Устройство для цифрового задания трехфазного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в следяще-регулируемых электроприводах, которые управляются от цифровых вычислительных устройств, для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное, амплитуда и частота которого задаются в цифровом виде. Целью изобретения является повышение точности задания выходного напряжения и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения задания любой формы выходного напряжения. Цель достигается введением программируемого постоянного запоминающего устройства 5, закон программирования которого определяет форму выходного напряжения. Амплитуда и частота выходного напряжения задаются поступающими извне сигналами, которые определяют параметры сигналов на выходах реверсивного счетчика 4 и блоков умножения 6 и 7. Управление силовой частью устройства, выполненной в виде блока коммутации 12, осуществляется блоком формирования и распределения импульсов управления ключами блока коммутации 11. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

$Д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4255165/07 (22) 02.06.87 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (72) А.В.Кваша, А.А.Крупицкий и Г.А.Найденов (53) 621.316.727(088.8) (56) Патент США

No 3704403, кл. 318 — 227, 1.975, Авторское свидетельство СССР

М 762165, кл. Н 03 К 13/03, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ЗАДАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в следяще-регулируемых электроприводах, которые управляются от цифровых вычислительных устройств, для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное, амплитуда и частота которого Ы 1728944 А1 задаются в цифровом виде. Целью изобретения является повышение точности задания выходного напряжения и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения задания любой формы выходного напряжения. Цель достигается введением программируемого постоянного запоминающего устройства 5, закон программирования которого определяет форму выходного напряжения. Амплитуда и частота выходного напряжения задаются поступающими извне сигналами, которые определяют параметры сигналов на выходах реверсивного счетчика 4 и блоков умножения 6 и 7. Управлейие силовой частью устройства, выполненной в виде блока коммутации 12, осуществляется блоком форми- 3 рования и распределения импульсов управления ключами блока коммутации 11.

4 ил.

1728944

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в следяще-регулируемых элеткроприводах, которые управляются от цифровых вычислительных устройств, для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное выходное напряжение, регулируемое широтно-импульсным методом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, что способствует повышению КПД привода.

На фиг,1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— структурная схема блока формирования и распределения импульсов управления ключами; на фиг.3 — пример закона программирования перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства для формирования выходных наприяжений, модулированных по гармоническому закону; на фиг.4 — временные диаграммы работы логического блока.

Устройство содержит шину 1 задания амплитуды выходного напряжения, шину 2 задания направления счета, шину 3 задания частоты выходного напряжения, реверсивный счетчик 4 (PC), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 5 (ППЗУ), первый и второй блоки 6 и 7 умножения (БУ), первый и второй преобразователи 8 и 9 код — длительность импульса (ПКДИ), логический блок 10 (ЛБ), блок 11 формирования и распределения импульсов управления (БР) ключами блока 12 коммутации (БК), дешифратор 13, формирователи

14 — 19 управляющего сигнала (ФУС), первую и вторую схемы И 20 и 21, элемент ИЛИ 22.

На фиг.1-И обозначены: SO — выходной код PC 4, S1, S2, S3 — выходные коды ППЗУ

5, SA — код задания амплитуды выходного напряжения, Т1-Тб — интервалы коммутации, Х1 и Х2 — выходные сигналы первого и второго ПКДИ 8 и 9, Y1 — Y6 — выходные сигналы дешифратора 13, F1-Fá — выходные сигналы БР 11, U1 — U3 — выходные сигналы

БК 12.

Шина 3 задания частоты выходного напряжения (фиг,1) соединена с тактовым входом PC 4, вход задания направления счета которого связан с шиной 2 задания направления, а выходная шина — с входом ППЗУ 5.

Первая и вторая выходные шины ППЗУ

5 связаны с первыми входами первого 6 и второго 7 БУ, вторые входы которых соединены с шиной 1 задания амплитуды выходного напряжения, Выходные шины первого

6 и второго 7 БУ соединены с входами соответственно первого и второго ПКДИ 8 и 9, выходы которых связаны с первым и вторым входами ЛБ 10. Третий вход ЛБ 10 связан с третьей выходной шиной ППЗУ 5. Выходами

ЛБ 10 являются входы БР 11, выходы которого соединены с входами БК 12, выходы которого являются выходами ЛБ 10. Пер5 вый и второй входы БР 11 (фиг.2) являются соответственно первыми и вторыми входами ФУС 14 — 19, третьи, четвертые и пятые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора 13, вход кото10 рого является третьим входом ЛБ 10. В состав каждого из ФУС 14-19 входят первая

20 и вторая 21 схемы И и элемент ИЛИ 22.

Первые входы схем И 20 и 21 являются первым и-вторым входами ФУС 14 — 19, вторые

15 входы — соответственно третьим и четвертым входами ФУС 14-19, а выходы соединены с первым и вторым входами элемента

ИЛИ 22, третий вход которого является пятым входом ФУС 14 — 19.

