Устройство для измерения фазового сдвига между током и напряжением автономного инвертора Советский патент 1983 года по МПК H02M1/08 

О5 О5 05

Изобретение относится к схемам ля генерирования управляющих напряжений в полупроводниковых приборах, используемых в статических преобразователях.

Известно устройство для измерения коэффициента мощности, содержаее стабилг затор, фильтр первой гармоники, усилитель, тиристорный ключ, нагрузочный резистор, формирователь импульсов, амплитудный детектор и блок регистрацииС.

Недостатком известного устройства является его сложность из-за большого количества функциональных элементов.

Известно также устройство для измерения коэффициента мощности, соержащее датчик Холла, усилитель-ог-i aничитeль, усилитель с автоматической регулировкой усиления, квадратурный усилитель , пиковый и линейной етекторы 2 .

Известно устройство для регулирования коэффициента мощности автономного инвертора, содержащее фазочувствительный выпрямитель, трансформатор тока и трансформатор напряжения Сз ,

Недостатком указанного устройства является его громоздкость из-за применения трансформаторов тока и напряжения.

Известно устройство для измерения угла сдвига фаз, содержащее формирователь длительности фазового сдвига, выход которого подключен к входу одновибратрра и управляющему входу первого ключа, к входу ключа подключен источник опорного напряжеия, а к выходу - вход интегратора,, выход интегратора подключен к входу второго ключа, управляющий вход которого подключен к выходу одновибратора, выход ключа соединен с входом ячейки памяти, выход которой подключен к входу интеграторов С4J.

Недостатком этого устройства является то, что его быстродействие зависит от периода входного сигнала. При измерении сдвига фаз сигналов с регулируемым периодом быстродействие устройства изменяется в широких пределах 8 сторону уменьшения своего ма{ симального значения.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения ,. фазового сдвига между током и напряжением автономного инвертора, снабженного мостом обратных диодов, содержащее задатчик частоты выходного напряжения инвертора, формирователи длительности фазового сдвига, предназначенные для включения в плечи анодной и катодной групп одной фазы моста обратных диодов, одновибратор

последовательно с)единенные ключ, интегратор, второй ключ, блок запоминания, причем, выходы формирователей длительности фазового сдвига соединены с входом одновибратора и управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом задатчика частоты, снабжено дополнительными -ключом и одновибратором, вход которого соединен с выходом основного одновибратора, выход - с управляющим входом дополнительного ключа, вход и выход которого подключены к входу и выхолу интегратора.

Введение дополнительного ключа позволяетисключить обратную связь . и обеспечить обнуление интегратора .после каждого цикла измерения Управление дополнительным ключом осуществляется дополнительным одновибратором. Такое построение устройства позволяет получить максимальное быстродействие, равное периоду входкого сигнала формирователя длительности фазового сдвига во всем диапазоне регулирования частоты сигналов, сдвиг фаз которых измеряется.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, ЦС-фильтр 2, мост 3 обратных диодов, инвертор 4 напряжения, включенный на асинхронный двигатель 5, блок 6 управления частотой вход которого подключен к выходу .задатчика 7частоты и к входу ключа 8, к управляющему входу к.оторого подключены формирователи 9 и, 10 длительности фазового сдвига и вход . одновибрат.ора 11, а к выходу - входы ключа 1.2 и интегратора 13, выход которого подключен к выходу ключа 12 И входу ключа .14,. управляющий вход которого подкл1очен к выходу одновибратора 15, а выход - к входу ячейки 16 памяти. Формирователь 9 длйт,ельности фазового сдвига включён в плечо анодной группы, а формирователь 10 - в плечо катодной группы моста 3 обратных диодов. Одновибратор 15 подключен к управляющему входу ключа 12.

Устройство работает следующим образом. .

Во время работы инвертора 4 напряжения на асинхронный двигатель 5 в цепях формирователей 9 и 10 длительности фазового сдвига поочередно протекают однополярные импульсы тока. Формирователи 9 и 10 могут быть реализованы, например, в виде шу-нта, подключенного через опто-пару к входу нуль-органа. Время at протекания каждого импульса тока через формирователи 9 и10 равно BpelMie ни, втечение которого ток и напряжение инвертора 4 противоположны по знаку. Угол Ц сдвига между током и напряжением равен

4 uj/jt ,(1 )

где со 2Tif- угловая частота напряжения инвертора; f -,частота нап-, ряжения инверторов. Прямоугольный импульс, возникающий на выходе формирователя 9 (или 10),при протекании через него импульса тока, поступает на управляющий вход ключа 8 и на выход одновибратора 11. Ключ 8 замыкается на время At действия сигнала 8. В результате этого интегратор 13 подключается к- выходу задатчика 7 частоты. Начинается интегрирование напряжения задания частоты Uf . Напряжение на выходе интегратора 13равноui.

|..

и

(2)

c/t

вых

.0

Tj - постоянная времени интеграгдетора.,, . Задающий генератор блока б управления частотой имеет линейную характеристику, т.е.

и ,(Э)

Кч, - коэффициент пропорционал где

ности между частотой и

напряжением

задания частоты U. С достаточной .степенью точности Ur за время интегрирования можно считать постоянным.

Тогда (2 ,1 можно записать

f1

К.

и,

co/it K f,

вых

п

т.е. максимальное напряжение за переход интегрирования 4t интегратора 13 определяется углом i . По истечении времени 4t ключ 8 размыкается и интегратор 13 отключается от вход-; ного напряжения. На выходе одновибратора 11 появляется кратковременный импульс, которые замыкается ключ 14 и тем самым ячейка 16 памяти подключается к выходу интегратора

0 13. В течение действия этого импульса происходит.передача информации с интегратора 13 в ячейку 16 памяти, после чего ключ 14 размыкается и отключает ячейку 16 памяти от цепей

5 интегратора13. По окончании импульса одновибратора 11 на выходе одновибратора 15 появляется кратковременный импульс, поступающий на управляющий вход ключа 12. Ключ 12 замыкается и интегратор 13 обнуля0ется.

При изменении угла сдвига между током и напряжением инвертора 4 изменяется время интегрирования Jt ,

5 а следовательно, и выходное напряжение интегратора 13 и ячейки 16 памяти, которая реализуется-, например, в виде конденсатора.

Использование дополнительных

0 элементов -. ключа, и одновибратора позврляет осуществить обнуление инг тегратора в каждом цикле измерения и за счет этого повысить быстродействие предлагаемого устройства для

5 измерения угла сдвига между током и напряжением автономного инвер-. тора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ : ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА, снабженного мостом обратных диодов, содержащее эадатчик частоты выходного напряжения инвертора, формирователи длительности фазового сдвига, предназначенные для включения в плечи анодной и катодной групп одной фазы моста обратных диодов, одновибратор, последовательно соединенные ключ, интегратор, второй ключ, блок запоми нания, причем выходы формирователей длительности фазового сдвига соедине ны с входе одноБибратора и управляю щим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом задатчика частоты, о т л и -чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабI жено дополнительными ключом и одновибратором, вход которого соединен с выходом основного одновибратрра, выход - с управляющим входом дополни тельного ключа, вход и выход которо-го подключены к входу и вцходу интегратора.