Способ формирования многофазной системы квазисинусоидальных напряжений Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

выборок синусоидального и косинусои- .дального Н соответственно. Подавая эти коды на цифровые входы цифроаналого- вых умножителей 7- 1 О,формируют квазиси- нусо1адальные и квазикосинусоидальные Н, определяющиеся уровнями основного и дополнительного Г. Эти Н с помощью инвертирующего усилителя (у)11 образуют основную (-U и U.) и дополнительную (ид и и ) квадратурные системы Н, ортогональные- друг другу. Суммирующие У 12 и. 13 формируют результирующую квадратурную систему Н Ug и U, , которая ,

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах, управления преобразователей частоты регулируемых электроприводов переменного тока

Цель изобретения - обеспечение ступенчатого регулирования фазы вы- .ходных напряжений.

На фиг,1 представлена функциональ- пая схема устройства, реализующее предлагаемый способ; на фиг,2 - схема функционального преобразователя; на фиг,3 и 4 - векторные диаграммы, иллюстрирующие, существо предлагаемого способа; на фиг,5 - таблицы программирования постоянных запоминающих устройств.

Устройство содержит суммирующий усилитель 13 первый вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения U, счетчик 2, к входу которого подключен выход управляемого генератора 3 тактовых импульсов, функциональный преобразователь 4, первьй вход которого предназначен для подключения и источнику управляющего напряжения и, второй вход - к источнику дополнительного управляющего напряжения и , а выход соединен с вторым входом суммирующего усилителя 1, постоянные запоминающие устройства 5 и 6, входы которых подключены к выходам счетчика 2, выходы постоянного запомина ющего устройства 5 подключены к

суммирующими У преобразуется в га- фазную систему Н и, jUj. С помощью функционального преобразователя 4 и суммирующего У,1 производится уменьшение уровня Н, подаваемого на аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 7 и 9 на величины uU л1и -(и Г - и„ , где и., - напряжение основной квадратурной системы; и напряжение дополнительной квадратурной системы, что обеспечивает постоянство уровня выходного Н. 5 ил.

Q 5

0

5

5

0

цифровым входам цифроаналоговых умножителей 7 и 8, а выходы запоминающего устройства 6 - к цифровым входам цифроаналоговых умножителей 9 и 10, аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 7 и 9 подключены к. выходу суммирующего усилителя 1, а аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 8 и 10 предназначены для подключения к источнику дополнительного управляюи ;его напряжения u , выход цифроаналогового умножителя 10 через инвертирующий усилитель 11 подключен к второму входу суммирующего усилителя 12, первый вход которого подключен к выходу цифроаналогового умножителя 7, выходы цифроаналоговых умножителей 8 и 9 подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилителя 13, выходы суммирующих усилителей 12 и 13 непосредственно и через инвертирующие

усилители 14 и 15 - к входам усилителей 16,1-16,т, выходы которых являются выходами устройства. Функциональный преобразователь 4 содержит квадраты 17 и 18, инверторы 19 и 20,

сзт маторы 21 и 22 и блок 23 выделеI

ния квадратного корня, причем входы квадратора 17 и инвертора 19 предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения U, вход квадратора 18 предназначен для подключения к источнику дополнительного управляющего напряжения u , выход

313

которого через инвертор 20 подключен к второму входу сумматора 21, к первому, входу которого подключен выход квадратора 17, выход сумматора 21 подключен к входу блока 23 выделения квадратного корня, выход которого подключен к второму входу сумматора 22, первый вход которого подключен к выходу инвертора 19, а выход сумматора 22 является выходом функционального преобразователя 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Многофазную систему квазисинусои- дальных напряжений формируют путем векторного суммирования напряжений, входящих -В квадратурную систему, при этом квадратурную систему напряжений подключают- путем векторного суммирования основной и дополнитель- ной Квадратурных систем напряжения, ортогональных друг другу, причем амплитуду напряжения основной квадратурной системы выбирают равной

и„ - (u f ,

где и - амплитудное значение напряжений квадратурной системы; и - амплитудное значение напряжений дополнительной квадратурной системы.

