Способ формирования многофазной системы частотнорегулируемых ступенчато- синусоидальных напряжений

 

388344

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.III.1970 (№ 1411276/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.V1.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 16.Х.1973

N. Кл. Н 02р 13/18

Гасудврст венный комитет

Совета Министров СССР но делам нзооретений и открытий

УДК 621.314.57 (088.8) Авторы изобретсни я

В. М. Жуйков и Е. А. Подьяков

Новосибирский электротехнический институт

Заявитель

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЫ

ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМЪ1Х СТУПЕНЧАТОСИНУСОИДАЛЪНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Известны способы формирования низкочастотных напряжений ступенчато-синусоидальной формы, основанные на суммировании на сопротивлениях прямоугольных импульсов, амплитуды которых соответствуют значениям синуса дискретно, через равные временные интервалы. Недостатком этих способов является то, что для хорошего приближения формы выходного напряжения к синусоидальной требуется большое число ступеней, а дланя формирования системы многофазных напряжений по известным способам на каждую фазу выходного напряжения необходим свой канал суммирования, что затрудняет достижение высокой симметрии выходных напряжений по фазам и обеспечение требуемой формы низкочастотного напряжения при малом числе суммируютцих сопротивлений, Известен также способ формирования многофазной системы синусоидальных напряжений, основанный на векторном суммировании двух сдвинутых по фазе синусоидальных напряжений. К недостаткам этого способа относятся трудности при необходимости получения сиги алов низких частот, когда дополнительно пред.ьявляется требование отсутствия гальванической связи между выходами различных фаз.

Предлагаемый способ не имеет указанных недостатков благодаря тому, что методами дискретной техники формируют два однополярных напряжения, соответствующие выпрямл енн ым ортогональным ступенчато-синусоидальным напряжениям, преобразуют их в высокочастотные, суммируют на трансформаторах,и детектируют фазочувствительными ключами.

На фиг. 1 изображена векторная диаграмма формирования по предлагаемому способу

10 трехфазной системы напряжений U, Бв, Uc из двух ортогональных напряжений U> и U>.

Как видно из диаграммы, для получения напряжения U> суммируются 0 865 U> и — 0,5 U>, а для формирования Uc, соответст15 генно, — 0,865 Ug и — 0,5 U (напряжение

U1 А Ul 2)Для устранения гальванической связи между выходами отдельных фаз предлагается использование трансформаторов.

20 При .изменении выходной частоты от долей герца и выше для непосредственного суммирования потребовались бы трансформаторы с идеаль.юй частотной характеристикой. Для облегчения трансформаторов и резкого сниже2S ния предъявляемых к ним требований напряжен|ия U> и U> формируются в виде высокочастотных амплитудно модулированных по выходной частоте сигналов (фиг, 1,б).

Для исключения постоянной составляющей

30 в напРЯжениЯх U> и Уе, котоРаЯ может Раз388344

55 б0

3 виться вследствие несимметрии указанных напряжений по полуволнам, методами дискретной техники формируют два вспомогательных напряжения U<, U> . Напряжения

UI .и U получаются путем суммирования на суммирующих сопротивлениях прямоугольных импульсов, амплитуды которых, определяемые величинами ограничительных сопротивлений, соответствуют значениям синуса через равные временные интервалы (фиг. 1, в).

Для хорошего приближения формы кривых

U>, Uz к полусин усоидам требуется достаточно большое число ступеней. Для сокращения числа ограничительных сопротивлений и достижения симметрии U< и U относительно оси ординат суммирование осуществляется таким образом, что ступени, соответствующие равным значениям напряжения получаются с использованием одного и того же ограничительного сопротивления. После высокочастотного преобразования вспомогательных напряжений Uf u UQ получают два ортогональных ступенчато-синусоидальных напряжения, модулированные высокой частотой (фиг. 1, б).

Процесс суммирования указанных напряжений на трансформаторах изображен на фиг. 1, г, д, е. Выделение огибающей выходного напряжения производится с помощью фазочувствительных демодуляторов.

