Устройство для формирования @ -фазной системы напряжений

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 напряжение - частота, счетчик 2 и дешифратор 3. Выходы реверсивных счетчиков 4, 5 соединены с цифрофункциональным генератором 6, выходы которого соединены с блоком 7 сумматоров . За счет введения в состав цифрофункционального генератора 6, делителя 11 напряжения и четырех формирователей 13 в виде цифроаналоговых преобразователей обеспечивается строго симметричная система напряжений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1403271

А1 ц11 4 Н 02 М 1/08 Q"

)3 Х

Й

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3976698/24-07; 3959425/24-07 (22) 20.08.85 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (72) Ю. В. Глушаков (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 546068, кл. Н 02 М 1/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1358052, кл. Н 01 М 1/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ М-ФАЗНОЙ СИСТЕМЫ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 напряжение — частота, счетчик 2 и дешифратор 3.

Выходы реверсивных счетчиков 4, 5 соединены с цифрофункциональным генератором 6, выходы которого соединены с блоком 7 сумматоров. 3а счет введения в состав цифрофункционального генератора 6, делителя 11 напряжения и четырех формирователей 13 в виде цифроаналоговых преобразователей обеспечивается строго симметричная система напряжений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.!

403271

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления полупроводниковыми преобразователями, и может быть использовано в системах электропитания или электроавтоматике для преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное, в полупроводниковых преобразователях частоты для многофазного асинхронного электропривода.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем формирования симметричной m-фазной системы напряжений.

На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, варианты исполнения; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства для формирования шестифазной системы напряжений (m=6, п=4) .

Устройство для формирования m-фазной системы напряжений (фиг. 1, 2) содержит преобразователь напряжение — частота

: (ПНЧ) 1, первый счетчик 2, первый дешифратор 3, соединенные последовательно. . Выходы первого дешифратора 3, число которых равно двум, соединены с входами первого реверсивного счетчика 4 и входами второго реверсивного счетчика 5. Выходы первого реверсивного счетчика 4 соединены с первыми кодовыми входами (Ki) цифрофункционального генератора (ЦФГ) 6. Выходы второго реверсивного счетчика 5 соединены с вторым кодовым входом (K )

ЦФГ 6. Выходы ЦФГ 6 соединены с одно.именными входами блока 7 сумматоров, вы;ходы которого с помощью ключей 8 соеди:нены с суммирующими точками фаз А...Z.

Управляющие цепи ключей 8 соединены с выходами второго дешифратора 9, который входами через второй счетчик 10 связан с выходом первого счетчика 2. ЦФГ 6 содержит делитель напряжения (ДН) 11, выполненный на резисторах 12, имеющий первый, второй входы напряжения и выход, четыре формирователя 13 в виде цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), каждый из которых имеет первый, второй входы напряжения, кодовый вход и выход. Кодовые входы ЦАП и ЦАП соединены с первыми кодовым входом К ЦФГ 6. Кодовые входы ЦАП, ЦАП, ЦАП соединены с вторым кодовым входом К,ЦФГ 6. Первые входы напряжения LIAHj ЦАП>, LIAHs соединены с первым входом напряжения ДН

11 и ЦФГ 6. Первые входы напряжения

ЦАПз, ЦАП. и второй вход напряжения

ЦАП; соединены с вторым входом напряжения ДН 11 и ЦФГ 6. Первый вход напряжения ДН 11, выходы ЦАП,, ЦАП, второй вход напряжения ДН 11, входы ЦАП;ь

ЦАП, ЦАПь соответственно являются первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым выходами ЦФГ 6, которые соединены с одноименными входами блока 7 сумматоров (БС).

БС 7 напряжения (фиг. 1) выполнен на m двухвходовых сумматорах 14 напряжения. Первые входы сумматоров напряжения, имеющих номера от 1 до m/2 и от

m/2+! до m соответственно, соединены с первым и четвертым входами БС 7. Вторые входы сумматоров напряжения, имеющие нечетный номер от 1 до m/2 и от m/2+1 до m соответственно соединены с вторым и шестым входами БС 7. Вторые входы сум1О маторов напряжения, имеющие четный номер от 1 до m/2 и от m/2+2 до m соответственно, соединены с третьим и пятым входами

БС 7. Сумматоры 14 напряжения выполнены с коэффициентами передачи по первому и второму входу, определяемыми выражениями: для сумматоров напряжения, имеющих номер 1 и 1+гп/2:

К = з!и л/m;

2п — 2 и+

К = sm л/m

n+I для сумматоров напряжения, имеющих номер от 2 до m/2 соответственно и íà m/2 больше:

К,= 2Ып — 1)л

К (sinj — — sin ), 2п — 2 .. л (— 1)л и Гп m где 2(j(m/2;j — номер сумматора напряния;

m — число формируемых фаз; п — число ступеней напряжения на участке; л = 3,14...

