Универсальное устройство для управления полупроводниковыми преобразователями

 

О И А Н И Е ()752746

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву! (22) Заявлено 21,08.78 (21) 2659096/24-07 (51) Я. gp.

Н 02 P 13/16 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Гасударственный комитет

СССР аа деликт нзабретеиий к аткрытий

Опубликовано 30,07.80, Бюллетень %28 (5ЦУД 621. .314.27 (OSa.8) Дата опубликования описания 03.08.80 (72) Авторы изобретения

А. H. Денисов и Н. H. Сигарев

Северо-Кавказский горно-металлургический инсттттут (7!) Заявитель (54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ

ПР БЭБРАЗОВАТЕЛЯМ И

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в системах управления вентильными электроприводами промышленных установок и транспортных средств.

Известно устройство для управления шаговым двигателем, с кратным дробпением шага, содержащее распределитель импульсов, связанный через преобразователь с входами усилителя мощности и регуляторы напряжения, изменяющие напряжение на фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных вхогзми к выходам распределителяО), К недостаткам этого устройства отттосится сложйость конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно соединенные выпрямитель, сглаживающий фильтр, широтно-импульсный преобразователь, пьезо-трансформатор 2, 2

К его недостаткам относятся малые функциональные возможности, сложность конструкции при формировании многофаэного напряжения, малая выходная мощность и нестабильность параметров пьеэотрансформатора.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей, упрощение конструкции с качественным улучшением регулировочных характеристик преобразователей без ограничения выходной мощности

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено генератором функций Уолша, блоком переменных сопротивлений, суммирующими усилителями на каждую фазу, комбинационным логическим блоком, генератором тактовых импульсов, усилителем мощности, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами широтно-импульсных преобразователей в каждой фазе н с входом генератора функций Уолша, выходы которого соеди

752746 (=(к) (и) 50

3 иены с входами комбинационного логического блоха и с входами блока переменных сопротивлений, выходы которого соединены со входами суммирующих усилителей, в выходы последних соединены с. уцравляющими входами широтно-импульсных преобразователей, выходы которых соединены с входами комбинационного логического блока, а выходы комбинециочпого логического блока сое-, динены с входами усилителя мощности.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — времен-. ные диаграммы, поясняющие принцип ра. боты устройства..

Универсальное устройство управления состоит иэ последовательно соединенных генератора 1 тактовых импульсов, генеpampa 2 функций Уолше, блока 3 пере- zg менных сопротивлений, суммирующих усилителей 4 по числу; выходы которых соединены с управляющими входами широтно-. импульсных преобразователей 5, комбинационный логический блок 6, усилитель 7,л

/ мощности, синхронизирующий вход широт — . но-импульсных преобразователей 5, сое-, динен с выходом генератора, 1 тактовых импульсов, а входы комбинационного логического устройстве 6 соединены с зо выходами генератора 2 функций Уолша.

Необходимый выходной сигнал можно получать в виде его аппроксимации в соответствующей системе базисны функ ций, в частности путем аппроксимации з5 сигнала в базисе функций Уолша, Пусть задана функция 9 (4 ), тогда коэффициенты

Разложения данной функции В ps Уолше находятся по следующей формуле (:Н ) (! i где (R) - вектор коэффициентов

Уолша; (4) — вектор средних значений сигнала:, 45 (), — матрица Уолше.

В результате обратного преобразования получают аппроксимироввнный сигнал

Следовательно, зная коэффициенты разложения и имея генератор функций

Уолша, можно получить на выходе преобразователя любой сигнал.

Рассмотрим применение устройства для управления шаговым двигателем в режиме деления шага. ф

Форма напряжения на фазах шагового двигателя для рассматриваемого случая показаны на фиг. 2, где ° д — последовательность тактовых импульсов; (5,,L Я вЂ” форма напряжения на 1-Ц фазах.

Количество аппроксимирующих функций

Уолша равно числу тактов, в данном случае восьми.

На диаграммах 6., м „-, y, u (фиг.2) изображены функции Уолша со своими знаками, не диаграмме R — вппроксимированный сигнал, получаемый не выходе суммирующего устройства 4, на диаграмме p(— сигнал на выходе пшротíî-импульсного преобразователя 5. Сигналы на других фазах получаются аналогично. Для обеспечения реверса двигателя генератор функций Уолша выполняется реверсивным. Данное устройство обеспечивает деление шага в дробное число раз. При формировании разнополярных импульсов напряжения на фазах шагового двигателя интервалы .переключения плеч моста усилителя 7 мощности определяются генератором 2 функции Уолша совместно с комбинационным логическим блоком 6.

Устройство является универсальным, так как его можно использовать и для управления автономными инверторами, одним иэ основных требований которых является синусоидальность выходного напряжения.

При получении нв выходе квезисинусоидального напряжения устройство управле-. ния работает следующим обрезом, Формируемое на выходе кваэисинусоидальное напряжение имеет незначительный коэффициент гармонии по сравненшо с известными способами.

Процесс формирования квазисинусоидального напряжения показан на фиг. 2 где - синусоида нв интервале О, ае

H — апц синусоиде на выходе суммирующего усилителя 4;

Π— сигнал на выходе широтноимпульсного преобразователя.

При формировании 3-х фазного напряжения интервалы переключения плеч моста усилителя 7 мощности определяются генератором 2 функций Уолшв совместно с комбинационным логическим блоком 6.

При использовании генератора 2 функций

5, 75 Уолша асимметричность фазового напряжения не превышает 1,5%, Таким образом; введение в устройство управления генератора функций Уолша, блока переменных сопротивлений, суммирующих усилителей и комбинационного логического блока позволяет осуществлять все теоретически возможные режима работы шагового двигателя: обычная коммутация, режимы деления шага в целое и дробное число раэ, Переход с одного режима работы на другой осуществляется

1 изменением с помощью блока переменных сопротивлений коэффициентов передачи суммирующих усилителей. По сравнению с известными . устройствами управления щаговыми двигателями предла аемое устройство имеет меньшие схемные затраты. так как в предлагаемом устройстве . отсутствуют преобраэо ватели код-аналог и регуляторы напря.— жения..Изменением коэффициентов передачи суммирукмцих усилителей на выходе получают квазисинусоидальное напряжение с минимальным коэффициентом гармоник, что достигается не;.яачитель ными схемными затратами по сравнению с известными способами, так как отсутствуют трансформаторные усилители, токовый генератор, ждущие мультивибра..торы. На выходе предлагаемого устройства можно получить любой требуемый закон изменения выходного сигнала без ограничения выходной мощности.

Кроме того, при применении данного устройства управления в электроприводе его легко согласовать со всей системой автоматического регулирования, используя в этом случае управляемый генера-! тор такто ых импульсов.

Предлагаемое устройство для управления обладает высокой технологичностью, так .как благодаря его большим функциональным воэможностям мо2746 жет выпускаться промышленностью в виде унифициров анного функционального блока.

Формула изобретения

Универсальное устройство для управ; ленин полупроводниковыми цреобразователями, содержащее широтно-к мпульсный преобразователь, о т л и ч а ю ще е с я

i em, что, с целью расширения функцио( нальных возможностей, упрощения кон. струкции с качественным улучшением

1 3 регулировочных характеристик преобра зователей без ограничения выходной мощности, устройство снабжено генератором функций Уолша, блоком переменных, сопротивлений, суммирующими усилителями

10 на каждую фазу, комбинационным логическим блоком, генератором, тактовых импульсов, усилителем мощности, причем . выход генератора тактовых. импульсов соединен с син ропизирующими входами широтно-импульсных преобразователей в каждой фазе и с входом генератора функций Уолша, выходы которого сое, динены с входами комбинационного логи ческого блока и с входами блока переменных сопротивлений, выходы которого соединены со входам суммирующих усилителей, а выходы последних соединены с управляющими входами широтноимпульсных преобразователей, выходы

35 которых соединены с входами комбинационного логического блока, а выходыкомбинацпонно-логического блока соединены с входамн усилителя мощности.

Ю Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

% 514410, кл. Н 02 Р 7/62, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

e % 520676, кл. Н 02 M 5/42, 1976.

752746

4 иг. Я

Составитель В. Миронов

Редактор Е. Дорошенко Техред Ж. Кастелевич Корректор Е. Папи

Заказ 4762/18 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035> Москва; Ж-35; Раушскаи наб., д.. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, уп- Нроектнаа, 4