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

Изобретение откосятся к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания с квазисинусоидальной формой выходного трехфазного напряжения.

Цель изобретения - повьпнение качества регулирования выходного напряжения инвертора.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схема инвертора; на фиг.З - диаграммь кривых выходного напряжения инвертора и сигналов управления.

Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2,1 управления, сос

30

тоящий из регистров 2,2 н 2.3 опорных кодов и регистра 2.4 задания, двух элементов 2.5 и 2,6 сравнения и элемента И 2.7, формирователь 3 импульсов тактов, модуляпии и наполне- - 2о пия блок 4,1 импульснэ-фазового уп- рав„ления, состоящий из RS -триггера 4.2/ элемента И 4.3, счетчика 4.4, задатчика 4.5 угла управления элемента 4,6 сравнения, Т-триггер 5 элемен-25 ты И 6 и 7, кольцевой регистр ,8,, логический блок 9, усилительно-развязывающий блок to,

Инвер -ор (фиг. 2) содерлшт основной блок 5 собранный на полностью управля- ключах 11-16, вспомогательный блок, собранный на полностью управляемых ключах 17-22, блоки включены последовательно с помощью трансформаторов 23-25.

На фиг.З приведена кривая () линейного напряжения основного блока инвертора, кривые (.i) линейных напряжений Ug ., р U., вспомогательного блока инвертора, кривая (|) результирующего линейного напряжения

и.ь ,,- u,,J.

Устройство работает следующим образом.

Два элемента 2,5 и 2,6 блока 2.1 контролируют значения опорных кодов Код-Г и Код-2, записанных в регистрах 2,2 и 2.3, и кода задания, записанного в регистре 2.4, Регистры

35

40

При наличии сигнала Р1, что соответствует верхнему значению выходны частот инвертора, на выходах формиро вателей 3 частота модуляции t 12 а частота наполнения- f m12f. При единичном сигнале Р2 на выходах форм рователя 3 формируются частоты f 24f и f 1 m24f 5 а при сигнале РЗ f 48f и f m48f. Следовательно, частота модуляции f и частота напол нения f, изменяются в функцил выход ной частоты инвертора.

Сигн.ал частотой 12 с первого вы хода формирователя 3 поступает на 12 разрядный регистр 8. На его выход поочередно формируются единичные си налы равной длительности, которые посупают на блок 9, Период выходног напряжения инвертора (фиг,32) разби на 12 тактовых интервалов I-XII,

На блок 4.1 от формирователя 3 поступают сигналы f и f„. В задат- чике 4,5 хранится код числа, пропор ционального величине выходного напр жения инвертора.

Ра.ссмотрим работу блока 4.1 на основной частоте модуляции 12 f. Пр поступлении на каждом из тактовых интервах(ов сигналов f 12 на вход триггера 4.2 осуществляется выработ данным триггером импульса,, пропорционального по длительности величин выходног о напряжения. С установкой триггера 4.2 в единичное состояние элемент 4.3 открыт и импульсы запол нения с частотой f 12mf начинают поступать через него,в счетчик 4.4. В момент равенства кодов чисел, записанных в задатчике 4,5 и счетчике

2,2-2.4 задают выходнзло частоту инвер- на выходе элемента 4.6 появля50 ется импульс, сбрасывающий триггер 4.2 и счетчик 4.4 в нулевое состояние. При поступлении на блок 4.1 частоты модуляции f„, равной 24f и 48f5 соответственно устанавливается частота наполнения in24f или m48f. Тем caMMvi на каждом тактовом интерва ле триггер 4.2 формир-ует либо два, Jm6o четыре импульса.

тора или величину выходного напряжения . Пусть в регистрах 2,2 и 2.3 записаны промежуточные значения, а в регистре 2,4 - текущее заданное значение выходной частоты инвер)тора. При этом весь диапазон выходной -часто«- ты инвертора будет разбит на три поддиапазона, кaждo iy из которых будет соответствовать единичное значение

сигналов Р1,Р2,,РЗ на выходах блсч.а 2,1, Условия выработки сигналов для

Р1 f , f

f ), f . №Аг

S

0

о 5

5

0

для Р2

f if -WAI

для РЗ

Под воздействием сигналов задающего генератора 1 и сигналов блока 2.1 формирователь 3 вырабатывает тактовун частоту 12fs где f - выходная частота инвертора, а также частоту модуляции f и частоту наполнения f..

При наличии сигнала Р1, что соответствует верхнему значению выходных частот инвертора, на выходах формирователей 3 частота модуляции t 12f, а частота наполнения- f m12f. При единичном сигнале Р2 на выходах формирователя 3 формируются частоты f 24f и f 1 m24f 5 а при сигнале РЗ f 48f и f m48f. Следовательно, частота модуляции f и частота наполнения f, изменяются в функцил выходной частоты инвертора.

Сигн.ал частотой 12 с первого выхода формирователя 3 поступает на 12 разрядный регистр 8. На его выходах поочередно формируются единичные сиг- налы равной длительности, которые посупают на блок 9, Период выходного напряжения инвертора (фиг,32) разбит на 12 тактовых интервалов I-XII,

На блок 4.1 от формирователя 3 поступают сигналы f и f„. В задат- - чике 4,5 хранится код числа, пропорционального величине выходного напряжения инвертора.

Ра.ссмотрим работу блока 4.1 на основной частоте модуляции 12 f. При поступлении на каждом из тактовых интервах(ов сигналов f 12 на вход триггера 4.2 осуществляется выработка данным триггером импульса,, пропорционального по длительности величине выходног о напряжения. С установкой триггера 4.2 в единичное состояние элемент 4.3 открыт и импульсы запол- нения с частотой f 12mf начинают поступать через него,в счетчик 4.4. В момент равенства кодов чисел, записанных в задатчике 4,5 и счетчике

на выходе элемента 4.6 появля0 ется импульс, сбрасывающий триггер 4.2 и счетчик 4.4 в нулевое состояние. При поступлении на блок 4.1 частоты модуляции f„, равной 24f и 48f5 соответственно устанавливается частота наполнения in24f или m48f. Тем caMMvi на каждом тактовом интервале триггер 4.2 формир-ует либо два, Jm6o четыре импульса.

я

Вырабатываемые триггером 4.2 импульсы поступают на блок 9 и под воздействием 12-канальной системы выходных сигналов регистра 8 поступают в качестве импульсов управления на кгж- дом тактовом интервале одновременно на шесть силовых ключей инвертора, в соответствии с алгоритмом из работь

С помощью Т-триггера 5 и элементов 6 и 7 формируются импульсы управления ключами, обеспечивающие- получение нулевых напряжений на выходах инвертора. Это достигается подачей на вход триггера 5 частоты 12f и подключением первых входов элементов 6 и 7 поочередно к прямому и инверсному выходам Т-триггера 5, а вторых входов - к инверсному выходу триггера 4,2. Вырабатываемые элементами 6 и 7 сигналы также поступают на блок 9.

С помощью блока 9 12-канальная система напряжений регистра 8 модулируется по длительности сигналом триггера 4.2 и формируются последовательности импульсов У , , . . . ,У,П:, еле- дующие через усилительно-развязывающи блок 10 на входы силовых ключей инвертора.

Число импульсов в линейном напряжении инверторов и в выходном .:ьти- рующем напряжении,, как это видно на фиг.З, равняется двум, т.е. приведено для среднего диапазона выходных час -г тот, когда несущая частота f 24f и частота наполнения f m24f. В рассматриваемом устройстве число импульсов, формируемых на каждом тактовом интервале, может быть установлена равным 1,2,4.

Предлагаемое устройство позволяет изменять частоту модуляции кривых выходного напряжения в функ1щи выходной частоты инвертора. В верхнем диапазоне частот имеется ограниченное регулирование выходного напряжения с повы- шеннь м качес1 ом выходной элек рической энергии.

Регистры в общем случае представляют собой реверсивные счетчик, информация в которые может записываться либо в автоматическом, либо в ручном режиме работы. Работу устройства для управления инвертором можно согласо- -вать с цифровой вычислительной машиной управления.

Формула изобретения

i 2

,-.

.,5

Устройство для управления трехфазным инвертором, содержащее задающий

2954

генератор, блок импульсно-фазового

управления, кольцевой регистр, выходы которого соединены с первыми входами логического блока, вьпходы которого через усилительно-развязывающий блок соединены с вьrxoдa ш устройства, о т10

15

20

:,

й

. -

50

35

40

55

лью повышения качества регулирования выходного напряжения инвертора, оно снабжено блоком управления, формирователем импульсов тактов, модуляции и, наполнения, Т-триггером и двумя элементами И, блок управления содержит два элемента сравнения, два регистра опорных кодов, регистр задания к элемент И, блок импульсно-фазового управления содержит RS-триггер, счетчик, элемент И, задатчик угла управления и элемент сравнения, причем в блоке управления выходы регистров спорных кодов соединены с первыми входами элементов сравнения, вторые входы которых соединены с выходом регистра задания, первьш выход первого элемента сравнения является первым ВЕ:.гходом блока управления, второй выход первого элемента сравнения и пер- вьш выход второго элемента сравнения через элемент И соединены с вторым выходом блока управления, третьим выходом которого является второй выход второго элемента сравнения, в блоке импульсно-фазового управления, первым входом которого является, S-г .од RS -триггера, прямой и инверсный выходы которого является первым и вторым выходами блока импульсно-фазового управления, вторым входом которого йвляется первьм вход элемента И, второй вход Koi oporo подключен к прямому выходу RS-триггера, выход элемен- та И через счегчик подключен к первому входу элемента сравнения, к второму входу которого подключены выходы задатчика угла управления, вьпсод элемента сравнения подключен к R-BXO ду RS-триггера и установочному входу счетчика, выход задающего генератора соединен с тактовым входом формирователя импульсов тактов, модуляции и наполнения, управляющие входы которого соединены с выходами блока управления, выход тактов Соединен с входамь кольцевого регистра и Т-триг- reps, выходы модуляции и наполнения соединены с первым и вторым входами блока импульсно-фазового управления, первьш вьпсод которого подключен к второму входу логического блока, втоS .12462956

рой выход - к первым входам элемен- с третьими входами логического блока тов И, вторые входы которых соедине- структура которого определяется вы- ны с выходами Т-триггера, выходы - ., ряжениями

. Y, X,5(X vX vX3vX vXjVX,)vX,,(,vXfVX vXgVX,,); 8 9 V X,,VХ,г)VX,/X V X ,v X,v X,); 3 X,5(,v/X,v/X,vX,vXjVX,/X,vXvX5VX,vXgVX );

;Y, ..V.

Y, X,,(X,vX,,vx,yX,pvX,/XvX,,vXgVX); Y, X,,(XjVX,vKK5VX,vX,vXg)VX( . Y, X,,(X,vX,vXjVX,.X,)vX (X,vX,vXjVX,vXgVX P; Yj X,5(,VX,VX5VX,,)VX (,VXgVX,vX,p; Y9 X,(X vX vX5VX vXgV :,(X,vXзVXJvX,vX5vX,,); Y,o V..P i/ j VXftVX vX,,); , Y, X vXjV XjV XgV X,, )(X, V XjV XjV X/ XgV X); Y,7 5(WVW,,,VX,,), ,

-сигналы элементов И;

-сигнал на первом выходе блока импульс- но-фазового управгде Y,

1

,Y - выходные сигналы ло-.- ги,ческого блока;

. ,Х выходные сигналы

кольцевого регист : 20

ра;

: ления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в BToiJH4Hbrx источниках питания. Цель изобретения - повьга ение качества регулирования выходного напряжения. Устройство содержит задающий генера- тор 1, блок импульсно-фазового управления 4.1, кольцевой регистр 8, ло- .гический блок 9. Введение блока управления (БУ) 2.1, формирователя 3 импульсов тактов, модуляции и наполнения, Т-триггера 5 к элементов И 6 и 7 позволяет изменить частоту модуляции кривых выходного напряжения в функции выходной частоты ;инвертора. В верхнем диапазоне частот имеется , ограничённ оё регулирование выходнЬго напряжения с повьппенным качеством выходной электрической энергии, БУ 2.1 выполнен на регистрах 2.2 и 2.3 опорных кодов и регистре 2.4 задания. Регистры в общем случае представляют собой реверсивные счетчики, информация в которые может записываться либо в автоматическом, либо в ручном режиме работы. Работу устройства управления можно согласовать с цифровой вычислительной машиной управления по приведенной программе. 3 ил. (Л а N9 I;D СП

Составитель В.Миронов Редактор В.Петраш Техред В.Кад-ар Корректор В.Бутяга

Заказ 4017/52 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открыт)ай 113035, Москва, Ж-ЗЗ Раушская наб., д. 4/5

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