Устройство для управления инвертором напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотнорегулируемом электроприводе. Цель изобретения -увеличение быстродействия. Это достигается за счет устранения фильтра на выходе измерительного преобразователя. Устройство для управления инвертором напряжения содержит блок управления 1. компаратор 2, Д-триггер 3, генератор тактовых импульсов стабильной частоты 4. В устройство введены инвертор 18, Т-триггер 19 и усилитель переменного тока 20, причем вход инвертора подключен к выходу генератора тактовых импульсов стабильной частоты 4, а выход - к входу Т-триггера 19, выход которого подключен к входу усилителя переменного тока 20, выход которого подключен к входам опорных сигналов модулятора 15 и демодулятора 17 блока обратной связи 13.2 ил. (л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4

С)

С

Фиг/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788179/07 (22) 05.02.90 (46) 23.12.91,Бюл. М 47 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) Е.П.Поспелов, А.Н.Пискарев, В,А.Синицын и В.С.Томасов (53) 621.316.727 (088.8) (56) Бродовский В.Н. Приводы с частотнотоковым управлением. — M.; Энергия, 1974, с. 82-84.

Авторский свидетельство СССР

М 1403301, кл. Н 02 M 7/48, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТ0Р0М НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно,.„, Я „„1700721 А1 регулируемом электроприводе. Цель изо- . бретения — увеличение быстродействия. Это достигается за счет устранения фильтра на выходе измерительного преобразователя.

Устройство для управления инвертором напряжения содержит блок управления 1, компаратор 2, Д-триггер 3, генератор тактовых импульсов стабильной частоты 4. В устройство введены инвертор 18, Т-триггер 19 и усилитель переменного тока 20, причем вход инвертора подключен к выходу генератора тактовых импульсов стабильной частоты 4, а выход — к входу Т-триггера 19, выход которого подключен к входуусилителя переменного тока 20, выход которого подключен к входам опорных сигналов модулятора t5 и демодулятора 17 блока обратной связи 13. 2 ил.

1700721

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотнорегулируемого электропривода, а также в источниках электрической энергии с высоким качеством выходного тока.

Целью изобретения является увеличение быстродействия регулирования.

На фиг, 1 изображена функциональная схема управления мостовым инверторам напряжения; на фиг. 2 — эпюры напряжений на основных элементах схемы управления.

Устройство для управления инвертарам напряжения содержит блок 1 управления, кампаратор 2, 0-триггер 3, генератор 4 тактовых импульсов стабильной частоты, однофазный мостовой инвертор 5 напряжения, выполненный на ключах 6-9, нагрузку 10, датчик 11 така нагрузки. источник 12 питания, блок 13 обратной связи, содержащий последовательно соединенные блок 14 гальванической развязки, модулятор 15, первый усилитель 16 переменного тока, демодулятор 17, а также инвертор 18, Т-триггер 19, второй усилитель 20 переменнага

Один из входов кампаратора 2 подключен к выходу блока 1 управления. Выход компаратара 2 подключен к информационному входу 9-триггера 3, стробирующий вход которого подключен к выходу генератора 4 тактовых импульсов стабильной частоты. Инвертирующий выход О-триггера 3 подключен к управляющим входам ключей

6 и 8, а инвертирующий выход — к управляющим входам ключей 7 и 9. Вход инвертара

18 подключен к выходу генератора 4 тактовых импульсов стабильной частоты, а выход — к входу Т-триггера 19, выход которого подключен к входу усилителя 20, выход которого подключен к входам опорных сигналов измерительного преобразователя 13, выход которого подключен к другому входу кампаратара 2.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход компаратора 2 подается сигнал с выхода измерительного преобразователя 13, а на второй его вход — сигнал

21 задания. определяющий амплитуду и частоту тоха в нагрузке 10 инвертора 5. На выходе компаратора 2 появляется сигнал логической "1", если Ычв-1 > О и — сигнал логического "О", если Al<0,Зтат цифровой сигнал поступает на вход 0-триггера 3, имеющий, кроме того, счетный вход, прямой и инверсный выходы. Триггер 3 изменяет свое состояние в соответствии с входным сигналом только в моменты прихода на его счетный вход тактовых импульсов 23 (по положительнаму их фронту), следующих с частотой 4. Если Ь > О, то на выходе компаратора 2 сигнал "1", и на прямом выходе

О-триггера 3 в момент прихода тактового

5 импульса 23 появляется сигнал "1", а на инверсном "0". Через цепи управления ключами инвертора эти сигналы включают ключи 7 и 9 и выключают ключи 6 и 8 инвертора.

