Способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимесиих

Республик

«1 653720 (6i) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.77 (21) 2436967/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.03.7 ЯБвллетеиь № 11 г (51) М. Кл.

Н 02 P 13/16

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.

727 (088.8) Дата опубликования описания2Б. 03.79 (72) Авторы изобретения

А. Б. Гудзенко и Е. А. Смотров

Д г, -- I-, 1

Украинский научно-исследовательский институт

1..: ! станков и инструментов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к о6ласти регулирования скорости электродвигателей постоянного тока и может быть использовано в быстродействующих широкорегулируемых электроприводах и следящих системах.

В современных системах широтно-импульсного тиристорного управления электродвигателями применяется, как правило, раздельное управление, обеспечивающее наиболее экономичные режимы работы преобразователя.

Известен способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем с поочередным законом коммутации (1), состоящий в том, что формируют два напряжения прямоугольной формы с постоянными скважностями 0,5, меняют фазу одного напряжения относительно другого и суммируют эти напряжения на нагрузки или формируют два напряжения с регулируемой скважностью.

Первый способ не обеспечивает необходимого диапазона скважности, а второй не исключает перекрытия ключей преобразователя.

Недостатком данного способа является том, что уменьшая пульсации якорного тока путем повышения частоты коммутации, он не устраняет наличия релейного участка в плоскости электромеханических характе5 ристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату заявляемому объекту является способ управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя (2), состоящий в том, что скважность на нагрузке широтно-импульсного мостового преобразователя формируют замыканием двух ключей, обеспечивающих определенную полярность выходного напряжения нагрузки широтно-импульсного мос15 тового преобразователя. Скважность ключей регулируют от половинного до максимального значения (0,5 (L ð, < (с,„) .

Способ осуществляется устройством для управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя, содержащим задающий генератор, делитель частоты на два, генератор пилообразного напряжения, парафазный усилитель постоянного тока, два пороговых элемента и реверсивный мост ши653720

55 ротно-импульсного преобразователя, образованный четырьмя ключами и четырьмя обратными диодами.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает необходимый диапазон регулирования.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, заключающемся в том, что формируют два прямоугольных напряжения и суммируют эти напряжения на нагрузке, формирование прямоугольных напряжений производят с переменной скважностью.

Устройство для осуществления данного способа, содержащее задающий генератор, подключенный через делитель частоты и генератор пилообразного напряжения к первым входам двух пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы — к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к одной паре ключей мостового широтноимпульсного преобразователя, снабжено генератором пилообразного напряжения и двумя пороговыми элементами, причем вход генератора пилообразного напряжения подключен к выходу делителя частоты, а его выход к первым входам дополнительных пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы — к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к другой ггаре ключей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации данного способа управления мостовым широтно-импульсным преобразователем; на фиг. 2 приведена схема широтно-импульсного мостового преобразователя; на фиг. 3 приведены диаграммы напряжения, поясняющие работу схемы.

Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу делителя частоты на два 2, выходы которого подключены ко входам генераторов пилообразного напряжения 3 и 4, выходы которых соответственно подключены к первым входам пороговых элементов 5, 6 и 7, 8, выходы парафазного усилителя 9 подключены ко вторым входам пороговых элементов, а именно: прямой — к пороговым элементам 5, 7, а инверсный — к пороговым элементам 6, 8.

Выходы пороговых элементов подсоединены к ключам широтно-импульсного мостового преобразователя 10, 11, 12, 13, шунтированным обратными диодами 14, 15, 16, 17, обр азующ им и обр атн ы и ди одн ы и м ост.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов (фиг. 3a) с частотой следования f. Делитель частоты 2 разделяет эту последовательность на две со сдвигом по фазе 1/f и частотой f/2 (фиг. Зб, в)

Эти последовательности, в свою очередь, осуществляют синхронизацию пилообразного напряжения. В результате генерируется пилообразное напряжение с периодом T=

= 2/f и со сдвигом по фазе 1/f (рис. Зг, д).

На вход каждого порогового элемента 5 — 8 (фиг. 1) поступает усиленный входной сигнал

K "- 6к = K (1- за — Uoc ), где К вЂ” коэффициент усиления парафазного усилителя;

U cy — напряжение задания;

Usc — напряжение обратной связи (например, по скорости) и сигнал с выхода устройства токоограничения Uqo. Пример результирующего сигнала .на входе порогового элемейта (К Ugz + U,) представлен на фиг. 3е.

Длительность импульса на выходе i-того порогового элемента ПЭ; и соответственно скважность работы 2,„г ключа определяется алгебраической суммой (К Ua> + U») на входе ПЭь (фиг. Зж, g) и изменяется от нуля до с„„„(фиг. Зи, к).

Таким образом, устройство осуществляет управление ключами диагонали моста, обеспечивающей определенную полярность напряжения на нагрузке со скважностью, регулируемой в пределах от нуля до максимального значения (О < ь, Я,) со сдвигом фазы управления одного ключа относительно другого на половину периода частоты коммутации ключей.

Данный способ обладает преимуществами по сравнению с другими способами управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя, так как обеспечивает повышение быстродействия привода, повышение надежности преобразователя, улучшение динамических и энергетических характеристик привода путем повышения коэффициента использования двигателя (уменьшение импульсации якорного тока) за счет расширения диапазона регулирования скважности ключеи при торможении противовключением в режиме токоограничения. при постоянной частоте коммутации кл очей.

Данное устройство несмотря на некоторое усложнение схемы (увеличение вдвое числа некоторых элементов — генератора пилообразного напряжения и пороговых элементов) обладает значительными преимуществами по сравнению с известными устройствами управления ключами широтно-импульсного преобразователя, так как позволяет осуществить предложенный способ, чего не может ни одно другое известное устройство.

653720

Формула изобретения а

12 В

Ри2.1

Риз. 2

Составитель О. Парфенова

Редактор /I. Мепуришвили Техред О. Луговая Корректор Л. Небола

Заказ 1304/41 Тираж 856 Подписное

Ш-! ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

I I 3035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, заключающийся в том, что формируют два прямо- 5 угольных напряжения и суммируют эти напряжения на нагрузке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, формирование прямоугольных напряжений производят с переменной скв аж но стью.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит задающий генератор, подключенный через делитель частоты и генератор пилообразного напряжения к первым входам двух пороговых элементов, вторые 15 входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы — к выходу блока токеограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к одной паре ключей мостового широтно-импульсного преобразователя, и имеет дополнительный генератор пилообразного напряжения и два пороговых элемента, причем вход генератора пилообразного напряжения подключен к выходу делителя частоты, а его выход — к первым входам дополнительных пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы — к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к другой паре ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гольц М. E. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями

М., «Энергия», 1972, с. 8 — 10.

2. Гольц M. E. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями — M., «Энергия», 1972, с. 57 — 70.