Способ управления импульсным преобразователем постоянного тока и устройство для его осуществления

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

1!) 543I23

Союз Советски)с

Социалистически)Г

Ресл1)блик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.74 (21) 2089113 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень 7¹ 2

Дата опубликования описания 01.03.77 (51) М. K,. Н 02Р13,16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений с) открытий (53) УДК 621.316.727 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. М. Боченков, В. Г. Каган и Л. И. Малинин

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54)СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ

ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к реверсивным импульсным,преобразователям и может быть использовано в электроприводах систем автоматики.

Известно несколько способов управления импульсными преобразователями постоянного тока. Один из них (1) заключается в То», что сква>кность импульсов меняют пропорционально входному сигналу, а частоту оставляют постоянной. Другой способ (2) закл)очается в том, что одновременно изменяют частоту и скважность импульсов, причем скважность изменяется пропорционально входному сигналу, а частота принимает максимальное значение

klpII таком Входном сигнале, когда скВажность у=0,5 и минимальное значение, когда у= — gp;ax и У вЂ” iпн1. UP)I IlcPBoxl спосоое УIIPBB. Iсния отсутствует возможность регулировать частоту. В этом случае для ограничения пульсаций тока и дополнительных потерь в цепи нагрузки преобразователя на допустимом уровне частоту коммутации выбирают высокой и поддер7кивают ее во всем диапазоне изменения входного сигнала, что обуславливает низкое энергетические показатели преобразователя.

По второму способу управление в Тех областях изменения входного сигнала, где скважность имеет величину, близкую к максимальной или минимальной, регулирование производят при низкой частоте коммутации, что OoуслаВЛНВаст нпзкпс дпназ!Нчсск»с показатели преобразователя.

Известно устройство управления импульсным преобразователем постоянного тока (1), 5 состоящее пз соединенных последовательно генератора тактовой частоты и генератора пп;100017 азного нап1751жснпя, а такжс из компаратора уровня, на вход которого подастся

Входной спгI!2„ с Выхода гснсратора Illiлооб10 разного напряжения. Недостатком этого усТройства является постоянство частоты пмпульС013.

Наиболее близким 110 Texkii) )cc) сущности к данному пзоорстению является устрой15 ство (3), состоящее пз усилителя постоянного тока, выпрямителя. Qaao«y!3cTI3)ITeльного выпрямителя, генератора пилообразного напряжения и компарато,,а уровня. В этом устройсТВс входной сигнал подается на Вход усплптс20 ля постоянного тока, один выход которого черс3 фазочувcTB)ITcльный выпрямитель подключен и первому входу компаратора уровня, а другой выход подключен через выпрямитель ко входу генератора пилообразного напряже25 ния, Выход IioTopoI O подкл)очсн ко Вт0170му входу компаратора уровня. Это устройство реализует второй пз OIII)cBIII)blx Вь!шс спосоооВ управления и, следовательно, обуславлп:3acT нц дп!)ам.i.:ccкпс покaBBTcлп прсоб

3!) разователя и нс позволяет получить другой

h5 закон изменения частоты, не изменяя закона изменения скважности.

Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя. Это достигается тем, что частоту импульсов управления меняют в функции входного сигнала и его производной.

Для реализации данного способа предлагается устройство управления импульсным преобразователем постоянного тока, позволяющее изменять частоту коммутации преобразователя в функции входног1 сигнала и его производной при изменении скважности пропорциоî IB;IbH0 входному сигналу.

Это достигается благодаря тому, что устройство снабжено звеном дифференцирования, функциональным преобразователем, формирователем, ключом, запоминающим устройством и нуль-органом, при этом вход звена дифференцирования и вход функционального преобразователя подключены к источнику входного сигнала управления, их выходы подключены ко входам формирователя, выход которого через ключ и запоминающее устройство подключен ко входу компаратора уровня, подключенного вторым входом к источнику сигнала управления и ко входу нуль-органа, выход которого подключен к ключу и генератору пилообразного напряжения.

На черте>ке приведена блок-схема предлагаемого устройства, где: 1 — источник входного сигнала управления, 2 — функциональный преобразователь, 3 — звено дифференцирования, 4 — формирователь, 5 — ключ, 6 — запоминающее устройство, 7 — генератор пилообразного напряжения, 8 — нуль-орган, 9 — ком.паратор уровня. Выход источника входного сигнала управления 1 подключен к одному входу компаратора уровня 9 и ко входам функционального преобразователя 2 и звена дифференцирования 3. Выходы функционального преобразователя 2 и звена дифференцирования 3 подключены ко входу формирователя 4, выход которого через ключ 5 и запоминающее устройство 6 подключен к генератору пилообразного напряжения 7. Выход генератора пилообразного "зпряжения 7 подкл10че11 ко Втором7 входу компаратора уровня 9 и ко входу нуль-органа 8, выход которого !