Из фиг. l,ã,д, е видно, что для получения выходных напряжений (U>, U>, Uc) необходимо через полупериод изменения U, и Uz или изменять фазу высокочастотного заполнения в Ui u Ug (как изображено HB чертеже), или соответственно фазу коммутирующих сигналов, управляющих работой демодуляторов.

Блок-схема генератора, реализующего описанный способ формирования низкочастотного напряжения, приведена на фиг. 2, где

ЗГ â€”; PC —,регистр сдвига; РА; ЛТ вЂ” л инейка триггеров; К вЂ” ключи с ограничительными сопротивлениями; БЗЧФ и ФСИ вЂ” блок задания чередования фаз и формирования селекторных импульсов; ГР— генератор Ройера;

ФИВ Чl, 2 — фазоинверторы, высокой частоты;

ФОН1, 2 — формирователи ортогональных напряжений; ДМ вЂ”; И, ИЛИ— логические схемы.

Задающий генератор 31 с линейным управлением частотой в широком диапазоне управляет работой однотактного,регистра сдвига

РС, выходные сигналы которого используются для запуска линейки триггеров ЛТ, управляющих работой ключей К, подключающих через ограничительные сопротивления и развязывающие диоды источники регулятора амплитуды

PA к суммирующим сопротивлениям формирователей ортогональных напряжений (ФОН1 и ФОН2), на которых формируются напряжения У H Уя .

Очередность .выработки импульсов триг.герами такова, что обеспечивает формирование ступеней равной амплитуды напряжения U>

4 и U> с использованием одного и того же ключа (ограничительного сопротивления), чем достигается симметрия напряжений UI, U> относительно оси ординат и сокращается число ограничительных сопротивлений. Напряжения

U>, Uq преобразуются в блоках ФОН1 и ФОН2 в высокочастотные, причем фаза высокочастотного заполнения в кривых U< и U> изменяется на противоположную через полупериод изменения U< и У», что достигается изменением фазы коммутирующих сигналов, управляющих работой модуляторов в блоках ФОН 1,2. Инверсия фазы коммутирующих сигналов осуществляется в блоках ФИВЧ1,2, представляющих собой идентичные логические схемы

«И — ИЛИ» с трансформаторным выходом, управляемые от противофазных обмоток трансформатора генератора Ройера и триггеров— формирователей селекторных импульсов U „, и U Сформированные таким образом высокочастотные напряжения в требуемых пропорциях суммируются на вторичных обмотках трансформатора и детектируются фазочувствительн ыми ключами — демодуляторами, выдел яющими гладкую составляющую в выходном на пряжении. Применение трансформаторов позволяет использовать выходные напряжения, снимаемые с изолированных выходов.

Формирование селекторных импульсов, соответствующих полуволн ам напряжений U> ——

= U>, U>, U>, Ув осуществляется в блоке задания чередования фаз и формирования селекторн ых импульсов (БЗЧФ .и ФСИ) с помощью триггеров, управляемых импульсами

ЗГ и PC от диодно-транзисторных схем «И», «ИЛИ». При переключении тумблера «Реверс» изменяется направление переброса триггераформирователя селекторных импульсов для напряжения U> (U„, ), что обеспечивает изменение фазы вспомогательного напряжения

U на 180, и происходит переключение цепей запуска триггеров-формирователей селекторных импульсов фаз В и С. При таком управлении обеспечивается однозначный порядок чередования фаз выходного напряжения и бесконтактный реверс. В качестве источника высокой частоты, управляющего работой модуляторов и демодуляторов, используется генератор Ройера с нужным числом выходных обмоток.

Предмет изобретения

Способ формирования многофазной системы частотнорегулируемых ступенчато-синусоидальных напряжений путем векторного суммирования двух ортогональных напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения и обеспечения высокой симметрии, выходного напряжения по полуволнам и по фазам, в качестве ортогональных напряжений используют модулированные высокой частотой модули ступенчато-синусоидальных напряжений, которые после суммирования детектируют фазочувствительными ключами, 388344

7 иг. 2

Составпггсль С. Придатков

Техред А. Камышникова

Редактор В. Левятов

Корректоры: Л. Орлова и Н. Стельмах

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2712, 14 Изд. № 17 14 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4 5