Устройство для формирования широтно-модулированных сигналов управления ключами инвертора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШИРОТНОЧЮДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ УПРАВ ЛЕНИЯ 1СЛЮЧА№1 ИНВЕРТОРА с регуляторами частоты и напряжения, содержащее измеритель частоты, вход которого предназначен для подключения к регулятору частоты инвертора, выход соединен с управляющим входом переключателя , выход которого подключен к тактовому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регулятору напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно .снабжено блоком цифровых компараторов с выходами, где k - число выходов рас-. пределителя, и с фиксированными порогами срабатывания, k группами элементов И, каждая из которых состоит из k /4 элементов, шест-ью элементами ИЛИ и входом для подачи несущей частоты , причем вход измерителя частоты подключен к входу распределителя и первому входу переключателя, второй вход которого соединен с входом для подачи несущей частоты, первый вход элемента И соединен с входом для подключения к регулятору напряжения, второй вход - с последним выходом блока цифровых компаравторов, выход - с установочным входом счетчика, выходы которого соединены с входами блока цифровых компараторов, первые выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И в каждой группе,i-й выход распределителя соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, входы с первого по шестой элементы ИЛИ соединены соответственно с Г nok /2, с k/6 по 2k/3, с k/3 п 5V/6, с k /2 по t , с 2V/3 по k и с 1 по k/6, с 5k/6 по k и с 1 по k/3 группами элементов И, причем первые k/4 входа каждого элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующего по номеру элемента И указаЯных групп a вторые k/4 входа соединены с k/4 по t выхддами элементов И указанных групп при чередовании номероь групп в указанном порядке.

СОЮЗ COBETCHHX ййй@дю . РЕСПУБЛИК

0% (11) А

gag Н 02 P 13/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

: (21) 352575 1/24-07 (22) 23. 12.82 (46) 23.11.84. Бюл. И 43 (72) С.А. Михайлов (53) 621. 314. 27(088. 8) (56) 1. Сандлер А.С., Гусяцкий IO.Ì.

Тиристорные инверторы с широтно-имН и пульсной модуляцией, М., Энергия

1968, с. 105.

2. Авторское свидетельство СССР

У 613476, кл. Н 02 Р 13/18, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШИРОТНО-ИОЛУЛИРОВАНHblX СИГНАЛОВ УПРАВ ЛЕНИЯ КЛЮЧАИИ ИНВЕРТОРА с регуляторами частоты и напряжения, содержащее измеритель частоты, вход которого предназначен для подключения к регулятору частоты инвертора, выход соединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен к тактовому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регулятору напряжения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком цифровых компараторов с " /4+1 . выходами, где k — число выходов распределителя, и с фиксированными порогами срабатывания, k группами элементов И, каждая из которых состоит из 4 /4 элементов, шестью элементами

ИЛИ и входом для- подачи несущей час" тоты, причем вход измерителя частоты подключен к входу распределителя и первому входу переключателя, второй вход которого соединен с входом для подачи несущей частоты, первый вход элемента И соединен с входом для подключения к регулятору напряжения, . второй вход - с последним выходом блока цифровых компараторов, выход — с установочным входом счетчика, выходы которого соединены с входами блока цифровых компараторов, первые выходы которого соединены с первыми входами, соответствующих элементоь И в каждой Я группе, -й выход распределителя соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, входы с первого по шестой элемен- у ты HJEf соединены соответственно с 1 по 4 /2, с k/6 по 2k/3, с k/3 по 5k/6, р с k /2 по g с 21/3 ao k и с 1 по 4/6, с 5k/6 по k и с 1 по k/3 группами элементов И, причем первые k /4 входа каждого. элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующего по номеру элемента И указанных групп, а вторые

k/4 входа соединены с k /4 по 1 вых4дами элементов И указанных групп прй чередовании номеров групп в указанном порядке.

1125728

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в асинхронных частотно-регули° ° руемых приводах са статичеекйми преобразователями частоты. 5

Известно устройство для управления инвертором, содержащее аналоговые генераторы ведущего и опорного сигналов, компараторы и распределитель (1) .

Недостатком такого устройства является сложность, формирования регулируемого по частоте трехфазного синусоидального напряжения, Кроме того, не обеспечивается высокое качество 15 выходного напряжения в широком диапазоне частот из-за несимметрии напряжения по фазам и между полупериодами, . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 20 ройство для формирования широтномодулированных сигналов управления ключами инвертора, содержащее измеритель частоты, вход которого предназначен для:подключения к регулятору 25 частоты инвертора, выход соединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен к тактовому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регу 30 лятору напряжения (2) .

Недостатками известного устройства являются его сложнооть н, следовательно, низкая надежность,: его эле. менты требуют больших затрат при аппаратной реализации для обеспечения плавного регулирования скорости, асинхронного двигателя.

Цель изобретения — повьппение надежности. устройства.