1Одкл10чен к кл10чу 5 и к гене )атО!)у пил000 )азного 11а11 )я>кен1!я. В 1 ачестве формирователя может быть применен либо сумматор, либо амплитудный селектор.

Выходные импульсы со скважность10 у, пропорциональной величине входного сигнала управления, формируются на выходе компаратора уровня 9, на вход которого подается входной сигнал управления с выхода источника входного сигнала управления 1 и пилообразное напряжение с выхода генератора пилообразного напряжения 7. Для обеспечения независимости сква>кности выходных импульсов

)) от частоты (, достаточно при постоянной амплитуде пилообразного напряжения менять д

3)

40 чс

55 крутизну его линейнога участка пропорциднально частоте, Такую форму пилообразного напряжения обеспечиваеТ автоколебательная схема, включающая в себя генератор пилообразного напряжения 7 и нуль-орган 8. Нульорган 8 формирует в моменты равенства нулю пилообразного напряжения сигнал, который опрокидывает генератор пилообразного напряжения. Таким образом, начало и конец участка линейного изменения пилообразного напряжения совпадают с моментами опрокидывания генератора пилообразного напряжения. Сигнал управления частотой поступает на управляемый генератор пилообразного напряжения 7 с выхода формирователя 4 через ключ 5 и запоминающее устройство 6 и изменяет крутизну линейного участка пилообразного напряжения, изменяя тем самым и частоту t. Ключ 5 и запоминающее устройство 6 необходимы для того, чтобы в процессе формирования линейного участка пилообразного напряжения не изменялась его крутизна. С помощью ключа 5 выходной сигнал формирователя 4 подается на запоминающее устройство только в моменты опрокидывания управляемого генератора пилообразного напряжения 7. Для этого на ключ подается сигнал с нуль-органа 8. На интервале формирования линейного участка пилообразного напряжения выходной сигнал запоминающего устройства 6 остается неизменным. Сигнал управления частотой формируется формирователем 4, на входы которого подается сигнал с выхода функционального преобразователя 2 и сигнал с выхода звена дифференцирования 3, пропорциональный производной входного сигнала управления.

Функциональный преобразователь 2 позволяет реализовать такую функциональную зависимость частоты от входного сигнала, при которой во всем диапазоне изменения входного сигнала сохраняются постоянными абсолютный или относительный размах пульсаций тока и добавочные потери в цепи нагрузки преобразователя.

Предлагаемые способ и устройство позволяют повысить быстродействие импульсного преобразователя постоянного тока, сохраняя на высоком уровне энергетические показатели преобразователя, поскольку, в случае изменения входного сигнала, т. е. когда его производная отлична от нуля, частота коммутацииувеличиваетс>1 до величины, достаточной для отработки преобразователем входного сигнала управления с достаточной точностью.

Формула изобретения

1. Способ управления импульсным преобразователем постоянного тока, состоящий в том, что одновременно регулируют в функции входного сигнала управления частоту и скважность импульсов управления вентилями преобразователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразо543123

Составитель А. Придатков

Техред Е. Петрова

Корректор А. Галахова

Редактор Н. Каменская

Заказ 125/6 Изд. М 137 Тираж 899 Поднисно

ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров C(.(.Р но делам изобретений и открь.тпй

113035, Москва, Ж-зб, Раушская наб., и. 4,"3

Типография, нр. Сапунова, 2 вателя, частоту импульсов управления регулируют также в функции производной входного сигнала управления.

2. Устройство для управления импульсным преобразователем постоянного тока способом по п. 1, содержащее источник входного сигнала управления, генератор пилообразного напряжения и компаратор уровня, о т л и ч а юшийся тем, что оно снабжено звеном дифференцирования, функциональным преобразователем, формирователем, ключом, запоминающим блоком и нуль-органом, при этом вход звена дифференцирования и вход функционального преобразователя подключены к источнику входного сигнала управления, их выходы подключены ко входам формирователя, выход которого через ключ и запоминающий о блок подключен ко году компаратора уровня, подключенного вторым входом к источнику сигнала управления и ко входу нуль-органа, выход которого подключен к

5 ключу и генератору пилообразного напряже(п1я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гольц М. E. и др. «Автоматизированные

10 электроприводь1 постоянного тока с широтноимпульсными преобразователями», «Энергия», М., 1972 г.

2. T. Л. Глазенко «Импульсные полупроводниковые усилители в элсктропри водах», 13 «Энергия», 1965 (прототип).

3. Лвторс ое свидетельство СССР Л1 365031, М. Кл. - Н 03К 7!08, 1970 (прототип) .