Устройство для управления мостовым инвертором Советский патент 1986 года по МПК H02M7/48 

Изобретение являетея дополнительным но отношению к основному авт. св. N° I 118080.

Цель изобретения - новышение помехоустойчивости и точности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления мостовым инвертором содержит предварительный усилитель 1, фазочувствительный выпрямитель 2, формирователь 3 модуля сигнала, регулятор 4 зоны нечувствительности, первый суммирующий элемент 5, делитель 6 напряжения, второй суммирующий элемент 7, первый 8 и второй 9 комнараторы, элемент ИЛИ-И 10, генератор 11 пилообразного па- пряжения, трехвходовый третий 12, трех- входовый четвертый 13, трехвходовый пятый 14, трехвходовый шестой 15 комнараторы, мостовой инвертор 16, первый и второй управляемые делители 17 и 18 нанряжения и двухвходовый седьмой компаратор 19.

Предварительный усилитель 1 одним выводом под1ч.:1ючен к входу фазочувствитель- пого выпрямителя 2, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих элементов 5 и 7. Выводы последних соединены соответственно с входами первого и второго компараторов 8 и 9. Другой выход иредв; р1ггелык)го усилителя 1 подключен к формирователя 3, выход которого сосд.ииеи с входами регулятора 4, делителя 6, генератора 11 и компараторов 12 и 13.

Выход регулятора 4 подключен к входам liepBoro и второго суммирующих элементов 5 и 7. Выход элемента 5 подключен к входам компараторов 3 и 14. Выход элемепта. 7 соедин е с входами компараторов 12 и 15, входы компараторов 4 и 15 объединены и подключены к выходу делителя 6 напряжения. Выход компаратора 14 подключен к первому входу элемепта И 10 и к управ- ляюп1ему входу делителя 17, а выход компаратора 15 подключен к второму входу элемепта И 10 и к управляющему входу део1ителя 18. Сигнальные входы унравляемых делите ей Г/ и 18 подключены к выходу формирователя 3, а их выходы подключены к входам компараторов 14 и 15 соответственно.

Выход элемента И 10 соединен с управляющим входом генератора 11, выход которого подключен к входам компараторов 8 и 9, 12 и 13. Выходы компараторов 8, 9 и 12, 13 предназначены для подключения к соот- ветствую1цим входам мостового инвертора 16. Один вход компаратора 19 соединеп с источником опорного нанряжения Uon, а его выход с третьим входом элемента 10. Другой вход компаратора 19 подключен к выходу формирователя 3.

Устройство для управления мостовым инвертором работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда , генератор 11 за счет исходного состояния

0

0

компараторов 14, 15 и 19 не работает, на третий и четвертый входы мостового инвертора 16 поступает запираюп1ее напряжение, а на первый и второй вход -- отпирающее напряжение. При подаче па вход предварительного усилителя I сигнала, содержаи.1.его информационный параметр Km (например, коэффициент амплитудной модуляции, подлежащий преобразованию в ШИМ в напряжение управления электроприводом), с одного выхода предварительного усилите.ля 1 на вход фазочувствительного выпрямителя 2 подается составляющая входного сигнала, пропорциональная информационному пара- .метру и уровню входного сигнала KmUox (например, сгибающая амплитудно-модули- рованного сигнала), а на другом выходе предварительного усилителя ) образуется вьщря.млеппое зпачени.е входного сигнала. Если принять коэффициенты передачи фазочувствительного выпрямителя 2 и формирователя 3, представляющего собой, например, фильтр НЧ, равными единице, то их выходные сигналы будут иметь соответственно

вид U| KmUBx; .xj.

Напряжение U2 поступает на вход регулятора 4, представляю1цего сбой регулируе- делитель паг1ри кения, вь ход1;ое напряжение которого имеет вид

.H;Kperli2,

где Крег -- коэф(|5ициент передачи регу.чятора

зоны нечувствительности. Напряжение IJ; поступает таюке па одип

0

5

0

5

I, на вход делителя ко.мпараторов 12 и

вход генератора

на первые входы

па одип вход компаратора 19. При

па первых входах компараторов 12

6 и 13 и этом и 13

с помощью резистора устанавливаются сме- пхения U;, равные между собой. Уровень смещения выбирается в зависимости от длительности переходпых процессов в мостовом инверторе и компараторах 8, 9, 12 и 13 для исключения сквозных токов в мостовом инверторе.

На другой вход компаратора 19 подается опорное напряжение Uon, равное минимально допустимому уровню входного сигнала Умия, при котором точность выходной характеристики устройства соответствует допустимой.

Напряжение Uv посгупает на входы сум- мируюнгих элементов 5 и 7. На их другие входы поступает напряжение IJn, которое складывается (или вычитается) с напряжением Ui, в зависимости от полярности напряжений LJ| и и.з. Уровень и полярность напряжения U.3 выбирается в зависимости от уровня помех. В случае, если напряжение и, отрицательное, па выходе суммируюш.его элемента 5 появляется положительное напряжение (фиг. 2а).

