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

9

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для использования в системах электропитания асинхронных двигателей и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1197029.

Цель изобретения - снюкение фазовых искажений и повышение помехоустойчивости „

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления трехфазным инвертором,; на

фиг, 2 - временные диаграммы сигналов на выходах отдельных блоков иллюстрирующие его работу (индексы при напряжениях соответствуют цифровым позициям) .,

Устройство содержит входной уси литель-ог раничитель 1, инвертирующий э гемент 2, стабилизированный по час тоте генератор 3 импульсоь5 двоичный счетчик 4 импульсовJ дешифратор 5, переключатели 6 и 7j элементы И 8-11j элемент ЮШ 12, триггеры 13 - 16, согласующий узел 17, выполненный например, на эмиттерньк повторителях, усиллтельно-развязывающ1-ш узел 18,, реалх :зованньш с помощью трех двухтактных усилителей мощности с

1245297 1

са счетчика 4 и с входом инвертирующего элемента 20,

Выход инвертирующего элемента 20 соединен с входом возбуждения гене- , ратора 3 и с третьими входами элементов И 8 и 11. Входы триггера 15 подключены к выходам элементов И 8 и 9, входы триггера 16 - к выходам элементов И 10 и 11. ПряМые и инверсные выходы триггеров 15 и 16,, выход входного усилителя-ограничителя 1 и выход инвертирующего эле- 2 соединены с входами согла- Ьующего .узла 17. Управляющие входы выходного мостового узла 19 подключены к выходам усилительно-развязывающего узла 18.,

Устройство работает следующим образом.

Однофазное переменное напряжение

10

ts

20

и,

6jf

(фиг. 2а ), например} с 1астотой ty 500 Гц и периодом Т 2 мс поступает на вход входного усилителя-ограничителя 1, где преобразуется ,(; в прямоугольное напряжение U (фиг. 2 S ) S фронтЕ) и срезы которого совпадают с моментами t перехода через нуль напряжения и . Инвертирующий элемент 2 вырабатывает прямоугольное напряжение U, (фиг. 2U ), сдвинутое

выходными трансформаторами, снабжен- ными двумя вторичными обмотками, выходной мостовой узел 19 состоящий из трех пар последовательно включенных ключей, выполнеиньп:, например, на транзистораХзИнвертирующий элемент 20. В устройстве рхмеет место последовательное соединение входного усилителя-ограничителя 1 и инвертирующего элемента 2, генератора 3

четчика 4 и дешифратора 5, согласующего и усилительно-развязывающегг злов 17 и 1в.

Первые ВХОДЫ элементов И 8 и 10 соединены с выходом входного усилк- теля-ограничителя 1, а первые входы элементов И 9 и 11 - с вькодом инвертирующего элемента 2. Одна группа выходов дешифратора 5 через переключатель 6 подключена к вторым входам элементов И 8 и 9 а другая группа вьгходов через переклизчатель 7 - к BTOpbiM входам элементов И 10 и 11 и к первым входам триггероз 13 и 14. Вторые входы триггеров 13 и 14 соединены с выходами соответственно входного усилителя-ограничителя 1 и инвертирующего элемента 2, а выхо,ды через элемент ШШ 12 с входом сброОднофазное переменное напряжение

и,

6jf

(фиг. 2а ), например} с 1астотой ty 500 Гц и периодом Т 2 мс поступает на вход входного усилителя-ограничителя 1, где преобразуется, в прямоугольное напряжение U (фиг. 2 S ) S фронтЕ) и срезы которого совпадают с моментами t перехода через нуль напряжения и . Инвертирующий элемент 2 вырабатывает прямоугольное напряжение U, (фиг. 2U ), сдвинутое

о фазе на 160 относительно напряения и,,-.

Генератор 3 генерирует импульсы . Uj (фиг. 2 г.), например, с частотой t 256 кГц и периодом Tg 3,9 мкс, причем каждый раз осуществляется ударный пуск генератора 3 в момент tp5 а прекращение работы - в момент t . Импульсы с выхода генератора 3 направляются на счетный вход 8-разрядного двоичного счетчика 4. По- следйий кажддый полупериод начинает считать с момента t , а обнуляется в момент t ,, (временная диаграмма напрязкеиия U, на произвольном i-м выходе счетчика 4 приведена на фиг. 2 л)i Благодаря ударному воз- бу аденшо генератора 3 к счетчику 4 подводится в каждом цикле постоянное коли чество импульсов.

Переключатель 6 устанавливают на том выходе дешифратора 5, который выделяет двоичный код, соответствую- Т,,

щии чис.ггу

6Т,

Переключатель 7 фиксируют в положении, при котором де-

Т

шифрируетсй код числа -. - J J- г.

Таким об31

разом, с двух задействованных выходов дешифратора 5 импульсы U,, (фиг. 2е ) и и (фиг. 2 ., соответственно через переключатели 6 и-7- появляютТся в каждый полупериод временных позициях, характеризующих фазные углы 60 и 120 (с отсчетом от

Тух

начала полупериода -ij-.

Посредством триггеров 13 и 14, воспринимающих по одним из входов сигналы и. от переключателя 7, а по другим - соответственно сигналы и, и и,, с выходов входного усилителя-ограничителя 1 и инвертирующего элемента 2, формируются напряжения и.. и и (фиг. 2 и и), которые, проходя через элемент ИЛИ 12 и объединяясь в напряжение U (фиг. 2 обнуляют и блокируют счетчик 4 в течение временных интервалов Одновременно сигналы с выхода элемента ИЛИ 12 инвертируются в инвертирующем элементе 20 и поступают, на вход возбуждения генератора 3, осуществляя его пуск строго в моменты t, и на соответствующие входы элементов И 8-11, производя их строби- рование на интервалах и блокировку на интервалах t,-t где подверженность устройства к сбоям является особенно заметной.

Сигналы Ug от переключателя 6 поступают к элементам И 8 и 9, а сигналы У от переключателя 7 - к элементам И 10 и 11. При этом сигналы- Ug и и., стробируются в coot- ветствующие полупериоды напряжениями и либо подводящимися к элементам И 8, 10 и 9s 11 с выходов- входного усилителя-ограничителя 1 и инвертирующего элемента 2. В рг- зуль ате на выходах элементов И 8 11 Ви.рабатываются импульсы, перебрасывающие триггеры 15 и 16 COOTветственно в моменты t и t . Напря- и и, , а также сформирован-.

жения и

ные на прямых и инверсных выходах триггеров 15 и 16 напряжения и Ц (фиг. -2 л им), U,g и U,g (фиг.2 Н ji U) сдвинуты попарно на 120 отно- .сительмо друг друга. Этими напряжениями после пропускания их через согласующий и усилительно-развязывающий узлы 17 и 18 осуществляют управление ключами выходного мостового

2462974

узла 19. В результате на выходах последнего образуются междуфазные . напряжения U,,, , U, и U,,,, (фиг. 2 и ,Р и t ).

Положение .переключателей 6 и 7, определяется частотой f (периодом Т ) входного напряжения V и частотой fg (период Т) импульсов Uj с выхода генератора 3. Если вслед- ствие разброса параметров составных элементов устройства будут место некоторые паразитные угловые сдвиги выходных напряжений . ,

(Bcv- (c,0 путем перево- да переключателей 6 и 7 (либо одного из них) в соседние положения указанную несимметрию легко устраняют. В отдельных случаях, например при испытаниях электродвигателей с

20

целью определения возможности их

и

функционирования в условиях отклонения от симметрии междуфазных напряжений, опять же путем перевода переключателей 6 и 7 в соответст- 25 вующие положения можно обеспечить преднамеренное (программное) рас- симметрирование трехфазного напряжения.

В устройстве имеет место ударное возбуждение генератора 3 импульсов, что позволяет снизить возможные фазовые искажения выходного трехфазного напряжения примерно на 1,5.

Осуществленная Б устройстве дополнительная блокировка элементов И 3 S-11 на временных интервалах t--t , соответствующих заторможенному состоянию генератора 3, одновременно обеспечивает и существекное повышение помехоустойчивости. 0

Формула изобретения

Устройство гщя управления трехфазным инвертором по авт. св.

№ 1197029, -отличающееся тем, что, с целью снижения фазовых искажений и повышения помехоустойчивости, оно снабжено инвертирующим элементом, генератор импульсов вы0 полней ударновозбуждаемым, а элементы И снабжены третьими входами, причем вход инвертирующего элемента соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с входом возбуждения гене5 ратора импульсов и с третьими вхо- дами элементов И.

Редактор В.Петраш

Составитель В.Миронов

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4017/52Тираж 631 , Подписное

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

Фмг.2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к статическим преобразователям. Целью изобретения является снижение фазовых искажений и повьшекие помехоустойчивости. Импульсы с выхода ударновозбуждаемого генератора импульсов 3 через двоичный счетчик 4 поступают на дешифратор 5. Выходные сигналы дешифратора 5 объединяются через триггеры 13 и 14 посредством элемента ИЛИ 12 и поступают на вход возбуждения генератора импульсов 3. Благодаря ударному возбуждению генератора импульсов 3 к счетчику 4 подводится в каждом цикле постоянное количество импульсов, что позволяет снизить фазовые искажения выходного напряжения. Дополнительная блокировка выходных элементов И 8, 9, 10 и 11 на временных интервалах, соответствующих заторможенному состоянию генератора импульсов 3, обеспечивает повышение помехоустойчивости. 2 ил. i (Л i4i Од ьо ср к