Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - получение плавной регулировки фазы выходного напряжения (ВН) и расширение диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды ВН при регулировании фазы. Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок управления 1, генератор 2 переменной частоты, реверсивный счетчик 3, блоки постоянного запоминания 4 и 5, ЦАП 6-9, сумматоры 10-16, управляемые источники 17 и 18 опорного напряжения, блоки коррекции (БК) 19 амплитуды и инверторы 20 и 21. Данное выполнение цифрового генератора позволяет ему работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты ВН при постоянной его амплитуде

регулирование амплитуды ВН при постоянной частоте

регулирование фазы ВН при постоянных частоте и амплитуде, при этом д.б. использован БК 19, и регулирование фазы и амплитуды ВН при постоянной частоте, при этом БК 19 отсутствует. Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота ВН за счет изменения напряжения на первом выходе блока управления. 1 з.п.флы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (И) (51) 5 Н 03 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4323!77/24-09 (22) О?.11.87 (46) 15„02.90. Бюл. М 6 (72) 10.Н. Стулов и Е.М. Манов (53) 621.374.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1019579, кл. Н 03 В 27/00, 25.03.82.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1288892, кл. Н 03 В 27/00, 17,12.84. (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ТРЕХФАЗНЫХ

СГНУСОИДАЛЬ?ЬЗХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — получение плавной регулировки фазы выходного напряжения (ВН) и расширение диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды ВН при регулировании фазы. Цифровой r-р трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок 1 управления, r-p 2 переменной частоты, реверсивный счетчик

3, блоки 4 и 5 постоянного запоминания, ЦАП 6-9, сумматоры 10-16, управляемые источники 17 и 18 опорного напряжения, блок 19 коррекции (ВК) амплитуды и ннверторы 20 и 21.

Данное выполнение цифрового г-ра позволяет ему работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты ВН при постоянной его амплитуде, регулирование амплитуды ВН при гостоянной частоте, регулирование фазы ВН при постоянных частоте и амплитуде, при этом д.б. использован

ВК 19; регулирование фазы и амплитуды

ВН при постоянной частоте, при этом

БК 19 отсутствует. Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота ВН за счет изменения напряжения на первом выходе блока 1 управления. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1543534

U sinu t; (1)

1 . ГЗ

t - — U sinut-—

2 2 П,„= U„cos ы, —

U sinu t — — U„cos ы t); (2) Гз

U = -(— U совы

Ь 2

1 A . Г

U = (U cos t U sinn t Ф U sinut + U„cosсоt). (3)

С х 2 х

Изобретение относится к электро гехнике, измерительной технике и мо-. жет быть использовано в системах управления электроприводов.

Цель изобретения — получение плавной регулировки фазы выходного напряжения и расширение диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды выходного напряжения при регулирова- 10 нии фазы.

11а фиг.1 приведена структурная электрическая схема цифрового т енератора трехфазных синусоидальных . сигналов; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок 1 управления, генератор 2 переменной частоты, реверсивный счетчик 3„ первый20 и второй блоки 4 и 5 постоянного запоминания (БПЗ), первый, третий,второй и четвертый цифроаналоговые преОбразователи (ЦАП) 6-9, первый,,пятый, второй, седьмой, четвертый,шес- 25 той и третий сумматоры 10-16, первый и второй управляемые 17 и 1.8 источники опорного напряжения, блок 19 коррекции амплитуды, а также первый и второй инверторы 20 и 21 °

Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов работает следующим образом.

На первом выходе блока 1 вырабатывается сигнал управления частотОй генератора 2, с выхода которого импульсы поступают на вход реверсивного счетчика 3. Сигнал управления направлением счета формируется на втором выходе блока 1 и поступает 40 на вход управления реверсивного счетчика 3, на третьем выходе блока

1 вырабатывается сигнал управления

Четвертый сумматор 14 вычисляет зна,.ение напряжения П фазы А в соответствии с формулой (1), шестой ! сумматор 15 — напряжения U Фазы С,. 55 третий сумматор 16 предразначен для получения напряжения третьей фазы В трехфазного синусоидального сигнала (фиг.2з), амплитудой выходного напряжения, на четвертом выходе блока 1 формируетсл сигнал управления фазой выходного напряжения. В первом и втором БПЗ 4 и 5 записаны значения синусоидального сигнала таким образом, что периодическое изменение цифрового кода на выходе реверсивного счетчика 3 приводит к изменению цифровых кодов на выходах первого и второго БПЗ 4 и 5 соответственно по косинусоидальному и синусоидальному законам с одинаковыми периодами (фиг.2ч) ° Изменение направления счета реверсивного счетчика 3 (сигнал "Реверс" ) приводит к изменению фазы сигналов на выходах первого и второго БПЗ 4 и

5 на 180 (момент времени t на фиг.2). На выходах первого, третьего, второго и четвертого ЦАП 6-9 сигналы имеют постоянную составляющую (фиг.2г, д), которая компенсируется в первом, пятом, втором и седьмом сумматорах

10-13 (фиг.2е,ж). Амплитуда постоянной составляющей на выходах первого и второго ЦАП 6 и 8 определяется выходным напряжением U первого управляемого источника 17 опорного напряжения, на выходах третьего и четвертого ЦАП 7 и 9 — выходным напряжением U* блока 19 или второго упь равляемого источника 18 опорного напряжения U, если блок 19 отсутст" вует. Таким образом, на выходах первого, пятого, второго и седьмого сумматоров 10-13 имеем соответственно сигналы U ñosû t, U совы t, U sin(dt и U sinыt, необходимые для формирования симметричной системы трехфазных синусоидальных сигналов

U ПЬ U в соответствии с формулами

Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов может работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты выходного напряжения при постоянной его амплитуде при этОм U „= const

