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

Изобретение относитея к электротехнике и может быть использовано для реверсивного управления двигателем постоянного тока в системах автоматического регулирования с ши- ротно-импульсным управлением инвертором для питания электродвигателя.

Цель изобретения - повышение точности формирования выходной характеристики.

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

Устройство содержит предварительный усилитель 1, фазочувствительный выпрямитель 2j, формирователь 3 модуля информационного параметра, формирователь 4 модуля сигнала, регу- .гтдтор 5 зоны нечувствительности, генератор 6 пилообразного напряжения, элемент РШИ 7, первьБ 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 компараторы, первый 12j второй 13, третий 14 и четвертый 15 ключи, мостовой инвертор 16,

В качестве предварительного усилителя 1. для входного амплитудно- модулированного сигнала может быть использован выпрямитель на операционном yci-шителе с включенным на его выходе фильтром низких частот. При этом для выделения огибающей ампли- тудг.о-модулированного (AM) сигнала. и подавления несущей его постоянна.я долясна быть выбрана из условия

9 2 ;гр

где 2 - круговая частота несущей;

круговая частота оги- б ающей.

Выход указанного фильтра должен непосредственно подключаться к входу формирователя 4 модуля сигнала,, в качестве которого может быть использован фильтр низких частот с постоянной времени ) , а на вход фазочувствительного выпрямителя 2 и формирователя 3 модуля информационного параметра должна подаваться огибающая АМ-сигнала, отделенная от постоянной составляющей разделительным конденсатором, включенным между выходом фильтра НЧ и входом фазочувствительного выпрямителя и формирователем модуля информационного параметра.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Предварительный усилитель 1, нхо- дом подключенный к источнику входного сигнала, первым выходом соединен с входами фазочувствительного выпрямителя 2 и формирователя 3 модуля информационного параметра, а вторым выходом - с входом формирователя 4 модуля сигнала. Выход формирователя 4 модуля сигнала соединен с входами регулятора 5 зоны нечувствительности, с первьпч входом генератора 6 пилообразного напряжения и первыми входами первого 8 и второго 9 компараторов .

ВьЕ1сод первого компаратора 8 подключен к управляющим входам первого 12 и третьего 13. ключей, и к первому входу элемента ИЛИ 7, а выход второго компаратора 9 соединен с управляющими входами второго 14 и четвертого 15 ключей и вторым входом элемента RflH 7. Выход элемента ИШ 7 соединен с вторым входом генератора 6 пилообразного напряжения, выходом подключенного к первым входа третьего 10 и четвертого 11 компараторов.

Вторые входы третьего 10 и четвертого 11 компараторов подключены к выходу формирователя 3 модуля ин- форма:ционного параметра, а их третьи входы - к выходу регулятора 5 зоны нечувствительности и к вторым вхо- . дам первого 8 и второго 9 компараторов, вторые входы которых соединены с выходом фазочувствительного выпрямителя 2, Выход третьего компаратора 10 соединен с сигнальными входами первого 12 и третьего 14 ключей, а выход четвертого компаратора 11 - с сигнальными входами ключей 13 и 15. Выходы первого 12, второго 13,, третьего 14 и четвертого 15 ключей соединены с соответствующими входами мостового инвертора 16.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход предварительного усилителя 1 сигнала, содержащего информационный параметр wi (например, коэффициент амплитудной модуляции), подлежащий преобразованию в напряжение управления электропри- водоМг с первого выхода предварительного усилителя 1 на вход фазочувствительного выпрямителя 2 и вход формироватб ля 3 модуля информацион- кого параметра подается составляющая

входного сигнала, пропорциональная информационному параметру ж и уровню входного сигнала U а на втором выходе предварительного усилителя 1 образуется напряжение, пропорциональное уровню входного сигнала U (например, несущей амллмтудно-моду- лированного напряжения).

Если принять коэффициенты передачи фазочувг.твительного выпрямителя 2, формирователя 3-модуля информационного параметра, представляго- ще-го собой выпрямитель с фильтром низких частот, и формирователя 4 модуля сигнала,, представляющего собой, например, фильтр низких частот равными единице., то их выходные напряжения соответственно будут иметь вид:

(1)

л

и. и.

+ W и ; ler.Ui;

(2) (3)

Полярность напряжения (1) определяется знаком регулируемого параметра системы автоматического регулирования (направлением вращения электропривода;. Напряжение (3) поступает на первые входы компараторов 8 и 9. Одновременно напряжение (3) подается на вход регулятора 5 зоны нечувствительности, представляющего собой регулируемый делитель напряжения, выходное напряжение которого имеет вид:

ьи

ег

и.

(4)

где К

per

- коэффициент передачи регулятора зоны нечувствительности.

Напряжение (4) поступает на вторые входы компараторов 8 и 9 и иа третьи входы компараторов 10 и 11, По первому и второму зходам компара 8 и 9 происходит суммирсаание напряжений (3) и (4), определяющих пороги срабатьгеания указанных, компараторов по нaпpяжeн пo (1)} поступающих на их третьи входы.

