Фазосдвигающее устройство

 

О П И С А Н И Е (i>) 61236g

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЮЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 27.09.76 (2l) 2406470/24-07 (5а) М. Кл.

Н 02 М 1/08 с присоединением заявки №

Государственный номнтет

Соната Мнннстраа СССР по делам нзобретеннй н открытой (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.06.78 Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 03.06. И. (53) удК 621.374..36 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Комаров, П. Н. Шевченко и В. В. Мартынов

Инстатут алектропи амики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ФАЭОСДВИГА ЮЩЕЕ УСТРОЙС ПЮ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах фазового управления двухфазными асинхронными дви гателями широтно-импульсных и фаэоимпуль.сных модуляторов,.в устройствах управления преобразователями электрической энергии, и.т. п. систем элеКтропитания при повышенных требованиях к быстродействию, линейности и широкому диапазону регулирования.

Известны фазосдвит ающие устройства, использующие времязадающие устройства для за держки.запуска формирователя импульсов (в качестве времязадающих устройств используют управляемый разряд или зарядокоидеисатора), пересчетные схемы (использующие расцределители импульсов, которые формируют последовательность импульсов, фиксирующую определенные фазовые сдвиги).

При работе выбирается один из импульсов последовательности и подается на формирующее устройство (11 и (2).

Недостатками этих устройств является невысокое быстродействие, дискретное регулирование.

Из известных фазосдвигающих устройств наиболее близким по технической сущности является фазрсдвигающее устройство, в котором для достижения безынерционностн работы кон2 денсатор разряжается на две параллельные цепи, обладающие различным сопротивлением, в одну иэ которых последовательно с сопротивлением включен триод, открывающийся на время, задаваемое длительностью сигнала управвления (3).

Однако несмотря на хорошие динамические характеристики устройства, оно имеет ряд недостатков, которые заключаются в нелинейной регулировочной характеристике, так как нсполь зуется управляемый разряд конденсатора, а и ускорение процесса разряда конденсатора через открывающийся транзистор ведет к непос. тоянству регулировочной характеристики.

Применяя это устройство, нельзя получить большой диапазон регулирования задержки, 1а так как в каждый период регулирования необходимо заряжать конденсатор, и регулирование возможно только после заряда конденсатора, а для этого требуется время тз, которое принципиально необходимо в этой схеме.

Цель изобретения — упрощение схемы по © выщения быстродействия, получение линейной регулировочной характеристики и расширение диапазона регулирования.

Это достигается тем, что в фазосдвигаюшем устройстве, содержащем конденсатор, два тран35 зистора и резисторы, введены трансформатор

612359

U — -U (см. фиг. 2). В результате сравнения напряжений U и Б на выходе операционного усилителя 1 формируется прямоугольное напряжение U>, сдвинутое по фазе на регулируемый угол q> пропорциональный величине выходного н а пряжен ия Uy„.

Линейность регулировочной характеристики величины фазового сдвига рот входного напряжения U«» зависит от передаточной характеристики интегрирующего звена, и если конден . етор зарядить током, что достигается соответствующим выбором напряжений на обмотке и конденсаторе, то регулировочная характеристика практически линейна.

Быстродействие достигается за счет того, е что сравнение происходит в каждый полупериод, и в цепи управления нет времязадающих

) элементов, вносящих задержку в распространении сигнала.

Диапазон регулирования расширяется бла-. годаря тому, что сравнение происходит в каж2О дый полупериод, и в цепи управления нет времязадающих элементов, вносящих задержку и в распространении сигнала.

Эти преимущества позволяют значительно улучшить качественные характеристики различных устройств фазового управления, упрос 25 тить их реализацию и расширить область применения таких устройств в случае использовай ния для их построения предлагаемого устройства, и двухвходовый операционный усилитель, уггравляющий вход устройства соединен через первый резистор с коллекторами двух транзисторов, базы которых через обмотки трансформа тора и второй и третий резисторы подключены к эмиттерам транзисторов, эмиттеры подключе ны ко входам операционного усилителя и через четвертый и пятый резисторы — к «земле» причем один из входов операционного усилите ля соединен через шестой резистор, а другой— через последовательно соединенные седьмой ре зистор и конденсатор, соединенные через вось мой резистор с обмотками трансформатора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема фазосдвигающего устройства; на фиг. 2 при ведены зпюры напряжений, иллюстрирующн работу устройства.

Фазосдвигающее устройство (см. фиг. 1 содержит операционный усилитель 1, трансфор матор 2, транзисторы 3, 4, конденсатор 5 и ре зисторы б — 13.

Устройство работает следующим образом

При полярности напряжения на первичной об мотке трансформатора 2 U i, соответствующе приведенной (см. фиг. 2), в один из полупе риодов напряжения U<, к переходу эмиттер база транзистора 3 прикладывается отпираю щее напряжение. Транзистор 3 открывается

Входное напряжение Ц«„через резистор 6, от крытый транзитор 3 поступает на эмиттерны резистор 8. На эмиттерном резисторе 8 фор мируется прямоугольное напряжение U< пропорциональное входному напряжению. В следующий полупериод открыт транзистор 4, входное напряжение через резистор 6, открытый транзистор 4 поступает на эмиттерный резистор 10.

Напряжение с резистора 10 подается на вход операционного усилителя через узел, состоящий из последовательного соединения резистора 11 и конденсатора 5, соединенные через резистор 12 с полуобмотками трансформатора.

Этот узел формирует симметричное линейное изменяющееся напряжение U3.

Напряжение U3 получается как результат сложения напряжения на резистор 11, равного напряжению 13„умноженному на коэффициент трансформации, и напряжения на конденсаторе 5 U«.

В один нз полупериодов напряжения U>„ когда транзистор 3 открыт, напряжение на резисторе 10 вычитается из напряжения Ua, при

Жом формируется двухполярное напряжение

U>, которое поступает на один из входов опе; рационного усилителя 1.

На другой вход операционного усилителя 1 через резистор 13 (служащего для ограничения входного тока) поступает напряжение U<.

В момент равенства напряжений U и Us на входах операционного усилителя 1, происходит переключение схемы. Моменты переключения хорошо видны на эпюрах напряжений

36 Фарм ула изобретения

Фазосдвигающее устройство, содержащее конденсатор, два транзистора и резисторы, отличаюи ееся тем, что, с целью упрощения схемы повышения быстродействия, получения линейной регулировочной характеристики и, расширения диапазона регулирования, оно дополнительно снабжено трансформатором и двухвходовым операционным усилителем, управляющий вход устройства соединен через первый резистор с коллекторами двух транзис4@ торов, базы которых через обмотки трансформатора и второй и третий резисторы подключены к змиттерам транзисторов, змиттеры подключены ко входам операционного усилителя и через четвертый и пятый резисторы — к «земле»

45 причем один из входов операционного усилителя соединен через шестой резистор, а другой— через последовательно соединенные седьмой резистор и конденсатор, соединенные через восьмой резистор с обмотками трансформатора.

Источники информации, принятые во вниЮ мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 455444, кл, Н 02 М 1/08, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 498726; кл. Н 03 К 5!20, 19?4.

3. Авторское свидетельство СССР № 154323, кл. Н 02 М 104, 1962.

Редактор H. Разумова

Захаэ З,(73/49

Составитель 0. Наказная

Техред O. Луговая Корректор А. Лакида

Тираж 892 Поанясное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 ) 3035, Москва, Ж-35, Раушская на6:, д. 45

Филиал ППП сйатемтэ, г. Ужгород, уа. Проектная, 4