Устройство для управления автономным инвертором напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления автономными инверторами напряжения с широтно-им- пул1,рной модуляцией.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выход- ,ного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональ- ная блок-схема устройстваj на фиг.2- диаграммы его работы.

Устройство содержит преобразователь код-амплитуды - частота 1, счетчик 2 длительности импульсов, блок 3 задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, блок 4 задания кода дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, счетчик 5 длительности импульсов на интервале Со-|Г/2 , преобразователь код-частоты - частота 6, счетчик 7, дешифратор 8, блок 9 суммирования импульсов по длительности с инверсией, тактовый генератор 10, преобразователь длительность импульсов - код 11, оперативное запоминающее устройство 12, счетчик 13 длительности импульсов на интервале РГ/ 2-Т формирователь-распрделитель 145инвертор 15.

Устройство ра.ботает следзтощим образом.

Синусоида на интервале

аппроксимируется -п прямоугольниками.

И значения амплитуд этих прямоугольников и значения их дополнений до единицы записьюаются в двоичном коде блоков 3 и 4 соответственно, кото

рые могут быть выполнены в виде ПЗУ

.i - J ;

M.(l-.. i-T/4n),

где ,2,...,2;

n - число интервалов аппроксимации на интервале ГО-1Г/2 единичной синусоиды;

k,k - коэффициенты пропорциональ- ности, определяемые количеством двоичных разрядов блока Память 1 3 и блока Память 2 4 соответственно. На вход преобразователя код ча- стоты - частота 6 (фиг. 1) подается иэд требуемого значения частота N, на выходе блока 2 формируется последовательность импульсов с часто-

той f 4nf (фиг, 2а), где f - регулируемая Частота напряжения на выходе инвертора. Последовательность импульсов с частотой f подается на счетный вход счетчика 7 (фиг. 1), на выходе которого формируются коды 2п последовательных т состояний, которые подаются на управляющий вход дешифратора 8, В результате на выход дешифратора последовательно появля-. ются коды адресов ячеек блоков 3 и. 4, в которых хранятся числа Nj и М (фиг. 26,в). В каждый 1-и мймент времени на интервале- числа К и М; поступают на выход блоков 3 и 4. По переднему фронту прямоуголных импульсов с частотой f, происходит перезапись кодов значений дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду на интервале СО-7Г/2 до единицы М; в счетчик 5 длительности импульсов. Записанная информация ИЗ счетчика 5 считывается до нуля последовательностью импульсов, поступающих с выхода тактового генератора, частотой На выходе счетчика 5 формируются прямоугольные импульсы длительностью (фиг. 2г).

l-sinf |1 i- 7Г/4п)

2§ 4nf

5

5

0

0 5

По заднему фронту сформированного счетчика 5 импульса происходит перезапись кода значения амплитуды N, соответствующего i-му аппроксимирующему прямоугольнику, в счетчик 2 длительности импульсов, откуда записанная информация считывается до нуля последовательностью импульсов, поступающих с выхода преобразователя счетчика 2; формируются прямоугольные импульсы длительностью tp, равной времени считывания до нуля счетчика 2.

Преобразователь код амплитуды - частота 1 осуществляет, преобразо- . вание кода амплитуды в последовательность импульсов, частотой fp

4nfk ,. --- , где и - относительное

изменение амплитуды напряжения на выходе инвертора, а следовательно, и длительности формируемых импульсов tp (фиг. 2д)

т т „ -, г 1/ 1 т тTTTvT - sin / я- 1- -т-

. N,; Шс L 2п 4п J

fp 4nfk75Hf

Полученные импульсные последовательности t и tp складываются с помощью блока суммирования импульсов по длительности с инверсией и ре- зультат сложения инвертируется (фиг. 2е). Таким образом, длительность импульсов на выходе логического сумматора 9 будет равна

