Устройство для управления мостовыминвертором c широтно- импульсноймодуляцией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и} 8! 1483

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.09.78 (21) 2671856/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) M. Кл.

Н 02Р 13/16

Государственный комитет (53) УДК 621.316.727 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Е. Прокопов, В. Ю. Розов и С. В. П (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ

ИНВЕРТОРОМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления статическими преобразователями на управляемых вентилях, и может найти применение в различных электротехнических установках, например, в мостовых инверторах напряжения с ШИМ для асинхронного электропривода транспортных средств.

Известно устройство для управления инвертором, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные к устройству сравнения, выход которого соединен со входом формирователя отпирающих импульсов, дополнительный выход которого подключен к дополнительному входу генератора опорного пилообразного напряжения (1).

Однако, данное устройство не обеспечивает широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения инвертора.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные к входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя импульсов, распределитель импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов (2).

В этом устройстве возможно переключение тиристоров инвертора с более высокой частотой, чем частота опорного напряжения, что может послужить причиной срыва коммутации и развития аварийного режима.

Аварийный режим инвертора возникает при многократном равенстве мгновенных значе10 ний сравнимаемых управляющего и опорного напряжений в течение полупериода опорного напряжения и может быть вызван высокочастотной помехой, характерной для инверторных схем и искажающей опорное

15 либо управляющее напряжение, при использовании ступенчатого напряжения в качестве управляющего.

Наличие аварийных режимов снижает надежность работы инвертора.

20 Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуля25 цией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные ко входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя

3О импульсов, распределитель импульсов, вы811483

Ход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов, снабжено дополнительным формирователем импульсов и RS-триггером, причем дополнительный выход генератора опорного напряжения подключен ко входу дополнительного формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов RS-триггера, другой вход которого подключен к выходу упомянутого формирователя, а выход

RS-триггера соединен со входом упомянутого распределителя импульсов.

На фиг. 1 представлена схема устройства для управления мостовым инвертором с

ШИМ, а на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Схема содержит генератор опорного пилообразного напряжения 1, устройство сравнения 2, генератор управляющего напря>кения 3, дополнительный формирователь импульсов 4, формирователь импульсов 5, RS-триггер 6, распределитель импульсов 7, формирователь отпирающих импульсов 8.

На фиг. 2: 9 — выходное напряжение генератора опорного напряжения 1 (Up<) и генератора управляющего напряжения 3 (U>); 10 — напря>кение, снимаемое с дополнительного выхода генератора 1; 11 — выходное напряжение устройства сравнения 2;

12 — выходные импульсы формирователя импульсов 4; 13 — выходные импульсы формирователя импульсов 5; 14 — выходное напряжение RS-триггера 6; 15 — выходное напряжение распределителя импульсов 7;

16 — отпирающие импульсы коммутирующего тиристора анодной группы инверторного моста; 17 — отпирающие импульсы коммутирующего тиристора катодной группы инверторного моста; 18 — отпирающие импульсы основного тиристора анодной группы тиристорного моста; 19 — отпирающие импульсы основного тиристора катодной группы тиристорного моста.

Выход генератора опорного напряжения

1 подключен ко входу устройства сравнения 2. К другому его входу подключен выход генератора управляющего напряжения

3. Выход устройства сравнения 2 и дополнительный выход генератора 1 через соответствующие формирователи импульсов 4 и

5 подключены ко входам RS-триггера 6.

Выход триггера соединен со входом распределителя импульсов 7, выход которого подключен к формирователю отпирающих импульсов 8.

Работает устройство следующим образом.

При однократном переключении устройства сравнения 2 в каждый полупериод опорного напряжения (полупериоды Ti — Тр, фиг.

2 — 10) на выходе формирователя синхронизирующих импульсов 5 в моменты времени

4 — 4 формируются узкие импульсы 13. С дополнительного выхода генератора опорных напряжений 1 снимается прямоуголь5

ЗО

4>

65 ное напряжение 10, совпадающее по частоте и фазе с треугольным напря>кением 9.

На выходе формирователя синхронизирующих импульсов 4 формируются узкие импульсы 12 в моменты времени, соответствующие амплитудным значениям опорного напря>кения 9. RS-триггер 6 под действием выходного импульсов формирователей 4 и 5 персключается. Частота переключения триггера 6 равна удвоенной частоте опорного напряжения 9. Переключение триггера 6 (фиг. 2-14) происходит в моменты равенства мгновенных значений опорного и управляющего напряжений, а возврат в исходное состояние — при амплитудных значениях опорного напряжения (каждый полупериод опорного напряжения). С помощью распределителя импульсов 7 осуществляется деление выходной частоты триггера 6 (15). Отпирающие импульсы формируются в моменты переключения распределителя 7 (16, 17, 18, 19) .

Рассмотрим работу устройства при многократном переключении устройства сравнения (полупериоды Т, Tg, фиг. 2-9).

В течение полупериода Тз происходит многократное переключение устройства сравнения 2 (фиг. 2-11), так как за это время опорное напряжение трижды пересекает управляющее (фиг. 2-9). В течение полупериода Т> также происходит многократное переключение устройства сравнения 2 из-за влияния высокочастотной помехи на опорное напряжение (фиг. 2-9) .

B этих режимах в известном устройстве форь:: руются дополнительные управляющие импульсы на коммутирующие тиристоры инвертора (пунктир на фиг. 2-16, 2-17) и на основные тиристоры (на фиг. 2 не показаны), которые могут вызвать аварийный режим инвертора, так как интервалы времени между фронтами основных импульсов, так же как и фронтами коммутирующих импульсов (фиг. 2-16; 2-17) могут быть значительно меньше времени, необходимого для гашения включенного ранее тиристора инвертора.

При использовании предлагаемого устройства дополнительные импульсы не формируются. B рассматриваемом устройстве это достигается за счет использования в нем элемента «память» — RS-триггера 6, который переключается только один раз за полупериод под действием первого выходного импульса формирователя 5 (фиг.

2-14). В этом случае частота следования отпирающих импульсов и вызванная ими частота переключения тиристоров инвертора равна частоте опорного напряжения, и аварийный режим инвертора не возникает.

Таким образом, использование в данном устройстве дополнительного формирователя импульсов, подключенного к дополнительному выходу генератора опорного напряжения, К$-триггера, входы которого

811483

17 подключены к выходам формирователей импульсов, а выход — к входу распределителя импульсов, предотвращает аварийный режим инвертора с ШИМ, что повышает надежность его работы.

Формула изобретения

Устройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные ко входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя импульсов, распределитель импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора, оно снабжено дополнительным формирователем импульсов и RS-триггером, причем дополнительный выход генератора опорного напряжения подключен ко входу дополнительного

5 формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов RS-триггера, другой вход которого подключен к выходу упомянутого формирователя, а выход

RS-триггера соединен со входом упомяну10 того распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 351309, кл. Н ОЗК 7/04, 1970.

15 2. Сандлер А. С., Гусяций Ю. М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией для управления асинхронными двигателями, М., «Энергия», 1968, с. 73, рис. 7-1 (прототип).