Устройство для управления преобразователем частоты Советский патент 1986 года по МПК H02M5/27 

выми ключами преобразователя частоты, Задатчик выходной частоты 1 уп равляет работой задающего генератора 4, причем диапазон выходной частоты разбивается на ряд поддиапазонов. Задатчик выходной частоты 1 с помощью входящего в него микропроцессорного устройства осуществляет расчет кода периода следования импульсов на выходе задающего генера1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке преобразователей частоты, предназначенных, например,для частотного управления электроприводами, работающими в широком диапазоне частот вращения.

Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства управления на фиг. 2 - схема одной фазы непосредственного преобразователя частоты на полностью управляе1 1ых ключах с двусторонней проводимостью; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства управления преобрааователем частоты; на фиг. 4 - вариант реализации устройства управления.

Устройство (фиг.1) содержит цифровой задатчик 1 частоты, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частотй и к регистру 3 кода кратности. Регистр 2 кода выходной частоты соединен с задающим генератором (ЗГ)4, выход которого подключен к ждущему мультивибратору 5. Управляемый переключатель 6 подключает к мультивибратору 5 времязадаю щие резисторы. Код с регистра 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7 , на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора. Выход счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного

тора 4 и кода кратности в зависимости от частоты напряжений на выходах преобразователя частоты. Причем на более низких частотах выбирают большие значения кодов кратности, которые уменьшают по мере увеличения выходной частоты преобразователя.Устройство реализует режим широтно-им- пульсного регулирования. 4 ил.

запоминающего устройства (ПЗУ)9. Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора. Код с выхода ПЗУ поступает на схему

управления силовыми ключами 10-15 преобразователя 16 частоты (фиг.2).

Кроме того, на фиг. 4 обозначены микропроцессор 17, генератор 18 тактовых импульсов, ПЗУ 19 команд,

регистр 20 состояний, шинный формирователь 21, ОЗУ 22, вычитающий счетчик: 23.

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 1-выходной частоты управляет работой задающего генератора 4. Диапазон выходной частоты разбивается на ряд поддиапазонов, так как в ПЧ применяется многократное

широтно-импульсное регулирование

(ШИ1 ) . Каждому поддиапазону соответствует определенный коэффициент кратности К. Число с выхода задатчика вводится в регистр 2 кода выходной

частоты.С регистра код выходной час- ,тоты поступает на цифровой вход задающего генератора 4, который вырабатывает частоту

30

1:,, 6К. f + 300 Гц,

ГIttLfv f

I ВЫХ

где f JJ. - частота задающего генератора;

-8ых астота ПЧ; К; - коэффицент кратности.

1 1мпульсы ЗГ осуществляют запуск ждущего мультивибратора 5, на выходе которого вьфабатьшается последова- тельность импульсов, следующих с

частотой равной

: и длительностью i ,

К

где

1™

длительность импульсов на выходе ждущего мультивибратора при заданной кратнсх:ти К.; if, - длительность импульсов

на выходе ждущего мультивибратора дпя кратности К., Г.

При переходе с одного поддиапазона выходной частоты на другой происходит изменение коэффициента кратности. Определенному значению Kj соответствует значение кода на выходах регистра 3. Соотношение

YC

1 -g-обеспечивается выбором соответствующих сопротивлений времязадающих резисторов переключателя 6, которьй управляется кодом, поступакнцим с регистра кода кратности. Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 5 посту10

462824

пает на младший разряд адресного входа ПЗУ 9 и определяет состояние ПЧ Дауза или Импульс напряжения. - Сигналы с мультивибратора 5 поступа- 5 ют также на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. На вход предварительной записи счетчика.7 поступает сигнал перено.са, при этом осуществляется параллельная запись кода кратности с выхода регистра 3. Сигнал с выхода обратного переноса счетчика 7 поступает на счетный вход адресного счетчика 8. Код с адресного счетчика 8 поступает на старшие разряды адресных входов ПЗУ 9. Каждому из двоичных кодов на адресных входах ПЗУ 9 соответствует определенный код на выходах, который определяет комбинацию включенных силовых

ключей преобразователя частоты.

В табл.1 для ключей 11-15 приведен выходной код ПЗУ У, в зависимости от состояния счетчика адресов.

15

20

Значение 1 на выходах 10-15 ПЗУ 9 соответствует сигналам на включение силовых ключей 10-15 преобразователя 16 частоты.

t

Таблица 1

Как следует из диаграммы состояний силовых ключей, при одних состояниях счетчика адресов (например, четных) эти ключи формируют импульс выходного напряжения;, а при других состояниях (нечетньпс) паузу напряжения. Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется режим широтно-импульсного регулирования (ШИР) .