20 Устройство работает следующим образом.

PC 4 непрерывно суммирует импульсы, поступающие по шине 3 задания частоты выходного напряжения. При этом на выхо25 дах РС 4 появляется линейно нарастающий (спадающий, в зависимости от сигнала на шине 2 задания направления) цифровой код

SO, который при заполнении PC 4 сбрасывается в исходное нулевое (максимальное)

30 состояние. Этот процесс происходит непрерывно.

В зависимости от цифрового кода SO на выходных шинах ППЗУ 5 появляются три цифровых сигнала: на первой и второй ши35 нах — коды текущего значения напряжения

$1 и $2, на третьей шине — код состояния ключей S3, определяющий базовый (постоянно открытый) ключ на каждом из интервалов коммутации Т1-Т6.

40 Пример закона программирования

ППЗУ 5 для формирования синусоидальной формы выходного сигнала приведен на фиг,3. Сигналы $1 и S2 по выходным шинам

ППЗУ 5 поступают на первые входы БУ 6 и

45 7, где происходит их умножение на код амплитуды выходного напряжения SA, поступающий на вторые входы БУ 6 и 7 по шине

1 задания амплитуды выходного напряжения. ПКДИ 8 и 9 преобразуют выходные

50 коды БУ 6 и 7 в импульсные сигналы Х1 и Х2 с фиксированной частотой и длительностью, пропорциональной величине SA S1 и SA S2 соответственно. Сигналы Х1 и Х2 поступают на входы 1 и 2 ЛБ 10. На вход 3 ЛБ 10

55 поступает код состояния ключей S3. Дешифратор 13 преобразует этот цифровой код в логические сигналы Y1 — Y6.

В таблице приведены выходные сигналы дешифратора в зависимости от S3.

1728944

Сигналы Х1, Х2 и Y1 — Y6 поступают на входы ФУС 14 — 19, которые реализуют следующие логические фун кции:

F1 = Y1+ У5 Х1+ У6 Х1;

F2 = Y2 + Y6 X2 + Y4 Х1;

F3 = УЗ+ У5 Х2 + Y4 Х2;

F4= Y4+Y3 X1+Y2 Х1;

F5 = Y5+ У1 Х1 + УЗ Х2;

F6 = Y6+ У1 Х2+ У2 Х2.

Выходные сигналы БР 11 F1 — 6 (фиг.4) поступают на входы блока 12, на выходе которого формируются широтно-модулированные по синусоидальному закону напряжен ия U1=U3. П ри соеди не нии нагрузки инвертора в звезду в фазных обмотках будут протекать токи синусоидальной формы со сдвигом фаз 120 эл. град. При другом способе соединения обмоток нагрузки либо при необходимости формирования выходных напряжений, изменяющихся по другим (негармоническим) законам, что возможно при несинусоидальном распределении индукции в зазоре электрической машины, достаточно изменить закон про- граммирования ППЗУ 5.

Формула изобретения

Устройство для цифрового задания трехфазного напряжения, содержащее реверсивный счетчик, первый вход которого соединен с шиной задания частоты выходного наприяжения, первый и второй блоки умножения и логический блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены перепрограммируемое в соответствии с законом изменения выходного напряжения постоянное запоминающее устройство и первый и второй преобразователи код— длительность импульса, логический блок содержитблок коммутации и блок формирования и распределения импульсов управления ключами блока коммутации, первый и второй выходы кода текущего значения напряжения перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства подключены к входам первого и второго

5 блоков умножения соответственно, выходы которых соединены с входами первого и второго преобразователей код — длительность импульса соответственно, выходы которых соединены с первым и

10 вторым информационными входами блока формирования и распределения импульсов управления ключами блока коммутации соответственно, вход управления которого соединен с выходом кода состояния ключей

15 перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, а его выходы соединены с входами блока коммутации, вторые входы блоков умножения предназначены для подключения к шине цифрового зада20 ния амплитуды выходного напряжения, второй вход реверсивного счетчика предназначен для подключения к шине задания направления счета, причем блок формирования и распределения импульсов управле25 ния ключами блока коммутации выполнен в виде дешифратора, вход которого является входом блока уприавления формирования и распределения импульсов управления ключами блока коммутации, и шести фор30 мирователей управляющих сигналов. выполненных в виде двух схем И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей код— длительность импульса, а их вторые входы

35 соединены с соответствующими выходами дешифратора и элемента ИЛИ, первые два входа которого соединены с выходами элементов И, а третий — с соответствующим выходом дешифратора, а выход является

40 выходом формирователя управляющих сигналов и подключен к соответствующему ключу блока коммутации, 1728944

Фиг.2

1728944

1728944

Т7 TЯ

Составитель А. Киселев

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Заказ 1413 Тираж 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