Устройство для управления преобразователем частоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 5/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844957/07 (22) 05.04.90 (46) 30.01.93, Бюл, М 4 (71) Бишкекский политехнический институт (72) У.А.Матеев, А.А.Каримбаев и В.И,Каны-. гин (56) Авторское свидетельство СССР

М 813653, кл. Н 02 M 7/42, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 783940, кл. Н 02 М 7/42, 1979.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электропроводу и автоматизации промышленных и бытовых установок.

Известно устройство для управления электродвига гелем переменного тока, содержащее управляемый преобразователь частоты, предназначенный для подключения к электродвигателю переменного тока, формирователь импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам преобразователя частоты, а входы — к цифровому генератору пилы, распределитель импульсов и цифровой формирователь гармонических сигналов. Формирование сигнала управления преобразователем осуществляется путем сравнения значения на выходе цифрового формирователя гармонических сигналов со значением сигнала на выходе цифрового генератора пилы, Наиболее существенными недостатками этого устройства является сложность конструкции и недостаточно высокая точность получения синусоидального напряжения на выходе преобразователя частоты.

Из известных наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной!

Ж 1791934 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕММ ЧАСТОТЫ (57) Устройство для управления преобразователем частоты содержит управляемый низкочастотный генератор, управляемый высокочастотный генератор, счетчики ПЗУ, распределитель импульсов управления, блок задержки, инвертор, блок синхронизации. 1 ил. модуляцией, содержащий электродвигатель, подключенный к преобразователю, управляющие входы которого соединены с выходами блока модуляции, распределитель импульсов, задаюший генератор, делитель частоты, двоичный счетчик, реверсивный счетчик, преобразователь кода в длительность импульсов, содержащий вспомогательный генератор, ключ, управляемый и неуправляемый делители частоты, триггер с прямым и инверсным выходами.

Наиболее существенными недостатками этого устройства являются недостаточно высокая точность получения синусоидального напряжения на выходе преобразователя, отсутствие возможности независимого и согласованного регулирования выходного напряжения и частоты преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности получения синусоидального напряжения,на выходе преобразователя частоты и расширения функциональных возможностей устройства за счет введения возможности независимого и согласованного регулирования выходной частоты и напряженияя преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в систему управления, содержащую первы . генератор, первый счетчик, распредели тель

1791934

10 импульсов, второй генератор, инвертор, двигатель, введены постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), блок синхронизации блок задержки, блок согласования частот первого и второго генераторов, при этом выход первого генератора соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с адресными входами ПЗУ, выход ПЗУ соединен с входами данных второго счетчика. Выход второго счетчика соединен с вторыМ входом блока задержки, первый вход которого" соединен с выходом второго генератора, Выход блока задержки через инвертор соединен с вычитающим входом второго счетчика, а также введен блок синхронизации, вход которого соединен с выходом первого генератора, а выход соединен с входом разрешения записи второго счетчика, Введен блок согласования частот генераторов для обеспечения определенного закона управления, например, U/f=const, выход которого соединен с выходом первого генератора, а выход соединен с управляющим входом второго генератора.

В ПЗУ записана последовательность кодов длительностей импульсов ШИМ, соответствующая периоду синусоидального сигнала на двигателе для средней частоты в регулируемом диапазоне, Под средней частотой поднимается арифметическое средfmax + fmln нее ч с о 2 " . В этом случае максимальная погрешность восстановления модулирующего синусоидального сигнала будет при fm»< и fmmin модуляции.

Величина этой погрешности определяется емкостью ПЗУ, таким образом, поставленная цель повышения точности достигается увеличением объема ПЗУ. При достаточно большой емкости ПЗУ погрешность стремится к нулю. Наличие двух генераторов позволяет осуществлять независимое уп. равление частотой и напряжением преобразователя частоты, а наличие блока согласования позволяет реализовать любую зависимость при частотном управлении.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства;

Устройство содержит управляемый низкочастотный генератор 1 и управляемый высокочастотный генератор 2, блок согласования 3, счетчик 4, управляющий считыванием информации из ПЗУ 5, счетчик

6, формирующий последовательность импульсов ШИМ, распределитель импульсов управления 7, блок задержки 8, инвертор 9, блок синхронизации 10. (ПЗУ запрограммировано в соответствии с таблицей).