40 БС напряжения 7 (фиг. 2) выполнен на двух входовых сумматорах 14 напряжения.

Первые и вторые входы сумматоров напряжения, имеющие номера 1 и 1+гп/2, соединены с седьмым входом БС 7. Первые входы сумматоров напряжения, имеющих номер от 2 до m/2 и от 2+m/2 до m, соединены соответственно с первым и четвертым входами БС 7. Вторые входы сумматоров напряжения !4, имеющих четный номер от

2 до m/2 — 1 и от номера m/2+3 до m, соединены соответственно с вторым и шестым входами БС 7. Вторые входы сум маторов напряжения 14, имеющих нечетный номер от

3 до m/2 и от m/2+2 до m — 1, соединены соответственно с третьим и пятым входами БС 7.

55 Сумматоры 14 напряжения выполнены с коэффициентами передачи по первому и второму входам, определяемыми выражением для сумматоров напряжения номер 1;

1403271

К, = — 2(sin > )"

К = 2sin (— 1)л

К = 2sin (j — 2) л

Ki= О, К2= 2(sin —, )

gi n — 1

2m п для сумматоров напряжения 1+гп/2, К, =0; для сумматоров напряжения, имеющих четные номера от 2 до m/2 — 1 и соответственно

m/2+1 большие: кп= 2 (sin - -г г—" — sin г — — "! (+1)л . (j — 1)л n — 1 для сумматоров напряжения, имеющих нечетные номера от 3 до m/2 и соответственно на m/2 — 1 большие:

К = 2 tsin —" — sin " )

)л . (j — 2)л „<

2m 2 И где 2(j(m/2, j — номер сумматора напряжения;

m — число формируемых фаз; п — число ступеней напряжения на участке л/m; л = 3,14...

Устройство работает следующим образом.

ПНЧ 1 преобразует напряжение Ul в регулярную последовательность импульсов с частотой, пропорциональной сигналу задания UI. и равной

f= 2m п (.к, где m — число формируемых фаз; п — число ступеней напряжения для аппроксимации синусоиды на участке л/m;

Ь. — частота выходного напряжения.

С выхода ПНЧ 1 импульсы поступают на вход первого счетчика 2, число состояний которого равно п. С выхода первого счетчика 2 сигнал через первый дешифратор 3 (фиг. 3) поступает на входы первого

4 и второго 5 реверсивных счетчиков, которые вырабатывают коды, необходимые для формирования отдельных участков синусоиды. Сформированные счетчиками 4, 5 коды поступают соответственно на первый К и второй К кодовые входы ЦФГ 6. На первый

aI и второй а входы напряжения ЦФГ 6 поступает напряжение UM, которое задает величину выходного напряжения, на выходах

ЦФГ 6 имеем относительно общей точки устройства: выход 15 — постоянное напряжение

UM амплитудой

55 выходы 16, 17 квазитреугольные напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности; выходы 18, 19 — квазитреугольные напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности, сдвинутые на фазовый угол л/m по отношению к напряжениям на выходах 16, 17; выход 20 — двухполярное квазитреугольное напряжение, совпадающее по фазе с напряжениями на выходах 18, 19; выход 21 — постоянное отрицательное напряжение.

Полученные сигналы с выходов ЦФГ 6 поступают на одноименные входы блока сумматоров БС 7. При этом на одном из входов каждого из сумматоров напряжения 14 поступает постоянное напряжение, а на другой квазитреугольное.

Каждый из сумматоров 14 напряжения (фиг. 1) от номера 1 до m/2 вырабатывает свой участок диапазона напряжения

cHHусоидbI oT + UM sIn л до (а — 1)

+ UMsin — ", где а — номер диапазона напря ал

nl жения, общее число которых m/2; аппроксимированной синусоиды длительностью

2 — и с частотой mf.. . Сумматоры напряжеm ния от номера m/2+1 до m вырабатывают участки диапазонов напряжения от (а — 1) 2л — U sin л до — U sin . Таким об и 731 разом, для формирования положительны.; и отрицательных значений напряжений каждой фазы используются одни и те же сумматоры напряжения, что позволяет получить симметричную систему напряжения с чи лом фаз m 2 ""(256, а также симметричньц системы напряжений с нечетным числом фаз.

Блок сумматоров напряжения (фиг. 2) формирует участки аппроксимируемой синусоиды, необходимые для формирования двух невзаимосвязанных систем напряжения с нечетным числом фаз, сдвинутых относительно друг друга на фазовый угол —, где m—

Vi нечетное число. Поэтому эти две системы образуют в целом систему напряжений с четным числом фаз. Сумматоры напряжения от номера 1 до 1+ вырабатывают двухполярное квазитреугольное напряжение, сдвинутое относительно друг друга на фазовый угол —,, где ITI — нечетное число. Суммато% ры напряжения от номера 2 до — и от номеЯ г. ра 2+ до гп разбиты на две группы, имеющие четный и нечетный номер. Г1ри этом сумматоры напряжения, имеющие четный номер, используются для формирования одной системы с нечетным числом фаз, 1403271

Состояние, ¹

2... n-1 и

Счетчик, ¹ и+1... 2n-1 2п 2n+1 — О... п-2 n — 1

n — 1

Сч 1

n — 1.... 1 О п-2 и-1

Счр 1

О... n-2 и-1 п-1 и — 2...