Один из возможных вариантов реализации системы управления ПЧ представлен на фиг.4.

Задатчик 1 выходной частоть реализуется с помощью микропроцессорного устройства на основе, например микропроцессорного набора серии К580. Микропроцессорное устройство бсуществляет вьщачу кода кратности и расчет кода периода импульсов на выходе ЗГ цифрового типа, который состоит, в свою очередь, из высокочастотного опорного генератора им-, пульсов G и многоразрядного вычитающего счетчика СТ.

Микропроцессорное устройство за- датчика 1 выходной частоты осуществляет расчет кода периода следования импульсов на выходе ЗГ в соответствии с выражением

N,

1

6К;- Nf, +300

где NP - код периода импульсов на

выходе ЗГ;

N - код выходной частоты ПЧ; К - коэффициент кратности.

Этот код вводится в регистр 2 и переписывается в вычитающий счетчик 23 по сигналу переноса, поступающему на вход предварительной записи

в момент, когда.в вычитающем счетчике 23 оказьгоается число, равное нулю, Р1мшшьсы с генератора G, посту- на вычитающий вход, уменьшает содержимое вычитающего счетчика и в момент, когда оно становится равным нулю, осуществляется параллельная запись кода N в вычитающий счетчик 23 и процесс повторяется.

На элемент 17, в качестве которого может быть использован стандартный шкропроцессор К580 Ж 80, поступают сигналы с генератора 18 тактовых импульсов. Элемент 17 в соответствии с пpoгpa iмoй, записанной в ПЗУ 19 команд, выдает на шину данных Ш1формацию, содержащую определенное значение кода периода частоты и соответствующее ему значение кода кратности К|. Кроме того, эта информация содержит управляющие слова, которые запоминаются в регистре 20 состояния. Данные через шинный формирователь 21 поступают на внешние устройства и память. Код кратности и код периода частоты запоминаются в регистре 2 кода выходной частоты и в регистре 3 кода кратности,содержащихся в программируемом параллельном интерфейсе (например, стан- дарт}1ый элемент КР580ВВ55), Элемент 22 представляет собой ОЗУ, которое необходимо для запоминания промежу- точных результатов вычислений.

В табл.2 в качестве примерагприведены расчетные значения частот f задающего генератора для различньпс поддиапазонов. Расчеты вьшолнены для непосредственного преобразователя частоты, соединенного по нулевой и мостовой схемам. НПЧ осуществляет питание обмоток электродвигателя.

Таблица 2

Микропроцессорное устройство за- датчика I выходной частоты осуществляет расчет требуемого кода кратности К в зависимости от частоты напряжений на выходах ПЧ. Причем на более низких частотах выбирают большие значения кодов кратности и уменьшают по мере увеличения выходной частоты ПЧ.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователя частоты, содержащее задат- чик выходной частоты, связанньй с задающим генератором и с адресным счетчиком, подключенным к старшим адресным входам постоянного запоминающего устройства, запрограммированного в соответствии с законом управления, причем его выходы связаны с соответствующими управляющими цепями силовых ключей преобразователя, о тлич ающе е ся тем, что, с целью улучшения формы выходного

Продолжение табл.2

напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты, оно снабжено регистром кода вы

ходнои частоты, регистром кода крат-- ности, управляемым переключателем и реверсивным счетчиком, причем вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом ждущего мультивибратора, соединенным с мпадшим адресным входом постоянного запоминающего устройства, а к информационному входу этого счетчика подключен выход регистра кода кратности, соединенный через управляемый переключатель с времязадающим входом ждущего мультивибратора, информационный вход этого регистра подключен к выходу задатчика выходной частоты, который через регистр кода выходной частоты соединен с информационным входом задающего генератора, причем выход последнего подключен к входу ждущего мультивибратора, а выход реверсивного счетчика соединен со счетным входом адресного счетчика.

Фиг.З

Фиг.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты. Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты. Устройство соt держит цифровой задатчик частоты 1, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоты (РКВЧ) и к регистру 3 кода кратности (РКК). Выход РКВЧ 2 соединен с входом задающего генератора 4, выход которого подключен к жрущеыу мультивибратору 5. Управляемый переключатель 6 подключает к ждущему мультивибратору 5 времязадающие резисторы. Код с РКК 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора 5. Выход реверсивного счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9. Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора 5. Код с выхода ПЗУ 9 поступает на схему управления сило с (Л tsD 4а О5 Ю 00 to Фиг.1

Редактор В.Петраш

Составитель В.Бунаков Техред О.Сопко

Заказ 4016/51

Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов