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

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, может быть использовано при управлении регулируемыми инверторами напряжения, входящими, в частности, в состав систем частотно-регулируемого электропривода, и является дополнительным к авт. св. № 1181097.

Цель изобретения - обеспечение номинальной длительности коммутационных пауз в кривой выходного напряжения инвертора на всем диапазоне регулирования.

На фиг.1 изображена функциональная схема предложенного устройства; на фиг.2 - приведены временные диаграммы, ПОЯСНЯЕО- щие принцип его работы.

Устройство содержит источник управляющего напряжения 1, соединенный с усилителями 2-4 с нормированными и разными коэффициентами усиления.

Усилители 2 и 3 связаны с блоками сравнения 5 и 6. Генератор тактовых импульсов 7 соединен с регистром 8 и с генератором пилообразного напряжения 9. Сигнал от генератора 9 поступает на первые входы компараторов 10-14 с выходными формирователя коротких импульсов. Компараторы 10-13 подсоединены своими вторыми входами к ключам 5-18, компаратор 14 связан с усилителем 4. Ключи 15 и 18 соединены с источниками постоянного напряжения 19 и 20, ключи 16 и 17 связаны соответственно с усилителями 2 и 3. Управляющие цепи ключей 15 и 16 соединены с выходом блока сравнения 5, а ключей 17 и 18 - с блоком сравнения 6. Выходы компараторов 10-14 через элемент ИЛИ 21 присоединены к распределителю управляющих импульсов 22, к которому подключен также регистр 8. Вход датчика амплитуды пилообразного напряжения 23 связан с генератором 9, а выход - с плюсовым входом сумматора 24, минусовой вход которого связан с дополнительным источником постоянного напряжения 25.

В основе функционирования системы лежит вертикальный принцип управления. Генератор тактовых импульсов 7 синхронизирует работу генератора 9 пилообразного напряжения, выходное напряжение которого обозначено на фиг.2 как Ug, которое имеет постоянную крутизну. При изменении частоты генератора 7.изменяется только амплитуда сигнала Ug, которая фиксируется датчиком амплитуды 23 (величина постоянного напряжения Ujs на выходе датчика 23 в каждый момент равна амплитуде сигнала Ug).

Выходные напряжения усилителей 2-4 с нормированными и разными коэффициентами передачи, усиливающих сигнал блока управляющего напряжения 1, который определяет величину выходного напряжения инвертора, обозначены на фиг.2 как U2, U.j, U, при этом Us Ua U4. Величины напряжений источников 19 и 20 Uig и Uao лежат в диапазонах из Uig Us, U4 USD Us и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

наряду с коэффициентами передачи усилителей 2-4 выбираются из условия обеспечения, близкого к оптимальному .гармонического состава выходного напряжения инвертора в процессе регулирования часто1ы и напряжения.

Компараторы 10-14 с выходными формирователями коротких импульсов осуществляют последовательное сравнение развертывающего пилообразного напряжения Ug генератора 9 с соответствующими сигналами, приходящими на их первых входы. При этом, в области пониженных выходных частот инвертора, когда амплитуда сигнала Ug, выделяемая датчиком 23, и близкая к ней величина напряжения U24 на выходе сумматора 24, превыщает величину напряжений Us и Us, -на выходе блоков сравнения 5 и 6 вырабатываются сигналы, замыкающие ключи 15-17 и способствующие формированию кривой выходного напряжения из максимального количества импульсов на полупериоде (в данном случае из пяти импульсов на полупериоде).

При увеличении частоты генератора тактовых импульсов 7, определяющей частоту выходного напряжения инвертора, пропорционально уменьшается амплитуда развертывающего напряжения генератора 9 и соответственно разностный сигнал U24 на выходе сумматора 24, который в определенный момент сначала сравняется, а потом делается ниже амлитуды напряжения Us усилителя 2. При работе схемы в этом режиме, которому соответствуют временные диаграммы фиг.2, от схемы сравнения 5 поступает команда на размыкание ключей 15 и 16. В кривой выходного напряжения инвертора при этом формируется на два крайних импульса меньще.

При дальнейшем увеличении частоты с определенного момента в кривой выходного напряжения инвертора начинает формироваться еще на два импульса меньше, и т. д., вплоть до одного импульса на полупериоде на верхнем частотном диапазоне. Средняя частота коммутаций в схеме инвертора на всем диапазоне регулирования частоты близка к постоянному значению. Смена полярности выходных импульсов осуществляется распределителем 22 в соответствии с командой регистра 8.

Амплитуда небольшого по величине напряжения дополнительного источника 25 выбирается из условия гарантированного обеспечения номинального значения минимальной по длительности коммутационной паузы 6mm (несколько сотен микросекунд) в кривой выходного напряжения на всем диапазоне регулирования частоты и напряжения. Как следует из кривых фиг.2, постоянное вычитание из напряжения Uss датчика амплитуды пилы напряжения Us5 позволяет формировать в выходной кривой паузу, продолжительность которой во всех режимах

работы будет меньше минимально допустимой. Подобное ограничение позволяет исключить случаи срывов коммутации в граничных режимах, возникающие из-за конечных частотных свойств узлов коммутации и повысить тем самым надежность и безаварийность функционирования инверторов.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным регулируемым инвертором по авт. св.

иг.2

№ 1181097, отличающееся тем, что, с целью обеспечения номинальной длительности коммутационных пауз в кривой выходного напряжения инвертора на всем диапазоне регулирования, оно снабжено дополнительным источником постоянного напряжения и сумматором с плюсовым и минусовым входами, между датчиком амплитуды пилообразного напряжения и входами блоков сравнения включен плюсовой вход сумматора, минусовой вход которого связан с дополнительным источником постоянного напряжения.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, может быть использовано для управления инверторами напряжения и является дополнительным к авт. св. № 1181097. Целью изобретения является обеспечение номинальной длительности коммутационных пауз в кривой выходного напряжения. Компараторы 10-14 осуществляют сравнение напряжения генератора пилообразного напряжения 9 с сигналами, приходящими на их первые входы. В области пониженных выходных частот инвертора, когда амплитуда сигнала, выделяемая датчиком 23, и близкая к ней величина напряжения на выходе сумматора 24 превы- щают величину напряжений на выходах усилителей 2 и 3. на выходе блоков сравнения 5 и 6 вырабатываются сигналы, замыкающие ключи 1.5-17 и формирующие кривую выходного напряжения из максимального количества импульсов иа полупериоде. При уве.пичении частоты генератора тактовых импульсов 7 вырабатываются сигналы формирующие в кривой выходного напряжения меньшее количество импу.чьсов вплоть до одного и пyльca на полунерио- де. 2 ил.