угол ограничения р(с,к (фиг. 2б). По заднему фронту импульсов 0(,.мд„ олоком 3 задержки формируются импульсы сброса длительностью в (фиг..2в), которые синхронизируют работу генератора развертывающего, например пилообразного, напряжения на интеграторе 12 посредством разряда интегрирующей емкости С.

Интегратор 12 по диапазону частот автономного инвертора имеет на выходе стабилизированную амплитуду развертывающего напряжения, так как емкость

С интегратора 12 заряжается током Io от источника стабильного напряжения, причем ток Iz меняется за счет коммутации разных весовых сопротивлений для различных поддиапазонов частот при разном числе коммутаций в течение 60 интервала посередине полупео риода управляющих импульсов. После окончания прохождения импульса сброса на выходе интегратора вновь начинает формироваться отрицательное пилообразное,напряжение до прихода следующего импульса сброса (фиг. 2д). По импульсу сброса tzt;p в блоке 4 задержки формируется импульс с(„„„„(фиг ° 2г) положительной полярности, который проходит через схемы ИЛИ-НЕ 5, 6 и поступает на входи схемы 7 запуска

RS-триггера. Схема 7 запуска представляет собой блок одновибраторов с двумя выходами, причем по верхнему выходу выходной запускающий сигнал фор- . мируется по переднему- фронту положительного входного сигнала, а по нижнему выходу - по заднему фронту входного сигнала. Поэтому по переднему фронту сигнала (К ин одновибратор 8 формирует положительный чзкий импчльс, устанавливающий в состояние "Г" устанавливающий триггер 11 по входу

S в состояние "1" (формирование сигнала M). В момент равенства положительного напряжения управления П

Ф

50 отрицательному пилообразному напряжению с вихода интегратора 12 (в случае выполнения компаратора 14 по схеме сравнения токов) выход компаратора 14 перекидывается с состояния

"1" в состояние "0". Так как на вход схемы ИЛИ-НЕ 5 в это время идут оба

11 11

О сигнала, то на выходе схемы

ИЛИ-НЕ 5 в это время образуется сиг55 6 нал "1" которнй инвертируется схемой ИЛИ-HF. 6. Сигнал "О" не оказывает воздействия на одновибратор 8 схеме 7 запуска 7, а, инвертируясь инf l 11 вертором, превращается в сигнал 1 сигнал, который запускает одновибратор 9, выходной сигнал которого по входу К перекидывает RS-триггер 11 состояние "О" (формируется сигнал М по инверсному выходу триггера 11).

Сигнал Й (фиг. 2ж) является инверсным по отношению к M и используется для управления противоположными тиристорами одноименной фазы автономного инвертора. Если из-за недостаточной амплитуды пилообразного напряжения по сравнению с П перекидывания компаратора 14 не произойдет, а значит, и триггер 11 в "0" состояние не перекинется, через схему ИЛИ-НЕ 6 пройдет импульс установленной длительности 0 1д кс, схема 7 по нижнемч

И 11 выходу выработает узкий импульс 1 и триггер 11 перекинется в состояние

"0, ограничив таким образом минимальную длительность регулирующих импульсов на основних тиристорах.

Если напряжение Uy будет иметь минимальное значение, отсекающее через компаратор 14 минимальное значение длительности импульса М, меньшее р(н, на выход устройства через схемы HJIH-HE 5,6 пройдет импульс с мин формируя в схеме 7 запуска импугьс, опрокидывающий триггер 11 по заданному фронту импульса „„ н. Длительность ограничивающих. импульсов О(;дин и 0 О выбирается исходя из частотмО кс ных свойств установленных в силовой схеме автономного инвертора тиристоров.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить надежность работы автономного инвертора путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования введением второго и третьего блоков задержки, двух схем ИЛИ, ограничивая длительность регулируемых импульсов на основние тиристоры, и не допуская срыва коммутации инвертора. Данное техническое решение позволяет осуществить импульсное ограничение минимальных длительностей импульсов на основные тиристоры в диапазоне частот автономного инвертора, не предъявляя жестких требований к соблюдению стабильности амплитуды пилообразного напряжения в диапазоне частот и при раз7 1 610555 8

Формула изобретения

Устройство для широтно-импульсного управления вентильным преобразователем, содержащее задающий генератбр, выход которого соединен с входом первого блока задержки, интегратор с ключом сброса интегратора, компаратор, первый вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а второй соединен с выходом интегратора, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, и .

RS-триггер, прямой и инверсный выхОды которого использованы как выходы устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем что, с целью повышения надежности работы путем ограничения

20 ных количествах коммутаций по поддиапазонам частот работы автономного инвертора с широтно-импульсным регулированием.

5 минимальных и максимальных углов регулирования, введены второй и третий блоки задержки, два двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ,.элемент НЕ и два одновибратора, причем выход первого блока задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом второго блока задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа сброса интегратора, и входом третьего блока задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом компаратора, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом первого одновибратора и входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с R-входом КЯ-триггера, S-вход которого соединен с выходом первого одновибратора, 1610555

rc QZ тд

Составитель А. Киселов

Техред g.дидык Корректор Т. Палий

Редактор А. Маковская

Заказ 3743 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101