Датчик тока нагрузки мостового инвертора

 

Использование: изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в электроприводах с частотнотоковым управлением. Сущность изобретения: датчик тока нагрузки мостового инвертора содержит шунты 1 и 2, нагрузку 3, мостовой инвертор 4, вычитающий усилитель 5 -выход которого является выходом устройства, блок 6 согласования, в состав которого входят четыре ограничительных резистора 7-10. диоды 11-14, источник 15 опорного напряжения, в состав мостового инвертора входят управляемые ключи 16-19, диоды 20-23, в состав вычитающего усилителя входит операционный усилитель 24, резисторы 25-30, логический элемент 31 И/1И-НЕ, управляемый ключ 32. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЦДРА в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4890404/21 (22) 10,12.90 (46) 23.04.93. Бюл. N 15 (71) Научно-производственное объединение

"Ротор" (72) А.Г.Лукашенко и М;ИЯрославцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1698803, кл. G 01 R 19/00, 1989.. (54) ДАТЧИК ТОКА НАГРУЗКИ МОСТОВОГО

ИНВЕРТОРА (57) Использование: изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в электроприводах с частотнотоковым управлением. Сущность

„„Я „„1810833 А1 изобретения: датчик тока нагрузки мостового инвертора содержит шунты 1 и 2, нагрузку 3, мостовой инвертор 4, вычитающий усилитель 5, выход которого является выходом устройства, блок 6, согласования, в состав которого .входят четыре ограничительных резистора 7-10, диоды

11-14, источник 15 опорного напряжения, в состав мостового инвертора входят управ-, ляемые ключи 16-19, диоды. 20-23, в состав вычитающего усилителя входит операцион- . ный усилитель 24, резисторы 25-30; логический элемент 31 ИЛИ-НЕ, управляемый ключ 32. 1 ил.

1810833

20

40

55

° Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводах с частотно-токовым управлением для измерения тока нагрузки мостового инвертора при симметричном и несимметричном законах коммутации. клю. чей мостового инвертора.

Цель изобретения — расширение области применения путем обеспечения возможности измерения тока нагрузки как при симметричном, так и при несимметричном законах коммутации ключей мостового инвертора.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Датчик тока нагрузки содержит шунты 1 и 2, нагрузку 3, мостовой инвертор 4, вычитающий усилитель 5, выход которого является выходом датчика тока, а четыре входа вычитающего усилителя 5 соединены с четырьмя соответствующими выходами блока

6 согласования, первый вход которого соединен с первыми выводами шунта 1 и диагонали мостового инвертора 4, второй вывод диагонали которого соединен с первым выводом шунта 2 и четвертым входам блока 6 согласования, вторые выводы шун.тов 1 и соединены с выводами нагрузки 3 и вторым и третьим входами блока 6 согласования.

Блок 6 согласования содержит ограничительные резисторы 7-10, первые выводы . которых являются первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 6 согласования, вторые выводы ограничительных резисторов 7 — 10 являются соответствующими выходами блока согласования и соединены с анодами диодов t1-14, катоды которых объединены и соединены с первым выводом источника 15 опорного напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной.

Первый вывод мостового инвертора 4 соединен с клеммой источника питания (на чертеже не показан), второй вывод мостово. го инвертора состоит из ключей i6-19 и диодов 20-23. Первые выводы ключей 16 и

18 соединены с анодами диодов 20 и 23 и . являются первым выводом мостового инвертора, вторым выводом которого являют ся первые выводы ключей 16 и 17 соединены с анодом и катодом диодов 20 и 21 соответственно и являются первым выводом диагонали, второй вывод который соединен с катодом и анодом диодов 22 и 23 и вторыми выводами ключей 18 и 19.

В ычитающий усилитель 5 содержит операционный усилитель 24, выход которого является выходом усилителя 5 и через резистор 25 соединен с первыми выводами резисторов 26, 27 и инвертирующим входом операционного усилителя 24, неинвертирующий вход которого соединен с первыми выводами резисторов 28-39, второй вывод последнего соединен с общей шиной, вторые выводы резисторов 26-29 являются соответствующими входами вычитающего усилителя 5.

Дополнительно в датчик тока входят двухвходовый логический элемент 31 и управляемый ключ 32, первый и второй входы логического элемента 31 соединены с соответствующими выводами диагонали мостового инвертора 4, а выход - с управляющим входом ключа 32, первый и второй выводы которого подключены ко вторым выводам резисторов 26 и 28 (другой вариант; ко вторым выводам резисторов 27 и 29).

Логический элемент 31 обеспечивает замыкание ключа 32 при несимметричном замыкании ключей 16-19 мостового инвертора 4, что соответствует появлению на обо-. их входах логической. схемы 31 потенциала., близкого к потенциалу общей шины, и размыкания ключа 32 при симметричном замыкании ключей 16-19 мостового инвертора 4, что приводит к появлению на одном из входов логического элемента 31 напряжения. источника питания мостового инвертора.