U„= const; регулирование амплитуды выходного напряжения прн постоянной

1543534 6 блока 19 и О... +90 при его наличии,т.е. диапазон регулирования фазы увеличивается в два раза при изменении напряжений U è U в тех же пределах. При наличии блока 19 можно обеспечить плавное регулирование фазы выходного напряжения генератора и в более широком диапазоне, в том числе и О...+3&0 . Для этого необходимо дополнительно обеспечить соответствующее изменение полярности управляющих напряжений Цх и U при переходе результирующего вектора напряжения на плоскости XY из одного квадранта в другой. Сигналы управления фазой и амплитудой выходного напряжения генератора, поступающие с третьего и четвертого выходов блока 1 управления, 20 могут быть как в цифровой,так и в аналоговой формах, что требует соответе ствующей реализации первого и второго управляющих источников 17 и 18 напряжения.

25 Временные диаграммы работы генератора при скачкообразном изменении составляющей V„ от 0 до — U „, (третий режим работы генератора) показан на фиг.2 (интервал времени -t3).

Как видно из временных диаграмм, выходные напряжения фаз А,В,С получают о приращение фазы +90

U»

acct

1 г õ

Dq = arc tg — „

У r

arctg — =

arctg " = + 90 о частоте, при этом U „= var, U„

const регулирование фазы выходного напряжения при постоянных частоте и амплитуде, при этом U„

= var, Цу = const и в генераторе должен использоваться блок 19 коррекции амплитуды; регулирование фазы и амплитуды выходного напряжения при постоянной частоте, при этом

U„= var, Uy = const и в генераторе отсутствует блок 19.

Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота выходного напряжения за счет изменения напряжения на первом выходе блока 1 управления.

Блок 19 коррекции амплитуды предназначен дпя стабилизации амплитуды .выходного напряжения генератора при регулировании фазы. В этом режим работы напряжение на четвертом выходе блока 1 управления и, соответственно, выходное напряжение второго управляемого источника опорного напряжения 18 остается постоянными по амплитуде, т.е. U = const. Выходное

У напряжение U блока 19 коррекции амУ плитуды является функцией выходного напряжения U „пер вог о упр авля ем ог о источника 17 опорного напряжения, амплитуда и полярность которого определяют требуемый сдвиг фазы выходного напряжения генератора. Для того, чтобы амплитуда выходного напряжения генератора оставалась постоянной при регулировании фазы, необходимо, чтобы в блоке 19 производилось вычисление скорректированного значения напряжения U* в соответствии с выражением

М

coast) г — U В качесту x ве одного из вариантов практической реализации блока 19 могут быть использованы последовательно соединенные схемы вычисления разности квадратов и извлечения корня.

Наряду со стабилизацией амплитуды выходного напряжения генератора введение в генератор 50 блока,1 9 позволяет расширить диа-! пазон изменения фазы выходного напряжения. Например, при изменении напряжения U„ a диапазоне U„ = — максимальное значение напряжения диапазон регулирования фазы

y= arctg — составляет О...+45 беэ ох о

Таким образом, по сигналам с первого выхода блока 1 управления осуществляется изменение частоты, с второго выхода — изменение чередования фаз, с третьего выхода — изменение фазы, с четвертого выхода — изменение амплитуды трехфаэных синусоидальных сигналов.

Нирокие функциональные воэможности предлагаемого генератора позволяют применять его в качестве эталонного генератора как в системах управления вентильными преобразователями, использующих метод слежения за эталонным сигналом, так и в измерительной технике.

Формула и з обретения

1. Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов, содержащий

1543534 последовательно соединенные генератор переменной частоты, вход управления которого соединен с первым выходом блока управления, реверсивный счетчик, первый блок постоянного запоминания, первый цифроаналоговый преобразователь и первый сумматор, последовательно соединенные второй блок постоянного з поминания, вход которого соединен с 10 в ходом реверсивного счетчика, второй ц фроаналоговый преобразователь и второй сумматор, а также третий сумматор, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с взводом управления реверсивного счетчика и входом управления первого управляемого источника опорного напряжен я, выход которого соединен с входамй опорного напряжения первого и вто- о рого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами первого и второго ст мматоров, отличающийся т м, что, с целью получения плавной регулировки фазы выходного напряжения,25 вЭедены последовательно соединенные первый инвертор, вход которого соед нен с выходом второго сумматора,четвертый сумматор и второй инвертор, выход которого соединен с первым вхо- 3д д м третьего сумматора, последовательн соединенные третий цифроаналогов и преобразователь и пятый сумматор, в под которого соединен с первым вход м шестого сумматора и другим вход м четвертого сумматора, последоват льно соединенные четвертый цифроа алоговый преобразователь и седьмой сумматор, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора, а 4() также второй управляемый источник опорного напряжения, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора соединен с третьим входом шестого сумматора, выход первого инвертора соединен с четвертым входом шестого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора,выход первого блока постоянного запоминания соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выход второго блока постоянного запоминания соединен с входом четвертого цифроаналогового преобразователя, выход второго управляемого источника опорного напряжения соединен с входами опорного напряжения третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами пятого и седьмого сумматоров, а выходы второго инвертора и шестого сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами цифрового генератора трехфаз-, ных синусоидальных сигналов.

2. Генератор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды выходного напряжения при регулировании фазы,выход второго управляемого источника опорного напряжения соединен с входами опорного напряжения третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами пятого и седьмого сумматоров через введенный блок коррекции амплитуды, другой вход которого соединен с выходом первого управляемого источника опорного напряжения.

1543534

Составитель А. Мышакин

Редактор А. Огар Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Тираж 648

Подписное

Заказ 407

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101