Устройство работает следующим образом. Тактовые импульсы с генератора 1 низкой частоты поступают на вход счетчика 4, который последовательно проходит по всем своим состояниям, формируя на своих выходах последовательность двоичных кодов, которая поступает на шину адреса ПЗУ 5, В

ПЗУ 5 записан двоичный код, соответствующий длительности включенного состояния силовых ключей преобразователя. В таблице приведены выходные коды ПЗУ 5 в зависимости от состояния счетчика адресов 4;

Полупериод выходного напряжения преобразователя частоты разбит на восемь периодов, в течение которых силовые ключи один раз включены и один раз выключены.

Старший бит несет информацию о фазе выходного напряжения. Информация с выхода

ПЗУ 5 поступает на вход данных счетчика 6.

Одновременно с выхода блока синхронизации 10 на вход записи счетчика 6 поступает сигнал разрешения записи, На выходе счетчика 6 устанавливается высокий уровень, который поступает на вход распределителя импульсов 7, а также поступает на второй вход блока задержки 8, который разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора высокой частоты 2 через инвертор 9 на счетный вход счетчика 6. После окончания счета на выходе счетчика 6 установится низкий уровень, который поступает на второй вход блока задержки 8 и блок задержки запрещает прохождение импульсов от генератора высокой частоты 2. Низкий уровень на выходе счетчика 6 сохранится до прихода нового слова из ПЗУ

5, после чего процесс повторится. Последовательность импульсов с выхода счетчика 6 поступает на распределитель импульсов управления 7 (РИУ), который распределяет импульсы на входы силовых ключей преобразователя частоты. На РИУ 7 также поступает сигнал на ПЗУ 5 со старшего бита данных, который несет информацию о фазе выходного напряжения, по которому РИУ 7 производит инвертирование выходных сигналов. Таким образом, на выходе РИУ 7 имеются две последовательности импульсов управления преобразователем частоты с

ШИМ, частота на выходе которого равна г тпч=—

К

ГДЕ бг1 — ЧаСтОта ГЕНЕРатОРа НИЗКОЙ ЧаСтстЫ;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, характеризующий число разбиений периода синусоидальной волны.

Управляя частотой генератора 2. можно менять скорость счета счетчика 6 и таким

1791934 блок синхронизации, блок задержки, блок согласования частот генераторов с обеспечением заданного закона управления, при этом выход управляемого низкочастотного

5 генератора соединен со счетным входом. дополнительного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами ПЗУ, выходы младших разрядов ПЗУ соединены с входами данных счетчика, выход которого

10 соединен с размещающим входом блока задержки, информационный вход которого соединен с выходом управляемого высокочастотного генератора, выход блока задержки соединен с вычитающим входом

15 счетчика, вход блока синхронизации соединен с выходом управляемого низкочастотного генератора, выход соединен с входом разрешения записи счетчика, вход блока согласования частот генераторов с обеспече20 нием заданного закона управления соединен с выходом управляемого низкочастотного генератора, выход соединен с управляющим входом управляемого высокочастотного генератора, выход счет25 чика соединен с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда ПЗУ, образом, действующее напряжение на выходе преобразователя частоты, Блок согласования служит для обеспечения согласованного управления каналами напряжения и частоты.

Использование предлагаемого устройства позволяет управлять преобразователем частоты при помощи простой схемы, используя ПЗУ малой емкости, осуществлять как зависимое, так и независимое управление частотой и напряжением на выходе преобразователя частоты, изменяя частоты генераторов, Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты, содержащее управляемый низкочастотный генератор, управляемый высокочастотный генератор, счетчик, распределитель импульсов управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования синусоидального напряжения на выходе преобразователя частоты и расширения функциональных возможностей устройства, введены дополнительный счетчик, постоянное запоминающее. устройство (ПЗУ), запрограммированное в соответствии с табл. 1 описания, Выхо ы

Вхо ы

Младший

Старший

Разряы

Младший

Старший разряды

АЗ

О

О

О

О

О

О

О

О

3.

1

1

1

А2

О

О

О

О

1

О

О

О

О

1 .1

А1

О

О

1

О

О

О

О

О

О

АО

О

О

О

1

1

О

О

О

Дб

1

1

1

О

О

О

О

О

О

О.

Д5

О

1

1

О

О

О

О

О

О

О

Д4

0

1

1

О

О

О

О

О

Дз

О

1

1

1

1

1

1

О

Д2

О

1 t

О

О

1

О

О

Д1

О

О

1

О

О

О

ДО

О

1

О

1

О

1

1

О

1791934

Составитель G. Парфенова

Техред M.Моргентал Корректор С. Патрушева

Редактор,Заказ 158 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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