Поставленная цель достигается

:тем, что устройство для формирования .широтно-модулированных сигналов управ. ления ключами инвертора с регуляторами частоты и напряжения, содержащее ® измеритель частоты, вход которогопредназначен для подключения к. регуля тору частоты инвертора, выход соединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен к так-50 товому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регулятору напряжения, снабжено блоком .цифровых компараторов с k /4+1 .выходами, где k — число . выходов рас-55 пределителя, и:с фиксированными порогами срабатывания, k группами элементов И, каждая из которых состоит

1. из k/4 элементов, шестью элементами

ИЛИ и входом для подачи несущей частоты, причем вход измерителя частоты подключен к входу распределителя и первому входу переключателя, второй вход которого соединен с входом для подачи несущей частоты, первый вход элемента И соединен с входом для пере» ключения к регулятору напряжения, второй вход — с последним выходом блока цифровых компараторов, выход— с установочным входом счетчика, выходы которого соединены с входами блока цифровых компараторов, первые выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И в каждой группе, i-й выход распределителя соединен с вторыми входами элементов И

i-й группы, входы с первого по шестой элементов ИЛИ,соединены соответственно с 1 поХ/2, с k/6 по 2k/3, с 4/3 по 5.k/á, с k/2 по k, с 2k/3 по и с 1 по k/6, с.5k/6 not и с 1

no k /3 группами элементов И, причем первые k /4 входа каждого элемента

HJIH соединены с выходом соответствующего по номеру элемента И указанных групп, а вторые k /4 входа соединены с k /4 по 1 выходами элементов И указанных групп при чередовании,номеров групп в указанном по рядке.

На фиг. 1 представлена схема пред. лагаемого устройства; на фиг. 2 — -: диаграммы, поясняющие работу устройства (при k = 12).

Устройство содержит счетчик 1, элемент 2, переключатель 3, измеритель 4 частоты, распределитель 5, блок 6 цифровых компарагоров, элементы ИЛИ 7, группы элементов И 8, / причем Е, fN kf(— выходные сигналы регулятора напряжения, генератора несущей частоты и регулятора частоты инвертора.

Для формирования широтно-модулированных сигналов управления клю- чами инвертора период выходного напряжения инвертора с помощью распределителя. 5, на вход которого подаегся частота kf<, где fI - выходная частота инвертора, разбивается на 1 интервалов, каждый из интервалов заполняется импульсами регулируемой длительности и с заданным соотношением между длительностями, а затем Йз набора этих импульсов с помощью элементов ИЛИ 7 формируются выход3 11257 ные сигналы с требуемым для образования многофазной системы временным сдвигом и со ступенчатой модуляцией длительности импульсов выходного сигнала. S

Наборы последовательностей импуль. сов регулируемой длительыости и с заданным соотношением между длительностями формируются счетчиком 1 и блоком 6. Частота их следования может 1п соответствовать несущей частоте f или частоте kf . В исходное положение счетчик 1 устанавливается подаваемым на вход сброса сигналом f> или 3 Е<, поступающим через переключатель 3. При этом на всех выходах блока 6, кроме последнего, формируют.ся сигналы высокого уровня. На-такто= вый вход счетчика 1 через э,емент 2 подаются импульсы с регулятора на пряжения fy, причем f> ъ Е„ и f „ kf< а значение f> обратно пропорционально выходному напряжению инвертора. По мере счета счетчик 1 при появлении на его выходах кодов чисел, превышающих заданные пороги срабатывания компараторов блока 6, на выходах последнего, появляются нулевые уровни сигналов. При заполнении счетчика 1 счет блокируется ,сигналом с последнего выхода блока 6, воздействующего на элемент 2. После сброса счетчика 1 в исходное положение очередным сигналом f> или 1сЕ процесс счета повторяется. Длительности импульсов на выходах. блока 6

ЗЗ определяются частотой f> и порогами срабатывания компараторов. Регулирование с помощью регулятора напряжения частоты f> используется для регулирования длительностей импульсов управления и выходного напряжения инвертора. Выбором порогов срабатыМ. вания компараторов блока 6 устанав-; ливается соотношение между длитель45 ностями,его выходных сигналов, которое выбирается в соответствии .со ступенчатой модулирующей функцией, ко- торая, в частности, может бйть приближенной к синусоиде. Таким образом, на выходах блока 6 образуется ряд

50 последовательностей импульсов с совпа» дающими передними фронтами, но рав28 4 ной длительности. Переключение частоты следования импульсов регулируемой длительности с f íà kf(осуществляется с целью улучшения симметрий выходного напряжения инвертора при повышении частоты и производится по сигналу измерителя 4 в момент, когда

kf< примерно совпадает по величине с fHСформированные на выходах блока 6 последовательности импульсов подаются на одни входы элементов И 8, дру гие входы которых подключены в выходам распределителя 5. В результате на выходах элементов И 8 формируются ,пакеты импульсов разной длительности и с временными сдвигами, кратными д, .

Входы с первого по шестой элементов

ИЛИ 7 соединены соответственно с 1 по k /2, с k/6 по 2k/3, с k/3 по.

5k/6, с k/2 по k, с 2k/3 по k и с,1 по k/6, с 5k/6 по k и с 1 по4/3 группами элементов И 8, причем пер-, вые k /4 входа каждого элемента ИЛИ 7 соединены с выходом соответствующего по номеру элемента И 8 указанных групп„ а вторые М/4 входа соединены с 4 /4 по 1 выходами элементов И 8 указанным групп при изменении номера группы в указанном порядке.

Элементы ИЛИ 7 суммируют следую" щие один эа другим импульсы разной

I длительности и тем самым формируют модулированные выходные сигналы управ» ления ключами инвертора. На каждый элемент ИЛИ 7 для формирования сигнала управления подается k /2 пакетов импульсов, .причем в интервале

0-90 эл. град. длительность импуль сов в пакетах возрастает, а в.интервале 90-180 эл. град. снижается.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в упрощении устройства, повышении его надежности и исключении операций настройки при сохранении высокого качества выходного напряжения инвертора, широкого диапазона независимого регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения.

Устройство может быть выполнено на базе микро-ЭВИ.

1125728 и.7 х.2

1125728

ОЮык

К. fj

V &or

Составитель В. Миронов

Редактор И.Николайчук Техред С,Легеза Корректор И.Зрдейи

Заказ 8555/42 Тиржк 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

;. по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Увгород, ул. Проектная, 4 !