На фиг.З представлена полная квадратурная система напряжений, где U, О

квазисинусоидальное напряжение квад- ратурной системы; U - квазикосинусо идальное напряжение квадратурной системы; U,,U... выходные квазисинусоидальные напряжения.

Многофазная система выходных на- пряжений и, fl} ,. .. ,и формируется путем векторного суммирования напряжений и и и,.., образующих совместно с проинвертированными напряжениями - Us и - Uc, полную квадратурную систему.

При этом, например, трехфазная система выходных напряжений реализуется при выполнении соотношений (фиг.З а):

и.

и.

4з,-.

1 - Ug ;

Д-,

In

,i, и Us .

Эти соотношения для чна 1ений имеют вид:

и, и sin 0)1;;

U,j j-U cosQt - Jl sin tot

и sin(();

4з 1

и, - -U ,cosait -U sin CO t

и sin(uJt - ).

Для пятифазной системы выходных напряжений (фиг.З б) и для т-фазных систем выходных напряжений соотношения получают исходя из векторной диаграммы, аналогично приведеннь М.

Для обеспечения ступенчатого изменения фазы выходных напряжений необходимо сформировать соответствующе изменение фазы используемой квадратурной- системы напряжений, состоящей из квазисинусоидального и квазикоси- нусоидального напряжений U,. и U. .

о tДля этого первоначально формируют исходную систему напряжений, состоящую из квазисинусоидального и квази- косинусоидального напряжений U и UCP . Затем формируют дополнительную систему напряжений, состоящую из квазисинусоидального U и квазикосинусо идального Up напряжений, сдвинутую относительно исходной на фиксированный фазовый угол. Наиболее просто реализуется фазовый сдвиг, равный ТГ/2. Для получения результирующей системы напряжений (U и U) попарно соответственно векторно суммирзтот напряжения исходной и дополнительной систем напряжения, т.е. суммируют напряжения Ug и U , а также Upp и U,, (фиг.4 а).

Операцию суммирования можно запи- сать следующим образом:

и.

и« + и,;

Uc Uco + и,.

Аналогично для мгновенных значений

и, UpSinut + и sin(cJt + |);

U(, UpCoswt + и cos (cot + 1)5 или после преобразования

и,. + (и )sin(ot+arctg Н-);

Uf. л|и + (и ) cos(ot + arctg -).

Uo

Для сохранения неизменной амплитуды по|1учаемой квадратурной системы должно выполняться равенство 177

и

и

(и

откуда следует

и, л1и - (и )

При выполнении этого условия амплитуда }1апряжения квадратурной системы и, и J , а следовательно, и амн- литуда вькодных напряжений U,U, . . . ,и остается равной U.

При этом значение приращения фазы выходных напряжений будет равно

cf arctg - .

° Для обеспече 1ия приращения фазы

противоположного знака формируют до- полнительную систему, обратно ортогональную основной (фиг.4 б).

Реализация способа осуществляется следующим образом.

Под действием тактовых импульсов, поступающих с выхода управляемого генератора 3 тактовых импульсов, счетчик 2 вырабатывает на своих выходах нарастающий двоичный код, являющийся адресным для постоянных за- поминающих устройств 5 и 6, в которы записаны коды дискретных выборок синусоидального и косинусоидального напряжений соответственно с таблицей программирования (фиг.5). При пода- ча этих кодов на цифровые входы цифроаналоговых умножителей 7-10 формируются квазисинусоидальные и квазикосинусоидальные напряжения, амплитуды которых определяются уров- нями основного U(, и дополнительного и. напряжений. С помощью инвертирующего усилителя 11 эти напряжения образуют основную (UgQ и Upg ) и дополнительную (и и ) квадратурные системы напряжений, ортогональные друг другу. С помощью суммирующих усилителей 12 я 13 формируется результирующая квадратурная система напряжений U и Uj. Эта квадратурная система напряжений с помощью суммирующих усилителей 16.1-16,т преобразуется в т-фазную систему напряжений U| ,11 ,. .. ,и. Для обеспечения постоянства амплитуды выходных напряжений соответствующ -1Х уровню управляющего напряжения U независимо от уровня дополнительного напряжения U , управляющего фазовым сдвигом выходных напря

