Цифровое устройство управления трехфазным мостовым инвертором Советский патент 1987 года по МПК H03M1/66 

)13

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах с частотным управлением исполнительными устройствами.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения формы выходного сигнала и расширение диапазона выходных сигналов за счет возможности прлучения сигнала произвольной формы.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - функциональная схема логического блока; на . 4 - временные диаграммы, поясняющие работу логического блока.

Цифровое устройство управления трехфазным мостовым инвертором (фиг.1) содержит счетчики 1 и 2 импульсов, трехканальный преобразователь 3 код - ШИМ, логический блок 4, преобразователь 5 код - частота, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 6 и регистр 7 сдвига. Логический блок 4 (фиг.З) выполнен на трех D-триггерах 8-10 и шести элементах И П -1 6.

Цифровое устройство управления трехфазным мостовым инвертором (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

На вход первого счетчика 1 импульсов поступают импульсы с частотой

fg , которая определяет частоту выходного напряжения. На выходах этого счетчика формируется линейно на- растаюш 1й код , являющийся адресным кодом для ПЗУ 6. Для получения сдвига фаз между составляющими трехфазного выходного сигнала, равного 2/3, емкость первого счетчика 1 импульсов (п) должна быть кратна удвоенному числу фаз, при этом частота выходного сигнала равна fg, fg /п,. В ПЗУ 6 по каждому входному адресу (в трех областях) для каждой из трех составляющих выходного сигнала со сдвигом 2й /3 записываются в младших разрядах коды (N(,j. , n3N пм мгновенных значений выходных напряжений, изменяющиеся но синусоидальному или иному выбранному закону, и знак фазы в старшем разряде (значенню фазы от О до - уровень старшего знакового разряда соответствует логической 1, а от и до 2 - логическому О).

5

0

5

0

5

0

5

Импульсы с выхода второго счетчика 2 импульсов (работающего в режиме деления стабильной частоты ftonst с частотой fc42 поступают на вход записи регистра 7 сдвига, на первом, втором и третьем выходах которого формируются (последовательно во времени) импульсы с уровнем логический о, поступающие на первый, второй и третий входы разрешения считывания ПЗУ 6. Для исключения искажения формы выходного сигнала частота должна быть вьщ1е максимального значения частоты импульсов на входе первого счетчика 1 импульсов, т.е. сцг y.AiQKc Информация с выхода ПЗУ 6 (с младших разрядов) поступает на соответствующие информационные входы трехканального преобразователя 3 код - ШИМ, вьтолненного на реверсивных счетчиках с входами записи информации. Запись информации в трехканальный преобразователь 3 код - ШИМ осуществляется импульсами, поступающими на входы разрешения записи с первых трех выходов регистра 7 сдвига. Информация о знаке напряжения с выхода старшего разряда ПЗУ 6 поступает с некоторой задержкой на вход знакового разряда логического блока 4 и записывается с помощы импульсов, поступающих на его входы разрешения записи с первьк трех выходов регистра 7 сдвига.

Импульсом с четвертого выхода регистра 7 сдвига осуществляется запуск трехканального преобразователя 3 код - ШИМ, информация с выходов которого (фиг.2, и, Ug и ) поступает на информационные входы логического блока 4, выходы которого являются выходной шиной устройства.

Длительность импульсов на выходе трехканального преобразователя 3 код - ШИМ в течение одного периода изменяется пропорционально нормированной по амплитуде функции формируемого выходного сигнала. Для изменения коэффициента пропорциональности

0 используется преобразователь 5 код - частота, выполненный на счетчике импульсов с переменным управляемым коэффициентом деления. Коэффициент деления частоты преобразователем 5, а

5 следовательно, и коэффициент пропорциональности формируемых длительностей импульсов на выходе преобразователя 3 задается значением кода, поступающего с входной цифровой шины

31

на информационный вход преобразователя 5 код - частота,

Логический блок 4 (фиг. 3 и 4) работает следующим образом.

Информация с входа знакового разряда логического блока 4 (U ) поступает на объединенные D-входы трех D-триггеров 8-10, на раздельные входы синхронизации которых с входов разрешения записи логического блока 4 поступают управляющие импульсы (Ш-1, Ш-2, Щ-3). При изменении уровня управляющего импульса с логического О на логическую 1 осуществляется запись информации в D-триггеры (Q и Q). Информация, поступающая с информационных входов логического блока 4 (Уд), передается на выход логического блока либо через первый (третий, пятый), либо через второй (четвертый, шестой) элементы И 11 - 16 (А, А). Выбор соответствующего элемента И зависит от знака формируемого в текущий момент времени выходного сигнала и определяется состоянием соответствующего D-триггера. Например, при положительном знаке выходного сигнала на прямых выходах D-триггеров уровень соответствует логической 1 и открыты нечетные элементы ИМ, 13 и 15, при отрицательном знаке - уровень логической 1 появляется на инверсных выходах D-триггеров, при этом открыты четные элементы И 12, 14 и 16.

