Система управления регулируемым автономным инвертором

 

Союз Советских

Социалистических

Респуйлин

3I8I27

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 17.1 1 l.1969 (№ 1313268 24-7) с присоединением заявки ¹â€”

П р и о р и те твЂ

Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 29.XII.1971

МПК Н 02m 1/08

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.314.26 (088.8) Авторы изобретения

Б. Е. Калашников, С. О. Кривицкий и И. И. Эпштейн

Заявитель

Известна система управления регулируемым автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащая задающий генератор, делитель частоты с промежуточными выходами, пересчетное кольцо, одновибратор с длительностью выходного импульса, обратно пропорциональной величине управляющего сигнала, полупроводниковые ключи и полупроводниковые реле.

Однако известная система не обеспечивает достаточно хорошей формы кривой выходного напряжения инвертора при экономичном регулировании напряжения.

Предложенная система управления регулируемым автономным инвертором отличается от известной тем, что с целью улучшения формы кривой выходного напряжения инвертора при экономичном регулировании напряжения и частоты в широких пределах вход запуска одновибратора подключен к коммутирующим выходам делителя частоты через полупроводниковые ключи, коммутируемые полупроводниковыми реле, причем выходы этих же реле подключены и к другим полупроводниковым ключам, шунтирующим плечи омического делителя напряжения на входе одновибратора, определяющего длительность его импульса таким образом, что при срабатывании реле изменяются частота запуска одновибратора и обратно пропорционально длительность его импульса таким образом что при срабатывании реле изменяется частота запуска одновибратора, а входы полупроводниковых реле подключены к входу за5 дающего генератора, что обеспечивает п.. срабатывание в функции выходной частоты.

Работа схемы иллюстрируется чертежа ми.

На фиг. 1 изображена блок-схема предла

10 гаемой системы управления; на фиг. 2 кривая выходного напряжения инвертора широтно-импульсной модуляцией (линейпо напряжение); на фиг. 3 — кривая выходног напряжения инвертора с ШИМ на низкоГ

15 частоте с одной дополнительной коммутацие" и с четырьмя дополнительными коммутация ми; на фиг. 4 — временные диаграммы вы ходных сигналов элементов системы управ л ения.

20 Блок-схема системы управления регулиру емым автономным инвертором содержит за дающий генератор 1, делитель 2 частоты пересчетное кольцо 3, одновибратор 4, оми ческий делитель 5 напряжения на выходе ОВ полупроводниковые реле б, 7, дешифратор 8 полупроводниковые ключи 9 — 12.

Число дополнительных коммутаций в ин верторе определяется частотой следовани выходных импульсов одновибратора 4, при чем с изменением частоты обратно пропор

318127 циопально ей изменяется длительность его выходных импульсов. Одновибратор имеет два входа — запускающий и управления длительностью. Управление частотой запуска и длительностью импульса одновибратора 4 осуществляется при помощи делителя 2 частоты, полупроводниковых ключей 9 — 12 и полупроводниковых реле б, 7.

Каждое реле срабатывает при определенной величине входного напряжения управления задающего генератора U » „, соответствующей граничной частоте, при которой требуется изменить количество дополнительных коммутаций.

Реле 7 срабатывает на границе нижних средних частот, реле б — на границе средних частот.

Выходные сигналы реле управляют полупроводниковыми ключами 9 — 12: сигнал реле б — ключами 9, 10, а сигнал реле 7 — ключами 11, 12. Причем ключи 9, 11 включены в цепи запускающего входа одновибратора

4, а ключи 10, 12 подключены к участкам омического делителя 5 напряжения на входе одновибратора 4, т. е. управляют длительностью его выходного импульса.

Увеличение числа дополнительных коммутаций в инверторе соответствует увеличению частоты запуска одновибратора, причем одновременно с увеличением частоты запуска необходимо соответственное уменьшение длительности выходного импульса одновибратора.

Выходные сигналы задающего генератора

1 с частотой 24f и делителя 2 частоты с частотами 12f и 6/ подаются на запускающий вход одновибратора 4, Причем сигналы с частотой 24f и 12f на входе одновибратора проходят через полупроводниковые ключи 11, 9, а сигнал с частотой 6f подается непосредственно на вход одновибратора.

Рассмотрим работу схемы во всем диапазоне регулирования частоты.

На фиг. 4 приведены временные диаграммы выходных сигналов задающего генератора, делителя частоты, обоих реле, одновибратора в процессе регулирования частоты и график изменения напряжения управления задающего генератора, а следовательно, и

его частоты во времени. Для удобства изображения на чертеже все переключения показаны при одной и той же частоте, однако следует иметь в виду, что частота увеличивается во времени от f „„, до fn согласно приведенному графику.

