Устройство для формирования широтно-модулированных сигналов управления ключами инвертора Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть игпол зовано в асинхронных частотно-регули руемых приводах состатическимипреобразователями частоты. Известно устройство для управления инвертором, содержащее аналоговые генераторы ведущего и опорного сигналов, компараторы и распределитель .Я Недостатком такого устройства является сложность, формирования регули руемого по частоте трехфазного синусоидального напряжения, Кроме того,, не обеспечивается высокое качество выходного напряжения в широком диапа зоне частот из-за несимметрии напряжения по фазам и между полупериодами Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования щиротномодулированных сигналов управления ключами инвертора, содержащее измери тель частоты, вход которого предназначен для- подключения к регулятору частоты инвертора, выход соединен с управлянмцим входом переключателя, выход которого подключен к тактовому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регу лятору напряжения 2j . Недостатками известного устройства являются его сложность и, следовательно, низкая надежность, его эле менть требуют больших затрат при аппаратной реализации для обеспечения плавного регулирования скорости асинхронного двигателя. Цель изобретения - повьппение надежности устройства. : Поставленная цель достигается тем, что устройство для формирования широтно--модулированньк сигналов упра ления ключами инвертора с регулятора ми частоты и напряжения, содержащее измеритель частоты вход которого предназначен для подкЛючения к регул Tdpy частоты инвертора, выходсоединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен к так товому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регулятору напряжения, снабжен блоком .цифровых компараторов с k/4-f-l .вькодами, где k - число выходов рас пределителя, и .с фиксированными поро гами срабатываний, К группами элементов И, каждая из которых состоит 1 8J из k/4 элементов, шестью элементами ИЛИ и входом для подачи несущей частоты, причем вход измерителя частоты подключен к входу распределителя и.: первому входу переключателя, второй вход которого соединен с входом для подачи несущей частоты, первый вход элемента И соединен с входом для переключения к регулятору напряжения, Эторой вход - с последним выходом блока цифровых компараторов, выход с установочным входом счетчика,выходы которого соединены с входами блока цифровых компараторов, первые выходы которого соединены с первьми входами соответствующих элементов И в каждой группе, i-й выход распределителя соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, входы с nefJBoro по шестой элементов ИЛИ.соединены соответственно с 1 по k/2, с k/6 по 2k/3, с k/3 по 5k/6, с k /2 по k , с 2k/3 по k и с 1 по k/6, с 5k/6 поk и с 1 по k /3 группами элементов И, причем первые k/4 входа каждого элемента ИЛИ соединены с выходом соответствующего по номеру элемента И указанных групп, а вторые k/4 входа соединены с k /4 по 1 выходами элементов И указанных групп при чередовании, номеров групп в указанном порядке. ; На фиг. 1 представлен.а схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства (при k 12) . Устройство содержит счетчик 1, элемент 2, переключатель 3, измеритель 4 .частоты, распределитель 5, блок 6 цифровых компараторов, элементы ИЛИ 7, группы элементов И 8, причем fy fн kf - выходные сигналы регулятора напряжения, генератора несущей ч 1стоты и регулятора частоты инвертора. . Для формирования широтно-модулированных сигналов управления ключами инвертора период выходнрго напряжения инвертора с помощью распределителя.5, на вход которого подается частота kf, где ff - выходная частота инвертора, разбивается на k интервалов, каждый из интервалов заполняется импульсами регулируемой длительности и с заданньм соотношением между длительностями, а затем iii3Ha6o a этих импульсов с помощью элементов ЮШ 7 формируются выходные сигналы с требуемым для образования многофазной системы временным сдвигом и со ступенчатой модуляцией длительности импульсов выходного сигнала. , . . Наборы последовательностей импул сов регулируемой длительности и с заданным соотношением между длитель ностями формируются счетчиком 1 и блоком 6. Частота их следования мож соответствовать несущей частоте f. . или частоте kfj . В исходное положение счетчик 1 устанавливается подаваемым на вход сброса сигналом ц или kf( поступающим через переключатель 3. При этом на всех выходах блока 6, кроме последнего, формирую ся сигналы высокогоуровня.На-тактовый вход счетчика 1 через э:1емент 2 Подаются, импульсыс регулятора напряжения fy , причем fy f, и f У k а значение fу обратно пропорционально выходному напряжению инвертора. По мере счета счетчик 1 при появлении на его вькодах кодов чисел, превышающих заданные пороги срабатьшания компараторов блока 6, на выходах последнего,появляются ну левые уровни сигналов. При заполнении счетчика 1 счет блокируется .сигналом с последнего выхода блока воздействующего на элемент 2. После сброса счетчика 1 в исходное положе ние очередным сигналом f или kfj процесс счета повторяется. Длительности импульсов на выходах блока 6 определяются частотой у и порогами срабатьюания компараторов. Регулиро ванне с помощью, регулятора напряжения частоты fу используется для регулирования длительностей импульсов управления и выходного напряжения инвертора. Выбором порогов срабатывания компараторов блока 6 устанавливается соотношение между шщтельностями его выходных сигналов, кото рое выбирается в соответствии .со ст пенчатой модулирующей функцией, которая, в частности, может ыть приб лиженной к синусоиде. Таким образом на выходах блока 6 образуется ряд последовательностей импульсов с сов дакяцими перед ними, фронтами, но pasной длительности. Переключение частоты следования импульсов регулируемой длительности с ц .на kf, осуществляется с целью улучшения симметрии выходного напряжения инвертора при . повышении частоты и производится по сигналу измерителя 4 в момент, когда kf( примерно совпадает по величине с f н . Сформированные на выходах блока 6 последовательности импульсов подаются на одни входы элементов И 8, дру) гие входы.которых подключены в выходам распределителя 5. В результате на вьсходах элементов И 8 формируются пакеты импульсов разной длительности с временными сдвигами, кратньми/ui, Входы с первого по шестой элементов. ИЛИ 7 соединены соответственно с 1 по k /2, с k/6 по 2k/3, с 1с/3 по 5k/6, с k/2 по k , с 2k/3 по 1с и с,1 : по k/6, с 5k/6 по k и с 1 по k/3 группами элементов ИЗ, причем первые k /4 входа ка;кдого элемента ШШ i соединены с выходом соответствующего по номеру элемента И 8 указанньк групп, а вторые k/4 входа соединены с k/4 по 1 выходами элементов И 8. указаннья групп при изменении номера группы в указанном порядке. Элементы ИПИ 7 суммируют следую|Щие один за другим импульсы разной длительности и тем самым формируют модулированные выходные сигналы управления ключами инвертора. На каждый элемент ИЛИ 7 для формирования сигнала управления подается k /2 пакетов импульсов, причем в интервале 0-90 эл. град, длительность импулЬ сов в пак1етах возрастает, а в интервале 90-180 эл. град, снижается. Технико-экономический эффект от использований изо ретения заключается в упрощении устройства, повышении его надежности и исключении операций настройки при сохранении высокого качества выходного напряжения инвертора, широкого диапазона независимого регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения. Устройство может быть выполнено на базе микро-ЭВМ. Фиг.1 II mi --Z Ugbix.l USbix. 2 ивыкЗ USkixM 6ых.5 USы,.6