Сигналы, формируемые на прямых и инверсных выходах логического блока 4, поступают на выходную шину устройства. В трехфазном мостовом инверторе (для случая формирования гармонических сигналов) из этих сигналов формируются напряжения вида (фиг.2)

и k(A - А) sin 211 t;

и k(B - В) sin (2 ---- t 2 ч. 3

Uj k (С - С) sin (2N ---- t - -|J-).

Повьш ение точности воспроизведения формы выходного сигнала достига27404

ется за счет введения ПЗУ 6, в котором записаны дискретные значения воспроизводимой функции. Расширение диапазона выходных сигналов обеспечива- 5 ется за счет возможности записи в . ПЗУ (или перепрограммирования ПЗУ) значений функций различного вида, а также за счет введения трехканально- го преобразователя 3 код - ШИМ и 0 преобразователя 5 код - частота, с помощью которых обеспечивается управление параметрами выходного сигнала с ШИМ.

5 Формула изобретения

0

5

1. Цифровое устройство управления трехфазным мостовым инвертором, содержащее первый счетчик импульсов, вход которого является входной шиной задания частоты выходного напряжения, второй счетчик импульсов, вход которого является входной шиной стабильной частоты, логический блок, прямые и инверсные выходы которого являются выходной шиной, и входную цифровую шину, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности воспроизведения формы выходного сигнала и расширения диапазона выходных сигналов за счет возможности получения сигнала произвольной формы, в него введены постоянное запоминающее устройство, трехканальный преобразователь код - ШИМ, преобразователь код - частота и регистр сдвига, первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами разрешения считывания постоянного запоминающего устройства, с первыми, вторыми и третьими входами разрешения записи логического блока и преобразователя код - ШИМ, вход записи регистра сдвига подключен к выходу второго счетчика, вход синхронизации - к входу второго счетчика, а четвертый выход - к входу запуска преобразователя код - ШИМ, информационные выходы которого соответственно соединены с информационными входами логического блока, вход знакового разряда которого подключен к выходу старшего разряда постоянного запоминающего устройства, адресные входы которого соединены соответственно с выходами первого счетчика, а информационные выходы соединены соответственно с информационны0

5

0

5

0

5

5131

ми входами преобразователя код - ШИМ, тактовый вход которого соединен с выходом преобразователя код - частота, тактовый вход которого соединен с входной шиной стабильной частоты, а информационные входы - с входной цифровой шиной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что логический блок выполнен на трех D-триггерах и шести элементах И, выходы первого, третьего и пятого элементов И являются прямыми, а второго, четвертого и шестого элементов И - инверсными выходами логического блока, первые вхо ды первого и второго, третьего и чет

7АО6

вертого, пятого и шестого элементов И попарно объединены и являются соответствующими информационными входами логического блока, вторые входы 5 первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И соответственно соединены с прямыми и инверсными выходами соответственно первого, второго и третьего D-тригге- fO ров, D-входы которых объединены и

являются входом знакового разряда логического блока, входы синхронизации первого, второго и третьего D-тригге- ров являются соответственно первым,

15 вторым и третьим входами разрешения записи логического блока.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах с частотным управлением исполнительными устройствами. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения формы выходного сигнала и расширение диапазона выходных сигналов за счет возможности получения сигнгша произвольной формы. Цифровое устройство управления трехфазным мостовым инвертором содержит счетчики 1 и 2 импульсов, трехканальный преобразователь 3 КОД-ШИН, логический блок 4, преобразователь 5 код - частота,постоянное запоминающее устройство 6 и регистр 7 сдвига. Логический блок 4 выполнен на трех D-триггерах и шести элементах И. Повышение точности воспроизведения формы вькодного сигнала достигается за счет введения постоянного запоминающего устройства 6 , в котором записаны дискретные значения воспроизводимой функции, Расошрение диапазона выходных сигналов обеспечивается за счет возможности записи в постоянное запоминающее устройство 6 значений функций различного вида, а также за счет введения в устройство трехканального преобразователя 3 код - ШИМ и преобразователя 5 код - частота, с помощью которых обеспечивается управление параметрами выходного сигнала с ШИМ. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. S сл

М I I I I и М I

I M I I I I I I I I

В с

4jHC

fell

Уд | «с

W| U)

I I I I I I I I

П ППППП

ППППП л П

nn П П ППП

-THfi-rmfHi

I I I t I I

ПППП П

пп n П П

J t

t

t

П П ППП ПП

л

ичллшяр

nnn-FbtL

UUUtHf ij,Bfk

V2

thy-UlJUlJ ll

Фиг 2

лга

.Й-ПТГПШ

Фиг.3