(l-U)sinr - 1-

-и +,+--

Ico-ff/j-T h f. 5nf

и определяется как произведение относительного отклонения амплитуды выходного напряжения, амплитуды прямоугольника,, аппроксимирующего синусоиду единичной амплитуды в теку щий момент времени и длите тьности периода аппроксимации . Полу- ченная импульсная последовательность определяющай заданный закон управления на интервале CO-f/Zj , поступает на один из входов формирователя распределителя, а также на вход преоб- р азователя длительности импульса в код, который заканчивает преобразование полученных импульсов длительностью ti ro-T/i в двоичный код к началу (i+;il)-ro интервала времени, Коды чисел, поступающих на вход оперативного запоминающего устройства 12 с выхода преобразователя II, записываются в 1+1 ячейках памяти 12. На интервале с помощью дешифратора 8 происходит обратный опрос оперативного запоминающего устройства и коды чисел в обратном порядке поступают на вход счетчика длительности импульсов на интервале lf/2-if. Счетчик 13 работает аналогично счетчику 5 ;-. На выходе счетчика 13 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью (фиг. 2ж)

, (|-U)sinp /2n-i- 74n+ /2 2;nf

iUffk- ii

Выход счетчика 13 связан- с входами формирователя-распределителя 14. На выходе формирователя 14 организу- ется импульсная последовательность, образуемая сум адрованием последовательности импульсов на интервалах и . Эти импульсы после распределения по фазам подаются на вход инвертора 15 (фиг. 2з).

Таким образом,.в предлагаемом устройстве- обеспечена симметричность

0

5 0 5 Q

5

5

5

относительно начала координат и оси абсцисс при совмещении полупериода формы генерируемого напряжения, аппроксимирующего единичную синусоиду. Это позволяет снизить коэффициент гармоник и исключить фазовые сдвиги основной гармоники выходного напряжения инвертора относительно задания. Предлагаемое устройство отличается от аналогов полным подавлением низких гармоник. Точность формирования, синусоидального напряжения-- определяется лишь объемом памяти и огра- ничена частотными свойствами силовых вентилей. Устройство позволяет осуществить независимое управление непосредственно в кодах амплитудой и частотой выходного напряжения инвертора.

Форм.ула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором напряжения, содержащее преобразователь код-частоты - частота, счетчик, дешифратор, блок задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, генератор тактовых импульсов, счетчик длительности импульсов и формирователь-распределитель, причем выход преобразователя код частоты - частота через счетчик подключен к входу дешифратора, выход которого подключен к входу блока задания кода амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, выход которого подключен к одному из входов счетчика длительности импульсов, другой вход которого подключён к выходу преобразователя код амплитуды - частота, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения, оно снабжено блоком задания кода дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиды единичной амплитуды, счетчиком длительности импульсов на интервале- f , счетчиком длительности импульсов на интервале // /2--Т/, преобразователем длительность импульса - код, блоком суммирования длительностей импульсов с инверсией, оперативным запоминающим устройством, причем выход дешифратора соединен с одним из входов оперативного запоминающего устройства и входом блока задания кода

дополнений амплитуд прямоугольников, аппроксимирующих синусоиду единичной амплитуды, выход которого подключен к одному из входов счетчика длитель- ности на интервале , другой вход которого подключен к одному из входов преобразователя длительность импульсов - код, к одному из входов счетчика длительности импульсов на интервале f/2-1 и к выходу тактового генератора, а выход - к одному из входов блока суммирования длитель нести импульсов с инверсией, другой вход которого подключен к выходу

пппп

м

пппп

н

ппп о

ппптппп

Редактор Н.Слободяник

Составитель В.Бунаков Техред М.Ходанич

Заказ 5573/54 Тираж 659Подписное

ВНИШИ 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

52601

счетчика длительности, выход - к од- ному из входов формирователя-распределителя и второму входу преобразователя длительность импульсов - код, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом счетчика длительности импульсов на интервале |Г/2- 1 , выход которого подключен к . второму входу формирователя-распределителя,- выход которого предназначен для подключения к управляюще- (- му входу автономного инвертора.

IОi

10

аЛ

-cat

ппп

м

пппп

пп п

п

фиг. 2

ииишии и

-at

Корректор И.Муска

Изобретение -относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения. За счет введения блока задания кода дополнений амплитуд прямоугольников 4, счетчика длительности импульсов 5. пр еобразователя длительность импульса.-- код 6, блока суммирования длительностей импульсов 9, оперативного запоминающего устройства 12 обеспечена симметричность относительно начала коорди- нат оси абсцисс при совмещении полупериода формы генерируемо го напряжения, аппроксимирующего единичную синусоиду. 2 ил. (Л .f