шшш

т

а

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШИРОТНОЧЮДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ УПРАВ ЛЕНИЯ 1СЛЮЧА№1 ИНВЕРТОРА с регуляторами частоты и напряжения, содержащее измеритель частоты, вход которого предназначен для подключения к регулятору частоты инвертора, выход соединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен к тактовому входу счетчика, элемент И, распределитель и вход для подключения к регулятору напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно .снабжено блоком цифровых компараторов с выходами, где k - число выходов рас-. пределителя, и с фиксированными порогами срабатывания, k группами элементов И, каждая из которых состоит из k /4 элементов, шест-ью элементами ИЛИ и входом для подачи несущей частоты, причем вход измерителя частоты подключен к входу распределителя и первому входу переключателя, второй вход которого соединен с входом для подачи несущей частоты, первый вход элемента И соединен с входом для подключения к регулятору напряжения, второй вход - с последним выходом блока цифровых компаравторов, выход - с установочным входом счетчика, выходы которого соединены с входами блока цифровых компараторов, первые выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И в каждой группе,i-й выход распределителя соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, входы с первого по шестой элементы ИЛИ соединены соответственно с Г nok /2, с k/6 по 2k/3, с k/3 п 5V/6, с k /2 по t , с 2V/3 по k и с 1 по k/6, с 5k/6 по k и с 1 по k/3 группами элементов И, причем первые k/4 входа каждого элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующего по номеру элемента И указаЯных групп a вторые k/4 входа соединены с k/4 по t выхддами элементов И указанных групп при чередовании номероь групп в указанном порядке.