416

жений, с помощью функционального преобразователя 4 и суммирующего усилителя 1 производится формирование уровня напряжения Ug, подаваемого на аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 7 и 9. Функциональный преобразователь 4 реализует зависимость

о

и л1и - (U f - и.

Вследствие этого на выходе суммирующего усилителя 1 формируется напряжение Up, равное

15

и„

(и )

5 0 g 0 g g

5

Тогда в соответствии с диаграммами фиг.З и 4 амплитуда выходных напряжений и,и,...jU равна U.

При необходимости введения ступенчатого фазового сдвига выходных напряжений ступенчато изменяют уровень нап ряжения U источника дополнительного управляющего напряжения. При этом ступенчато изменяется фаза результирующей квадратурной системы и, следовательно, выходной т-фазной системы.

Максимальное значение приращения фазы выходных напряжений составляет tir/2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сформировать многофаз-. ную систему квазисинусоидальных напря- с возможностью ступенчатого изменения фазы выходных напряжений в пределах О - ()5 что позволяет использовать его в системах управления преобразователями частоты для регулирования электроприводов переменного тока.

Фор мула изобретения

Способ формирования многофазной системы квазисинусоидальных /напряжений, заключающийся в векторном суммировании квазисинусоидального, квазикосинусоидального и инверсных им напряжений, отличающий- с я тем, что, с целью обеспечения ступенчатого регулирования фазы выходных напряжений, формируют исходные квазисинусоидальное и квазико- синусоидальное напряжения,дополнительные квазисинусоидальное и квази- косинусоидальное напряжения, сдвинутые относительно исходных на фиксированный фазовьй угол, попарно суммих

/1356141

руют исходные и дополнительные квазисинусоидальные и квазикосинусоидаль- ные напряжения, формируют при этом результирующие квазисинусоидальное и квазикосинусоидальное напряжения и используют их при векторном сумми- ровании, причем при суммировании исходных и дополнительных квазисинусоидальных и квазикосинусоидальных ю напряжений амплитуду исходных квазисинусоидального и квазикосинусои- дального напряжений выбирают равной

-г

и„ Чи - (и Г ,

и - напряжение, равное амплитуде результирующих квазисину-. соидального и квазикосинусо- идального напряжений; и - напряжение, равное амплитуде дополнительных квазисинусоидального и квазикосинусои- дального напряжений.

Изобретение относится к преобразовательной технике и используется в системах управления преобразователей частоты регулируемых электроприводов переменного тока. Цель изобретения - обеспечение ступенчатого регулирования фазы выходных напряжений (и) в пределах 0± /2. Под действием тактовых импульсов, поступающих с выхода управляемого генератора тактовых импульсов 3, счетчик 2 вырабатывает на своих выходах нарастающий двоичный код, адресный для постоянных запоминающих устройств 5 и 6, содержащих записанные коды дискретньк z О5 СП 05 Midk NP Urn

фиг.2

а.

а

ли

СриЗ-З

фиеЛ

Адрес ПЗУ

f 16 8 4- 2 1 Зн 8 21 2н 8 21

Составитель С.Станкевич Редактор Н.Слободяник Техред А.Кравчук Корректор Л.Пипипенко

5806/50

Тираж 659Подписное

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

Вшод ПЗУ(5) Вшод ПЗУ(б)

fPuz.