1. Область нижних частот. Напряжение управления на входе задающего генератора

U.„,„ìåíüøå напряжения срабатывания обоих реле, и сигналы на их выходах отсутствуют, все полупроводниковые ключи разомкнуты.

На запускающий вход одновибратора поступают сигналы всех частот (24f, 12f, 6f), и импульсы выхода следуют с частотой 24f, что соответствует четырем дополнительным коммутациям в инверторе. Напряжение управления на входе одновибратора U.,-, <, снимаемое с делителя 5 напряжения, максимальное, чему соответствует минимальная

5 длительность выходного импульса одновибратора. Описанное состояние схемы справедливо для интервала О+/, на фиг. 4, 2. Область средних частот. В момент времени tj, когда величина напряжения U,, „.

1о достигнет напряжения срабатывания реле 7, на выходе последнего появляется сигнал, замыкающий ключи 11, 12. Теперь сигнал 24f шунтируется замкнутым ключом 11 и не попадает на вход одновибратора 4. На выходе

1Б последнего импульсы следуют с частотой 12j, что соответствует двум дополнительным коммутациям в инверторе. Одновременно ключ

12, замыкаясь, шунтирует плечо омического делителя 5 напряжения на входе одцовибра20 тора, и напряжение его управления уменьшается, что приводит к увеличению длительности выходного импульса. Этому состоянию схемы соответствует интервал времени t — t .

3. Область верхних частот. В моме нт

25 времени t величина напряжения U..., достигает напряжения срабатывания реле б, и на его выходе появляется сигнал, замыкающий ключи 9, 10. Замкнутый ключ 9 шунтирует сигнал 12f и не пропускает его на вход

З0 одновибратора 4. Последний вырабатывает импульсы с частотой 6f, что соответствует одной дополнительной коммутации в инверторе. Одновременно ключ 10 шунтирует сле,дующее плечо омического делителя 5, еще

35 больше уменьшая напряжение U„.,,. „, и увеличивая тем самым длительность его выходного импульса.

При регулировании частоты вниз от f„„ до f;, то же самое происходит в обратном

40 порядке.

Для сохранения требуемой величины выходного напряжения инвертора при переключении, как уже отмечалось выше, длительность импульса одновибратора должна ме45 няться обратно пропорционально частоте его запуска. Это достигается соответствующим подбором делителя 5 напряжения на входе одновибратора 4. Граничные частоты переключений настраиваются при помощи входных цепей полупроводниковых реле.

Таким образом, предлагаемая система управления инвертором отличается наличием делителя частоты, промежуточные выходы которого через полупроводниковые ключи подключаются к запускающему входу одновибратора. полупроводниковые ключи управляются посредством полупроводниковых реле в Функции сигнала управления задающим генератором, и следовательно, его частоты. Сигналы с того или иного выхода делителя частоты могут в зависимости от состояния реле либо шунтироваться замкнутыми ключами, лиоо запускать одновибратор. Одновременно др гне полупроводниковые ключи, управляемые теми

318127 фиа 7 же реле, воздействуя на входные цепи одновибратора, осуществляют соответствующее изменение длительности его импульса, таким образом, чтобы во всем диапазоне регулироU вания соблюдался закон — =const.

Предлагаемое построение системы управления инвертором с ШИМ позволяет значительно улучшить гармонический состав выходного напряжения при глубоком регулировании. Это улучшает условия работы приводного двигателя и элементов силовой схемы инвертора в области нижних частот и обладает сравнительной простотой и универсальностью.

Предмет изобретения

Система управления регулируемым автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащая задающий генератор, подключенный к делителю частоты с про6

1 межуточными выходами, пересчетное кольцо, связанное с выходом делителя частоты и с выходом одновибратора с первым и вторым входами, длительность выходного импульса которого обратно пропорциональна величине управляющего сигнала по второму входу, ключи, образующие две группы, и полупроводниковые реле частоты, отличающаяся тем, что, с целью улучшения формы кривой выход10 ного напряжения инвертора при экономичном регулировании напряжения и частоты в широких пределах, первый вход одновибратора подключен к низкочастотному промежуточному выходу делителя частоты непосредственно, а к остальным, — через ключи одной из указанных групп, и ко второму входу одновибратора подключен омический делитель напряжения с дискретно изменяемым коэффициентом деления, имеющий входы, каждый из которых управляется одним из ключей второй группы, причем обе группы ключей коммути- i руются упомянутыми реле, подсоединенными к задающему генератору.

318127

t„, 4

Р7

// Екзг фиг С

Редактор В. Фельдман

Заказ 502/1962 Изд. № 1372 Тираж 473 Подписное

1.1НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель А. Дулькин

Техред Л. Евдонов

Корректоры Л. Царькова и

О. Тюрина