и (-- Кн.гЬКрсг) ,

а на выходе суммирующего элемепта 7 напряжение отсутствует. С выхода элемента 5 паприжепие Ur, поступает на первый вход компаратора 14 и на второй вход ком паратора 13, а также на вход компаратора 8. Когда напряжение Us превысит порог срабатывания компаратора 14, он выдает команду на генератор пилообразного напряжения через элемент 10.

Если уровень входного сигнала UBX превышает минимально допустимое значение и равное ему значение опорного напряжения, подаваемого на второй вход компаратора 19, поатедний выдает на элемент 10 разрешение и генератор 11 начинает формировать выходное напряжение

U6 Kr«H Uex,

где Кген - коэффициент передачи генератора пилообразного напряжения.

Напряжение с выхода генератора 11 поступает на входы компараторов 8, 9, 12 и 13. При равенстве пилообразного напряжения Ue и напряжения Us,на выходе компараторов 13 (фиг. 2в) и 8 (фиг. 26) появляется импульсное напряжение. При этом фонт переключения компаратора 13 не совпадает с фронтом переключения компаратора 8 (фиг. 2 б, в), так как на компаратор 13 подано смещение U4, а компаратор 8 работает без смещения, и, следовательно, исключается возможность появления сквозных токов в мостовом инверторе.

При этом компараторы 9 и 12 находятся в исходном состоянии (фиг. 2г, д). При поступлении на одни входы суммирующих элементов 5 и 7 положительного напряжения напряжение (Km±Kper) (фиг. 2е) появляется на исходе элемента 7, при этом срабатывает компаратор 15 и дает команду на генератор 1 1 через элемент 10. Если нижний уровень входного сигнала, контролируемый компаратором 19, соответствует допустимому значению, переключаются компараторы 12 (фиг. 2з), 9 (фиг. 2 и), а компараторы 8 и 13 находятся в исходном состоянии Сфиг. 2 и, к).

В случае снижения уровня входного сигнала ниже допустимого значения компаратор 19 выдает на элемент 10 сигнал запрета и генератор 11 не работает, а мостовой инвертор находится в выключенном состоянии.

На фиг. 2а, б, в видно, что время переключения мостового инвертора не зависит от уровня входного сигнала.

Пороги срабатывания компараторов 14 и 15 определяются коэффициентами передачи делителя 6 и введенных дополнительно первого и второго управляемых делителей 17 и 18 с двумя значениями коэффициентов передачи, определяемыми состояниями компараторов 14 и 15 соответственно. г Компараторы 14 и 15 представляют собой пороговые устройства с положительной обратной связью, формирующие гистерезисную петлю в их характеристиках.

Наличие петли гистерезиса в характеристиках компараторов 14 и 15, определяемой 0 разницей их порогов срабатывания и отпускания, исключает ложное срабатывание компараторов 14, 15, 8, 9, 12 и 13 и хаотическое включение и выключение электропривода при флуктуациях входного сигнала под воздействием помех.

Точность формирования зоны нечувствительности; определяемая разницей порогов срабатывания и отпускания компараторов 14 и 15, не зависит от интенсивности входного сигнала, чем обеспечивается стабильность 0 выходной характеристики устройства в заданном диапазоне изменения уровня входного сигнала.

Таким образом, устройство обеспечивает повышение помехоустойчивости при сохранении стабильной характеристики, не завися- 5 ш,ей от уровня сигнала.

Формула изобретения

5

Устройство для управления мостовым инвертором по авт. св. № 1118080, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости и точности, оно снабжено первым и вторым управляемыми делителями напряжения, седьмым компаратором и элементом И, причем выход формирователя модуля сигнала соединен с третьим входом пятого и шестого компараторов соответственно через первый и второй управляемые делители напряжения, управляющий вход первого и второго управляемых делителей напряжения подключен к выходу пятого

и шестого компараторов соответственно, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу генератора пилообразного напряжения через первый вход элемента И, второй вход которого соединен с выходом седьмого компаратора, первый вход которого

предназначен для подачи опорного напряжения, а второй соединен с выходом формирователя модуля сигнала.

-4(

7

лгЗ

I-I I-I г-1 |-I

п

п

пп пп

-(/(«„iKpe;)

s/

п

/

п

Изобретение позволяет повысить помехоустойчивость и точность устройства для управления мостовым инвертором за счет введения двух управляемых делителей напряжения, седьмого компаратора и элемента И, которые связаны с остальными элементами таким образом, что два компаратора представляют собой пороговое устройство с положительной обратной связью, образующее гистерезисную пет„1ю в их характеристиках. Это исключает ложное срабатывание всех компараторов и хаотическое включение и выключение электропривода при флуктуа- циях входного сигнала под воздействием помех. 2 ил. N3 О ОО о: ю