Устройство для управления автономным инвертором напряжения со слежением Советский патент 1986 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании частотно-регулируемых электроприводов на базе автономных инверторов напряжения.

Цель изобретения - улучшение гармо- нического состава выходного напряжения инвертора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы.

Выходное напряжение инвертора, приведенная величина которого обозначена как KoUsbix поступает на плюсовой вход сумматора 1. На минусовый вход сумматора 1 приходит синусоидальный управляющий сигнал источника 2 управляющего напряжения, состоящего из последовательно связанных генератора 3 тактовых импульсов и блока 4 формирования управляющего напряжения. Частота управляющего сигнала определяется частотой следования импульсов генератора 3 тактовых импульсов, который непосредственно связан с блоком 4 формирования управляющего напряжения (цифровым генератором синусоиды), а также с делителем 5 частоты. Выход сумматора 1 непосредственно и через логический инвертор б связан с двумя клеммами двухпозиционного ключа 7, общая клемма которого связана с интегратором 8, а управляющая цепь ключа 7 присоединена к выходу счетного триггера 9, соединенного с первым выходом делителя 5 частоты, выходной сигнал DSCI) которого приведен на фиг.2а.

Выход интегратора 8 связан с пороговыми узлами 10 и 11, которые через дизъюнктор 12 связаны с распределителем 13 управляющих импульсов. На вход дизъюнктора 12 поступает также сигнал с второго выхода делителя частоты 5 (Us си) на фиг.2а).

Процесс функционирования устройства осуществляется следующим образом.

Генератор 3 тактовых импульсов вырабатывает импульсы, частота которых во мно- го раз превышает выходную частоту инвертора и определяет собой степень ступенчатой аппроксимации при равномерном квантовании по времени синусоиды управляющего напряжения, формируемого блоком 4, гладкая составляющая которого изображена на фиг.2в. Делитель 5 частоты уменьшает частоту следования тактовых импульсов до частоты, в два раза (по второму выходу) и в четыре раза (по первому выходу) превышающую выходную частоту инвертора. Сигнал блока 4 поступает на минусовый вход сумматора 1, на плюсовый вход которого приходит приведенное напряжение обратной связи КрОвых, согласованное по уровню с напряжением системы управления через коэффициент передачи Ко. Выходное напря- жение U сумматора 1 показано на фиг.2г точками. На первой четверти каждого полупериода (интервал О-я/2 на фиг.2) выход

0

0 5

0 5 5

0

ной сигнал сумматора 1 через двухпозицион- ный ключ 7 поступает на вход интегратора 8 и непосредственно определяет тем самым форму его выходного напряжения Us, которое изображено на фиг.2г пунктирными линиями.

Близкое по форме к линейному напряжение интегратора 8 Us поступает на входы пороговых устройств 10 и 11, напряжения срабатывания которых обозначены на фиг.2г соответственно как Unopio и Unopn- В моменты равенства сигнала интегратора 8 Ue упомянутым напряжениям Unop и Unopn пороговые устройства 10 и 11 вырабатывают командные сигналы (импу.льсы) на переключение вентилей полумостового инвертора, которые через дизъюнктор. 12 поочередно поступают на вход распределителя 13, реализованного на базе простейшего триггер- ного звена и осуществляющего попеременное включение двух основных вентилей полумостовой схемы. Форма выходного напряжения инвертора при этом соответствует сигналу Ко UBUX (фиг.2г).

На второй половине каждого полупериода выходной кривой (интервал л/2-я на фиг.2) алгоритм работы устройства несколько видоизменяется. Вырабатываемый в момент я/2 очередной тактовый импульс с первого выхода, делителя 5 частоты изменяет состояние счетного триггера 9, выходное напряжение Ug которого приведено на фиг.26. Сигнал Ug поступает на управляющую цепь электронного двухпозиционного ключа 7 и вызывает его переключение. Выход сумматора 1 в этом случае оказывается связанным с интегратором 8 через логический инвертор 6, выходной сигнал которого обозначен на фиг.2г как Ue, благодаря чему в момент я/2, как показано на фиг.2г, выходное напряжение интегратора 8 Ug начинает изменяться в противоположном направлении. Дополнительную симметрию в процессе формирования выходной кривой вносят тактовые импульсы, поступающие с первого выхода делителя 5 частоты через дизъюнктор 12 на вход распределителя 13 и в начале каждого полупериода. Кривая формируемого выходного напряжения инвертора при этом характеризуется повыщенной степенью симметрии (симметрия III рода относительно начала ординат), в спектре выходного сигнала инвертора на всем диапазоне регулирования практически отсутствуют четные гармоники, а также субгармоники и комбинационные гармоники. Продолжительность импульсов кривой выходного напряжения последовательно увеличивается по мере приближения к середине полупериода, что также повышает качество выходной энергии преобразователя.

Таким образом, включение в схему устройства простейших дополнительных узлов: делителя частоты, триггера, двухпозицион.ного электронного ключа и логического инвертора, реализуемых на базе простейших типовых электронных схем, в том числе рального исполнения,.позволяет существенно улучшить гармонический состав выходного напряжения регулируемых полумостовых инверторов.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором напряжения со слежением, содержащее сумматор, к минусовому входу которого подключен основной выход источника управляюш,его напряжения, интегратор, связанный с двумя пороговыми узлами, и распределитель, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного няпряжения инвертора, оно снабжено де

лителем частоты с двумя выходами, счетным триггером, двухпозиционным ключом, логическим инвертором, дизъюнктором, а источник управляющего напряжения выполнен из последовательно соединенных генератора тактовых импульсов и блока формирования ступенчато-синусоидального управляющего сигнала, являющегося основным выходом источника управляющего напряжения, причем вход делителя частоты связан с генератором тактовых импульсов, первый выход делителя частоты соединен со счетным триггером, второй - с дизъюнктором, выход сумматора связан с первой клеммой двухпо- зиционного ключа непосредственно, а с второй клеммой - через логический инвертор, общая клемма ключа присоединена к интегратору, а управляющая цепь ключа связана со счетным триггером.

Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании частотно-регулируемых электроприводов. Цель изобретения - улучшение гармонического состава выходного напряжения. Устройство содержит сумматор 1, источник 2 управляюшего напряжения, генератор 3 тактовых импульсов, блок 4 формирования уп- равляюплего. напряжения, итегратор 8, два пороговых узла 10 и 11, распределитель управляюш,их импульсов (РУИ) 13. Введение в схему устройства простейших дополнительных узлов: делителя частоты (ДЧ) 5, триггера 9, двухпозиционного инвертора 6, реализуемых на базе пиковых электронных схем, позволяет улучшить гармонический состав выходного напряжения регулируемых полумостовых инверторов. Дополнительную симметрию в процессе формирования выходной кривой вносят тактовые импульсы, поступающие с первого входа ДЧ 5 через дизъюнктор 12 на вход РУИ 13 и в начале каждого полупериода. В спектре выходного сигнала отсутствуют четные гармоники, продолжительность импульсов кривой напряжения последовательно увеличивается по мере приближения к середине полупериода, что также повышает качество выходной энергии устройства. 2 ил. & (Л Ю ГО () СО 00 ф1/г. 1