Счр 2 и-1

П р и м е ч а н и е; n — число ст гпеней напряжений на участке Ч/m.

Формула изобретения а другой, сдвинутой относительно первой системы на фазовый угол, используются сумматоры с нечетным номером.

Рассмотрим формирование одной из систем с нечетным числом фаз, например с использованием сумматоров напряжения, имеющих четный номер. Первая группа сумматоров в диапазоне номеров от 2 до - фор?N мирует напряжение в диапазонах от

2а — 3 2а — 1

+UMs1è (),ч Ддо +U„S1n ().л Дгде

21И 2 ти а — номер диапазона (сумматора напряжения в группе), общее число которых в положительной области значений равно — — где m — нечетное число. Другая группа в диапазоне номеров от 2+ — до m

tVt

Использование предлагаемого устройства для формирования m-фазной системы напряжений позволяет получать строго симметричные системы напряжений с числом фаз гп=А2 - (256. Это достигается введе- З5 нием в состав ЦФГ делителя напряжения и выполнением ЦФГ на четырех формирователях в виде ЦАП. Так как для формирования положительной полуволны синусоиды используется один и тот же элемент, что 40 характерно и для формирования отрицательных полуволн синусоиды, то полученная система напряжений является строго симметричной как в общем, так и в частности, т.е. при рассмотрении ее, как совокупности К m-фазных систем с нечетным чис- 45 лом фаз.

3а счет выполнения ЦФГ на пяти формирователях с соответствующими коэффициентами передачи сумматоров напряжения обеспечивается сокращение числа ключевых элементов. В результате этого для формирования m-фазной системы напряжений с нечетным числом фаз используют m ключей (фиг. 2), а не 2m (фиг. 1), где m — нечетное число.

1. Устройство для формирования m-фазной системы напряжений, содержащее преформирует участки синусоиды в тех же диапазонах, но отрицательной полярности.

Сигналы с выходов БС 7 поступают к суммирующим точкам фаз А...Z через соответствующие ключи 10 в заданной последовательности, которая обеспечивается порядком подачи управляющих сигналов с выходов второго дешифратора 11, причем заданная последовательность обеспечивается при помощи второго счетчика 12, имеющего m состояний и состояние которого определяется последовательностью импульсов, поступающих с выхода первого счетчика 2. Перед началом работы счетчики 2, 4, 5, 12 необходимо установить в начальное состояние согласно таблице: образователь напряжение — частота, первый счетчик, первый дешифратор, соединенные последовательно, второй дешифратор, входы которого связаны через второй счетчик с выходом первого счетчика, выходы— с управляющими цепями ключей, цифрофункциональный генератор двухфазного квазитреугольного напряжения, выполненный на формирователях в виде цифроаналоговых преобразователей, каждый из которых имеет первый и второй входы напряжения и кодовый вход, цифрофункциональный генератор имеет первый и второй кодовые входы, первый и второй входы напряжения, первый и второй реверсивные счетчики, входы которых соединены с выходами первого дешифратора, а выходы — соответственно с первым и вторым кодовыми входами цифрофункционального генератора, блок сумматоров напряжения, входы которого соединены с входами цифрофункционального генератора, а выходы — через ключи с суммирук)щими точками фаз, отличаюигееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностеи путем формирования симметричной m-фазной системы напряжений, цифрофункциональный генератор дополнительно снабжен делителем напряжения на две равные части, имеющим первый и второй входы напряжения, и выполнен нЙ четырех формирователях, при

1403271 этом кодовые входы первого, третьего и второго, четвертого формирователей соединены соответственно с первым и вторым кодовыми входами цифрофункционального генератора, первый вход делителя напряжения соединен с первым входом напряжения цифрофункционального генератора и первыми входами напряжения первого, второго формирователей, второй вход делителя напряжения соединен с вторым входом напряжения цифрофункционального генератора и с первыми входами напряжения третьего, четвертого формирователей. выход делителя напряжения через общую точку устройства связан с вторыми входами формирователей, причем первый и второй входы напряжения делителя напряжения и выходы формирователей являются входами цифрофункционального генератора.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции за счет уменьшения числа клю евых элементов, цифрофункциональный генератор снабжен пятым формирователем, при этом кодовый вход пятого формирователя соединен с вторым кодовым входом цифрофункционального генератора, первый и второй входы напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами напряжения делителя напряжения, и его выход является одним из выходов цифрофункционального генератора.

140327t

Составитель В. Бунаков

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 2879/51 Тир аж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4