При указанном включении диодов 2023 и 11-14 источник питания и источник 15 опорного напряжения имеют положительную полярность; Логический элемент 31 в этом случае может представлять собой серийно выпускаемую ТТЛ-микросхему ИЛИHE с согласующими делителями направления на входах.

Датчик тока нагрузки мостового инвертора работает следующим образом.

Допустим регулирование тока в нагрузке 3 осуществляется согласно симметричному закону коммутации ключей t6-19, в соответствии с которым подключения нагрузки 3 к источнику питания осуществляется замыканием двух ключей той или иной диагоналей мостового инвертора 4.

Если включены ключи 16,и 19 мостового инвертора 4 ток нагрузки протекает по цепи . (+)-16-1-3+19-(-).

Диоды 11 и 12 открываются и на выходы блока 6 согласования поступают напряжения Uon, а диоды 13 и 14 остаются закрытыми, и на соответствующие выходы блока 6 согласования поступают напряжения, снимаемые с шунта 2.

На первом входе логической схемы 31 поступает напряжение питания через ключ

16, а на второй — через ключ 19, напряжение общей шины. Ключ 32- разомкнут. В результате на выходе датчика тока получаем наS

1810833 пряжение, пропорциональное току нагрузки 3.

Далее, если ключи 16 и 19 выключаются, ток нагрузки 3 продолжает протекать в там же направлении по цепи 3-2-22-{+)+)21-1-3.

В этом случае на входы вычитающего усилителя 5 поступают напряжения, снимаемые с шунта 1, а на другие входы — напряжения Uon. Ключ 32 . также разомкнут, так как на первый вход логического элемента 31 через открытый диод 21 поступает напряжение общей шины, а на второй — через диод

22, напрлжение питанил.

Далее, допустим, регулирование тока в нагрузке 3 осуществллется согласно несимметричному закону коммутации ключей 1619, о соответствии с которым нагрузка 3 отключается от источника питания мостоваго инвертара замыканием ключа 17, либо 19 в зависимости от направления тока нагрузки 3.

В нашем случае замыкается ключ 19, Ток нагрузки 3 продолжает протекать в том же направлении по цепи 3-2-19-21 — 1-3.

Диоды 11-14 закрыты и на входы вычитающего усилителя 5 поступают напряжения, снимаемые с шунтов 1 и 2, На первом и втором входах логического элемента 31 через диод 21 и ключ 19 соответственно появляются напряжение шины нулевого потенциала. В результате ключ 32 замыкается "исключая" тем самым напряжения, поступающие с шунта 1 из выходного сигнала вычитающего усилителя.

В результате на выходе датчика тока получаем напряжение, пропорциональное току нагрузки.

Аналогично устройство работает при протекании тока нагрузки 3 в противоположном направлении.

Таким образом, введение.дополнительного управляемого ключа и двухвходовой логической схемы, входы которой соединены с соответствующими выводами диагонали мостового инвертора, а выход — с управляющим входом дополнительного ключа, выводы котарога подключены к соответствующим входам вычитающего усилителя позволяет расширить область применения датчика тока за счет обеспечения возможности измерения тока нагрузки

35 дами блока согласования, первые выводы обоих шунтов соединены с первым и четвер- . тым входами блока согласования, и соатветствующими выводами диагонали мостового иньертора, в другую диагональ которого включен источник питания, вторые выводышунтов соединены с вторым и третьим входами блока согласования и выводами нагрузки мостового инвертора соответственно, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования за счет обеспечения возможности измерения тока нагрузки как при симметричном, так и при несимметричном законах коммутации ключей мостового инвертара, в него введены управляемый ключ и.двухвходовой логический элемент ИЛИНЕ, входы которого подключены к первым выводам обоих шунтов, а выход соединен с управляющим входом управляемого ключа, выводы которого соединены либо с первым и третьим, либо с вторым и четвертым входами вычитающего усилителя. при несимметричном законе коммутации ключей мостового инвертора.

Формула изобретения

Датчик тока нагрузки мостового инвер5 тора, содержащий два шунта, блок согласования и вычитающий усилитель, в состав которого входит операционный усилитель и шесть резисторов, причем инвертирующий вход операционного усилителя через первый и второй резисторы соединен с первым и вторым входами вычитающего усилителя, а неинвертирующий вход через третий и четвертый резисторы соединен с третьим и четвертым входами вычитаюш(его усилителя соответственно, а через пятый резистор - с общей шиной, инвертирующий вход через шестой резистор соединен с выходом операционного усилителя, который соединен с выходной клеммой устройства, блок согласования содержит четыре ограничительных резистора, четыре диода и источник опорного напряжения, который первым выводом соединен с общей шиной, вторым выводом. соединен с катодами диодов, анод каждого диода соединен с одним иэ четырех выходов блока согласования и через ограничительные резисторы — с соответствующими его входами, четыре входа вычитающего усилителя соединены с соответствующими выхо