Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное с ШИМ Советский патент 1987 года по МПК H02M7/537 

1

1358055 2

Изобретение относится к электро- 26, а третий вход - к выходу трехфазного датчика 14 полярности.выходного тока инвертора.

технике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении как централизованных источников вторичного электропитания (ИВЭ) с синусоидальным выходным напряжением,так и децентрали- зованных ИВЭ,используемых при проекСвязи между выходами распределителе 8 импульсов, 1К-триггера 7, трех- фазного датчика 14 выходного тока инвертора и входами элементов 2И- НЕ 15-26 и ЗИ 27-32 выполнены таким

тировании электроприводов, преимущес- to образом, что на выходах элементов

твенно в тех случаях, когда коэффициент мощности нагрузки cos ( является переменной величиной.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей преобразователя 15 гическими выражениями cF и cF,

2И-НЕ 15 и 16, например, перво второго каналов логического уз формируют последовательности и сов, определяемые соответствен

за счет устранения противотактных переключений ключей стойки инвертора и уменьшения до минимально необходимой мощности управляющего сигнала.

На фиг.1 представлен преобразова- 20 тель постоянного напряжения в квази- о синусоидальное; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.

Устройство для управления трехфаз- 25 libiM мостовым инвертором 1 содержит задающий генератор 2, к выходу которого подключены два делителя 3 и 4 частоты, через элемент 2ИЛИ 5 связанные со счетным входом, а через эле- 30 мент 2И-НЕ 6 - с установочным 1-вхо- дом 1К-триггера 7, на К-вход которого подается логическая единица (напри-: мер, подключен к плюсовой шине питания). Выход элемента 2И-НЕ 6 подключен также к входу трехканального распределителя 8 импульсов, выполненного по пересчетной схеме, например, на трех 1К-триггерах 9.- 11. Выходы

выходах логических элементов 2И-НЕ 21 и 22 - последовательности импульсов

(cF)a и cFa, а на выходах логических элементов ЗИ 27 и 28 - последовательности импульсов cFacFIд и cFacFI,,.

Аналогично выполнены и другие каналы логического узла 12, на остальных выходах которого формируют последовательности импульсов, опре- , деляемые следующими логическими выражениями: на выходе элемента ЗИ 29 аКЪаР,элемента ЗИ 30 - aF baFIg,элeмeн- )FIc ,элемента ЗИ 32 - ЪFcЪFI„. На выходе логического узла

С

12 включен усилительно-развязываю- ющий узел 13, обеспечивающий необхо-. димое согласование выходных каскадов блока управления и входных каскадов трехфазного мостового инвертора 1

преобразователя.

I

Трехфазный датчик 14 полярности . распределителя 8 импульсов и 1К-триг- 40 выходного блока инвертора может иметь гера 7 подключены к входам логичес- различные варианты исполнения. На

35

кого узла 12, выходы которого через усилительно-развязывающий узел 13 . связаны с управляющими входами ключей трехфазного мостового инвертора 1. К выходным выводам последнего подключен трехфазный датчик 14 полярности выходного тока инвертора с прямыми и инверсными выходами.

Каждый из шести каналов логического узла 12 содержит последовательно соединенные элементы 2И-НЕ 15-20 (входы которых образуют входы логического узла 12), элементы 2И-НЕ 21- 26, свободные входы которых подключены к соответствующим входам одного из элементов 2И-НЕ 15-20, и элементы ЗИ 27-32, два входа которых подключены к ВЕ.гходам элементов 2И-НЕ 15Связи между выходами распределителе 8 импульсов, 1К-триггера 7, трех- фазного датчика 14 выходного тока инвертора и входами элементов 2И- НЕ 15-26 и ЗИ 27-32 выполнены таким

гическими выражениями cF и cF,

2И-НЕ 15 и 16, например, первого и второго каналов логического узла 12 формируют последовательности импульсов, определяемые соответственно лона

выходах логических элементов 2И-НЕ 21 и 22 - последовательности импульсов

(cF)a и cFa, а на выходах логических элементов ЗИ 27 и 28 - последовательности импульсов cFacFIд и cFacFI,,.

Аналогично выполнены и другие каналы логического узла 12, на остальных выходах которого формируют последовательности импульсов, опре- , деляемые следующими логическими выражениями: на выходе элемента ЗИ 29 фиг.1, например, он выполнен по схеме трансформаторов 33-35 тока, вторичные обмотки которых подключены к схеме усилителей-формирователей 36- 38 импульсов, функциональной характеристикой которых является преобра- квазисинусоидального сигнала (выходного тока преобразователя, работающего на реактивную нагрузку) в однополярный нормированный сигнал в коде 0-1 (например, усилитель мощности, компаратор или триггер Шмитта), Выходы усилителей-формирователей 36

55

38 импульсов образуют прямой выход датчика 1(6,0) подключены также к инверторам 39-41, выход1.1 которых бразуют инверсный выход датчика ЛСв.с).