Ток нагрузки под действием приложен10 ного отрицательного напряжения уменьшается и при достижении величины сигнала с датчика тока сигнала задания становится

Ы <1. Выходной сигнал компаратора 2 становится "О", и в момент прихода тактового

15 импульса на счетный вход триггера 3 на его прямом выходе появляется сигнал "0", а на инверсном "1". Эти сигналы через цепи управления ключами включают ключи 6 и 8 и выключают ключи 7 и 9. Ток 4 в нагрузке 10

20 начинает расти пад действием положительного напряжения. Далее процессы повторяются, и так нагрузки 4 пульсирует с частотой равной или кратной тактовой около тока задания Ia

25 Ток нагрузки 4 протекает через датчик

11, в блоке 14 гальванической развязки преобразуется в сигнал, пропорциональный IH, и затем подается на модулятор 15, где модулируется прямоугольными двухполярными

30 импульсами частотой 0,5, поступающими с усилителя 20 переменного тока. Выходной сигнал модулятора и и+05 мод-I 4k О 5 0.5

35 и+05 и+1 комод IH k) где п=0,1 .„;

k> — общий коэффициент передачи датчика 11, блок 14 гальванической развязки и

40 собственно модулятора 15.

Далее выходной сигнал модулятора усиливается усилителем 16 с коэффициентом усиления k2 и демадулируется демодуляторам 17 с коэффициентом передачи Мз. Оги45 бающая выходного сигнала 22 демодулятора 17

ut=k iH, где k=k1k2 з.

Тогда сигнал задания, подаваемый на

50 вход компаратора 2

I3-k 4, sInmt, где Ь, в- соответственно заданные амплитуда и круговая частота тока нагрузки.

Прямоугольный однополярный сигнал

55 23 тактовой частоты f подается на счетный вход 0-триггера 3. Этот сигнал ин вертируется схемой НЕ и полученный сигнал 24 поступает на Т-триггер 19. Выходной сигнал

Т-триггера 25 представляет собой однопо1700721 лярные импульсы, следующие с частотой

0,5, Усилитель 20 отсекает постоянную составляющую этого сигнала и усиливает его, Выходной сигнал усилителя в виде последовательности двухполярных импульсов 26 с частотой 0,5 подается на модулятор 15 и демодулятор 17 измерительного преобразователя 13. Таким образом, положител ьн ые фронты импульсов 26 опорной частоты сдвинуты относительно передних фронтов импульсов 23 тактовой частоты на величину

0,5/fo. Это приводит к тому, что срабатывание 0-триггера 3 (и, соответственно, переключение ключей инвертора 6, 8 и 7, 9) возможно лишь в моменты времени, приходящиеся на середины полупериодов импульсов 26 опорной частоты.

Сигнал 22 с выхода демодулятора состоит из импульсов с частотой несущей и содержит, кроме того, высокочастотные составляющие, обусловленные коммутационными процессами в ключевых элементах модулятора и демодулятора, Поэтому в моменты времени, определяемые передними или задними фронтами импульсов 26 опорной частоты, возможны ложные срабатывания компаратора 2. Однако они не влияют на работу инвертора, так как сигнал с выхода компаратора 2, несущий информацию о знаке сигнала рассогласования и вызывающий соответствующее переключение ключей инвертора, считывается с компаратора

2 лишь в моменты времени, задаваемые передними фронтами тактовых импульсов 23, которые расположены во времени посередине полупериодов импульсов 26 опорной частоты. Следовательно, в эти моменты времени сравниваемый с сигналом задания 1 сигнал 22 с демодулятора свободен ат переходных коммутационных составляющих (полагают, что длительность переходных коммутационных процессов много меньше периода следования импульсов опорной частоты). При этом допущении коммутационные процессы в силовых ключах инвертора также не влияют на правильность функционирования схемы управления, так как операция сравнения сигналов задания и

5 обратной связи предшествует коммутации силовых ключей.

Такое построение устройства управления инвертором исключает необходимость использования, фильтра на выход демодуля10 тора для подавления опорной частоты и высокочастотных составляющих переходных процессов, что повышает быстродействие контура регулирования тока нагрузки.

Формула изобретения

15 Устройство для управления инвертором напряжения, содержащее компаратор, подключенный одним из входов к выходу блока управления, другой вход компаратора подключен к выходу блока обратной связи, вход

20 которого подключен к выходу датчика тока нагрузки; выход компаратора подключен к информационному входу O-триггера, стробирующий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов

25 стабильной частоты, выходы 0-триггера предназначены для подключения к управляющим входам ключей моста инвертора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в устройство введены

30 инвертор, Т-триггер, усилитель переменного тока, блок обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных блока гальванической развязки, вход которого использован как вход блока обратной связи, 35 модулятора, усилителя переменного тока и демодулятора, выход которого использован как выход блока обратной связи, причем вход инвертора подключен к выходу генератора тактовых импульсов стабильной час40 тоты, выход через Т-триггер к входу усилителя переменного тока, выход которого подключен к входам опорных сигналов модулятора и демодулятора блока обратной связи.

1700721

Составитель O.Ïaðôeíoâà

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор M. Áëà Hàð

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

Заказ 4476 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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