Исходные напряжения на выходах компараторов 8 и 9 обеспечивают закрытое состояние ключей 12 - 15 и через элемент ИЛИ 7 заторможенный режим работы генератора 6.

Условие срабатывания компараторо 8 и 9 имеет вид:

)U( (5)

/Кз (-mU)/,

.r

246298

где

К. -К,10

коэффициенты передачи компараторов 8 и 9 по первому, второму и . - третьему входам соответственно.

При и О включается компаратор 8 а при и О - компаратор 9 и через элемент ИЛИ 7 на генератор 6 подается уровень напряжения, обеспечивающий его автоколебательный режим (фиг. 2, кривые 17 и 18),

На вьгходе генератора 6 образуется пилообразное напряжение, амплитуда которого Uj.g пропорциональна

15,уровню напряжения (3)

20

25

5

0

5

0

и

ген

К

ген

и,

где К

гец

(6) пропорцио

- коэффициент

нальности.

Напряженна (6) поступает на первые входы компараторов 10 и 11, в которых происходит сравнение его мгновенных значений с суммой Напряжений (2) и (4), подающихся на второй и третий входы указанных компа-; раторов. В результате на выходах компараторов 10 и 11 образуются прямоугольные импульсы (фиг. 2, кривые 18 - 20),

При этом коэффициенты передачи компараторов 10 и 11 по второму и третьему суммирующим входам К, и К, соответственно выбираются различными, за счет чего фронт переключения компаратора 10 не совпадает с фронтом переключен :; компаратора 11 . В результате исключается возможность появления сквозных токов в мостовом инвертере за счет сформированной таким образом задержки i .

С формироваквые компараторами 10 и 11 прямоугольные импульсы через ключи 12, 13 :-и-1и 14, 15, в зависимости от полярности напряжения (1) и определяемых ею состояний чомпа- раторов 8 к 9, поступают на входы мостового инвертора 16 для управления его верхним и нижним выходными транзисторами.

Из выражения (5) и фиг, 2 видно, что пороги срабатывания компараторов 8 и 9, определяющих зону нечувствительности, а также относительная д/ ительность импульсов, определяющая скорость вращения электропривода, не зависят от уровня входного сигнала U j зона нечувствительности определяется установкой регу1246298

лятора 5, а относительная длительность импульсов пропорциональна информационному параметру,

Фор мула изобрете ни я

Устройство для управления мостовым инвертором, содержащее предварительный усилитель, одним выходом подключенный к входу фазочувствитель ного выпрямителя, а другим выходом через формирователь модуля сигнала - к первому входу .генератора пилообразного напряжения, к входу регулятора зцны нечувствительности и к первым входам первого и второго компараторов, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента Ш1И, выход которого поД ключен к второму входу генератора пилообразног о напряжения, выходом соединенного с первыми входами третего и четвертого компараторов, о т- личающе еся тем, что, с целью повышения точности формироваб

ния выходной характеристики, оно снабжено формирователем модуля информационного параметра и четырьмя ключа1-1н, причем вход формирователя

модуля информационного параметра подключен к входу фазочувствитель- ного выпрямителя, а его выход сое- динен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, третьими

входами подключенных к выходу регулятора зоны нечувствительности и вторым входам первого и второго компараторов, выход третьего компаратора соединен с сигнальными входами

первого и второго ключей, выход четвертого компаратора - с сигнальными входами третьего и четвертого ключей, выход первого компаратора - с управляющими входами первого и третьего ключей, а выход второго компаратора - с управляющими входами второго и четвертого ключей, выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей предназначены для подключения к соответствующим входам мостового инвертора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления инверторами. Целью изобретения является повышение точности формирования выходной характеристики. С выхода предварительного усилителя 1 на входы выпрямителя 2 и формирователя модуля ин,- формационного параметра (ФМИП) 3 подается составляющая входного сигнала, пропорциональная информационному параметру и уровню входного сигнала. На компараторах 8 и 9 суммируются напряжения с выхода выпрямителя 2 и регулятора зоны нечувствительности (РЗН) 5, определяющие пороги срабатывания указанных компараторов по напряжению формирователя модуля сигнала 4. С выходов компараторов 8 и 9 на генератор 6 подается уровень напряжения, обеспечивающий его автоколебательный режим. На компараторах 10 и 11 сравнивается напряжение с выхода генератора в с суммой напряжений ФМИП 3 и РЗН 5. Результаты сравнения через ключи 12 и 13 или 14 и 15 поступают на инвертор 16. Пороги срабатьюания компаратора 8, 9 не зависят от уровня входного сигнала, зона нечувствительности определяется установкой регулятора 5, а относительная длительность импульсов пропорциональна информационному параметру. 2 ил. (Л tc Од ю 00

Составитель В.Бунаков Редактор В.Петраш Техред В Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4017/52 Тираж 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