с учетом существующей элементной базы микросхем, например cepi-M 155, 133 или 134 элементы, реализующие функцию элементов ЗИ-27-32, целесообразно выполнить в виде последовательно включенных элементов ЗИ-НЕ 42-47 и НЕ 48-53, как показано на фиг.1.

Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2, где обозначены и,д - выходное фазное напряжение

трехфазного мостового инвертора I, . ч . т

, , - основная гармоник выходного фазного тока для разных значений коэффициента мощности на- - грузки преобразователя (coscf О, cos tp ц 0,8.67 - отстающий, cos Ч ц

,867 - опережающий), 1,,, l

W А J

,4д - выходные сигналы трехфазного датчика 14 полярности выходного тока инвертора (фаза А) для соответствующих значений сов ( , Ug - импульсы на выходе задающего генератора 2, и, и - импульсы с выходов делителе 3 и 4 частоты.

После операции логического суммирования на выходе элемента 2ИЛИ 5 формируют последовательность импульсов , а после операции логического умножения и инверсии - последовательность импульсов IL (на выходе элемента 2И-НЕ 6), в соответствии с которыми определяют состояние 1К-триг- гера 7 и распределителя 8 импульсов , На выходах 1К-триггеров 9-11 имеют место прямые и инверсные последовательности импульсов (j и и -U(, . со сдвигом между собой.

ют

На К-выходе 1К-триггера 7 формиру- последовательность модулированных

по длительности импульсов F - U . Соответственно обозначены последовательности импульсов и на выходах элементов 2И-НЕ 15-26 U,--U2g и элементов ЗИ 27-32 и,-у выходах последних формируют сигналы, определяемые вьш1еприведенными логическими вьгралсениями, которые после усиления и необходимой гальванической развязки в усилительно-развязывающем узле 3 поступают на управляющие входы трехфазного мостового инвертора 1. В соответствии с алгоритмом работы на выходе преобразователя формируют напряжение с ШИМ ( , фиг.2). Таким образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с изве

8055

стным формирует вьгходное напряжениеi не искажаемое реакцией нагрузки при наименьшей МОЩРЮСТИ управления, обеспечиваемой за счет предельного уменьшения длительности управляющих сигналов ключей трехфазного мостового инвертора 1. При этом удается полностью устранить противотактные переключения его ключей, что особенно важно при транзисторных вариантах построения силовой части преобразователя (и, как следствие, устранить возможность возникновения сквозных 15 токов ), а также уменьшить общее число

10

0 25 „

0 5

0

коммутации.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное с РММ, содержащее задающий генератор, к выходу которого подключены два делителя частоты, через элемент 2ИЛИ подсоединенные к счетному входу и элемент 2И- НЕ - к установочному 1-входу IK- триггера, и трехканальный распределитель импульсов, выполненный по пересчетной схеме с прямыми и инверсными выходами а, а, Ъ, Ъ, с, с, своим входом соединенный с выходом элемента 2И-НЕ, а выходами - с входами логического узла, выполненного в виде шести каналов, каждый из которых включает в себя два элемента 2И-НЕ, причем связи между их входами и выходами с F-выходом 1К-триггера и выходом распределителя импульсов определяются соответственно логическими выражениями cFa, bFc, аГЪ, cFa bFc, iFb, cF, bF, aF, cF, bf, aF , о т 5

0

5

л и чающееся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей преобразователя при работе

его на нагрузку с изменяющимся кяк отстающим, так и опережающим углом нагрузки, оно снабжено трехфазным датчиком полярности выходного тока инвертора с прямь ми и инверсными выходами 1д() -Л(б, с) а каждый канал логического узла снабжен логическими элемента1-1и, выполняющими функцию ЗИ, причем связи между его входами, выходами элементов 2И-НЕ и трехфазного датчика выходного тока инвертора определяются для шести оканалов логического узла соответст- венно ло.Ическим1 Ш11ра)ни.я21н.

aPTjaFI

65

aFbaFI

8

I I INI I II Ml II I II Hill mini I я III a I .

4e ii-,13.} -innn пллл r-innji nr-tn n nrLrui ..

mjajinr.

nJiflOJLana-tuannrzrrr:::

i

ГЗПЛЛ.

ГГ «)

.).| )

Составитель О.Парфенова

CLTUL

Фиг. г

t

Т

т

7

Редактор П.Гереши Техред М.Дидык

Заказ 6006/55 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

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей. Устройство для управления преобразователем формирует выходное напряжение, не искажаемое реакцией нагрузки при наименьшей мощности управления, обеспечиваемой за счет предельного уменьшения дли- тельности управляющих сигналов ключей трехфазного мостового инвертора. При этом удается полностью устранить противотактные переключения его ключей,что особенно важно при транзисторных вариантах построения силовой .части преобразователя (и,как следствие, устранить возможность возникновения сквозных токов), а также уменьшить общее число коммутаций. 2 ил. (Q СО СП 00 ел СП