Устройство для управления полумостовым инвертором напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

lii

9) Ui X

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУ1ЮСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее генератор тактовых импульсов, источник управлякщего напряжения, подключенный к первому входу компаратора, соединенного с распределителем, интегратора, вход которого соедппен с коммутатором полярности напряжения,, а выход - с входами двух пороговых узлов и с вторым входом компаратора, выход первого порогового узла через первьй вход дизъюнкторасоединен с входом счетного триггера, выход которого присоединен к коммутатору полярности, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного сигнала инвертора и упрощения устроит ства, оно снабжено управляемым ключом с размыкакмцими контактами, причем генератор тактовых импульсов присоединен к второму входу дизъюнктора и через управляемый ключ с размыкающими контактами - к распределителю, управляющая цепь управляемого ключа связана с первым пороговым узлом, второй пороговый узел соединен с третьим входом дизъюнктора.

Ю i1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании частотно-регулируемых электроприводов, на базе автономных инверторов напряжения. Известно устройство для управления инвертором напряжения с переменной выходной частотой, с: держащее за дающий генератор, подключенный к пер счетному кольцу, модулятор, распреде литель, в котором выходная частота жестко связана с частотой коммутации вентилей инвертора 1. Недостатком данного устройства яв ляется значительное изменение длител ностей импульсов кривой выходного на пряжения в процессе регулирования частоты, что ограничивает величину диапазона регулирования. Наиболее близким к изобретению ян ляется устройство для управления однофазным инвертором напряжения, благодаря которому в инверторе обеспечи вается постоянная частота коммутапии силовых вентилей, смена полярности выходных импульсов осуществляется здесь по жесткому алгоритму. Устройство содержит источник управляющего напряжения, связанньй с компаратором На второй вход компаратора приходит сигнал от инвертора, связанного по входу с коммутатором полярности, а по выходу - с двумя пороговыми узлами . Один пороговый узел непосредственно, а второй через дизъюнктор свя заны с соответствующими управляющими входами триггера. Генератор тактовых импульсов, задающий выходную частоту соединен со счетчиком, выходы которог связаны с триггером, дизъюнктором и распределителем управляющих импульсов L 2 3Недостатком известного устройства является наличие в схеме достаточно сложного счетчика с несколькими выходами. Кроме того, длительность центрального на полупериоде импульса, наиболее информативного с позиции влияния на спектр выходного напряжения, в процессе регулирования выходной частоты непрерывно изменяется, из-за чего на большей части диапазона регулирования гармонический состав выходного напряжения является недостаточно качественным. Целью изобретения является улучшение гармонического состава вь(Х.одного напряжонля и упрощение устройства 8 применительно к использованию в полумостовых инверторах напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления полумостовым инвертором напряжения, содержащем генератор тактовых импульсов, источник управляющего напряжения, подключенный к первому входу компаратора, который соединен с распределителем, интегратор, вход которого связан с коммутатором полярности напряления, а выход - с входами двух пороговых узлов и с вторым входом компаратора, причем выход первого из пороговых узлов устройства через дизъюнктор соединен с входом С - тного триггера, выход которого присоединен к коммутатору полярности, причем генератор тактовых импульсов присоединен к второму входу дизъюнктора и через дополнительный ключ с размыкающими контактами - к распределителю, управлякмцая цепь управляемого ключа связана с первым пороговым узлом, а второй пороговый узел соединен с дизъюнктопороговый узел соединен с третьим входом дизъюнктора. На фиг. представлена функциональная схема предложенного устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняюище принцип его работы. Устройство содержит интегратор 1, связанный с компаратором 2 и пороговым узлами 3 и 4, фиксирующими соответственно максимальную и минимальную величины напряжения интегратора 1. Узлы 3 и 4 соединены с дизъюнктором 5, на который поступает также сигнал от генератора 6 тактовых импульсов. Выход дизъюнктора соединен с триггером 7, выходное напряжение которого периодически перебрасывает коммутатор 8 полярности напряжения, напряжение которого, имеющее стабильную величину, заряжает интегратор 1. Генератор 6 через размыкающий ключ 9 с размыкающими контактами подсоединен к распределителю 10, срабатываниекоторого происходит при поступлении сигнала на один из двух входов. Управляющая цепь ключа 9 связана с узлом 3. На второй вход компаратора 2 приходит сигнал от источника 11 управляющего напряжения. Выходной сигнал интегратора 1U , выполняющего функцию генератора развертывающего напряжение, сравнивается в компараторе 2 с напряжением источника 11, и моменты их равенства вырабатывается команда на переключение вентилей полумостового инвертора Частота следования импульсов генератора 6 тактовых импульсов определяет выходную частоту инвертора, на полупериоде выходного напряжения при этом формируется ио два тактовых импульса (сигнал Ujj на фиг.2). Переключение триггера 7 осуществляется по сигналам от узлов 3 или или по команде генератора 6. Выходное напряжение триггера 7 U-J также изображено на фиг.2. Два основных вентиля полумостового инвертора переключаются попеременно, в результате чего на выходе схемы фо мируется двуполярное выходное напряж (фиг.2) . В начальньй момент времени i интегратор 11 заряжен до максимального напряжения, импульс генератора 6 перебрасывает триггер 7 в единичное состояние. Одновременно сигнал с бло ка 3 размыкает ключ 9, препятствуя прохождению импульса генератора 6 на распределитель 10. Указанный момент соответствует формированию середины полупериода выходной кривой инвертора, значение первой гармоники выходного напряжения (фиг.2) при этом максимально. Следующий по порядку тактовый импульс генератора 6, вырабатываемый в момент -t , вызывает внеочередное срабатывание триггера 7. Напряжение коммутатора 8 изменяет свою полярность и вызывает соответствующее изменение формы напряжения интегратора 1. В этот момент происходит переключение вентилей инвертора, так как распределитель 10 оказывается связанным с генератором 6 через замкнутые контакты ключа 9. Первая гармоника выходного напряжения (фиг.2) переходит в данный момент через ноль и меняет полярность на противоположную. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет избежать в процессе регулирования частоты изменения длительностей центрального на полупериоде импульса. При регулировании частоты выходного сигнала плавно изменяются временные положения лишь крайних импульсов выходной кривой, что гораздо менее существенно сказывается на гармоническом составе выходного напряжения инвертора.