Устройство для управления частотно-регулируемым трехфазным инвертором Советский патент 1988 года по МПК H02M7/515 

ры, реализовывать большое число алгоритмов работы, что достигается использованием логических переключателей 18 и 19, входы которых соединены с одновибраторами 15-17 формирования коммутирующих интервалов, генератором 8 импульсов регулируемой скважности и счетчиком 11 шестидесятиградусных интервалов. Для обеспечения независимости частоты работы автономного инвертора от числа импульсов в кривой

выходного напряжения устройство снабжено двумя делителями 3 и 9 частоты с соответствующими коммутаторами 4 и 10, переключаемыми противоположным образом. Для обеспечения надежного пуска и останова автономного инвертора устройство снабжено счетчиком 22, D-триггером 23 и элементами И 26, 24 и элементом ИЛИ 21, соединенными с логическими переключателями 18 и 19. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных инверторах с широтно-им- пульсной модуляцией. Целью изобретения является упрощение и расширение функциональных возможностей. Устрой- ci-Bo позволяет, не усложняя структуi (Л оо о СП со о ел

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления автономными инверторами с широтно-импульсной модуляцией.

Цель изобретения - упрощение и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема автономного инвертора напряжения; на фиг. 3 - диаграммы работы.

Устройство содержит последовательно включенные задатчик 1 частоты, ведущий генератор 2, делитель 3 частоты и коммутатор 4. Задатчик 5 алгоритма работы через синхронизатор 6 соединен с коммутатором 4. Задатчик 7 напряжения -подключен к задающему входу формирователя 8 импульсов регулируемой скважности, выход которого соединен с выходом делителя 9, выходы которого подключены к входам коммутатора 10, выход которого соединен со счетным входом счетчика 11, имеющего выходы 12-14, входы одновибрато- ров 15 и 16 подключены К выходу формирователя 8, а одновибратор 17 - к выходу коммутатора 10. Три выхода логических переключателей 18 и 19 соединены с блоком 20 выходных фо рми рователей непосредственно, .а три - через элементы ИЛИ 21. Выходы блока 20 соединены с управляющими входами, автономного инвертора напряжения. Счетчик 22 останова соединен с последовательно включенными D-триггером 23, элементом И 24 и выходом блока

25 пуска, к входу счетчика 22 подключен элемент И 26.

Автономный инвертор напряжения содержит коммутирующие тиристоры 5 27.1-27.6, силовые тиристоры 28.1- 28.6 и коммутирующие контуры 29.1- 29.3. .

Устройство работает следующим образом.

0 Задатчики 1, 5 и 7 формируют сиг налы о требуемой частоте, алгоритме управления (числе импульсов в периоде выходногр напряжения автономного инвертора напряжения) и величине вы ходного напряжения, изменяемого с . помощью широтно-импульсного регулирования. Ведущий генератор 2 вырабатывает импульсы, частота которых определяется задатчиком 1 и подает их

0 на делитель 3, сигнал с- одного из : выходов которого, выбранный коммутатором 4 в соответствии с требуемым алгоритмом управления, определяемым задатчиком 5, поступает на вход фор мирователя 8. Для обеспечения устойчивой работы автономного инвертора напряжения при смене алгоритма изменение последнего синхронизировано синхронизатором 6 с выходным сигналон

0 формирователя 8. При поступлении-сигнала пуска с блока 25 счетчик 22 устанавливается в нулевое состояние и снимает сигнал установки в нуль с де лителей 3 и 9, формирователя 8 и

5 счетчика 11., Импульсы с выхода делителя 3 через коммутатор 4 начинают поступать на вход формирователя 8, определяя частоту формируемых им импульсов, скважность которых определяется задатчиком 7. Формирователь

8может быть выполнен, например, в виде последовательно включенных счетчика, заполняемого имиульсами с выхода коммутатора 4 и первого входа сумматора, на второй вход которого подан код, определяющий скважность, а выходные импульсы снимаются с выхода переноса сумматора. Счетчик 11, получая импульсы от формирователя 8 через делитель 9 и коммутатор 10, начинает отсчет шестидесятиградусных

интервалов.

С приходом импульса пуска снимается сигнал установки в нуль с D- триггера 23. Передний фронт импульса с формирователя 8 запускает одновиб- раторы 15 и 16, а выходной импульс одновибратора 16 через элементы И 24 и ИЛИ 21 подается через блок 20 на тиристоры 27 и 28 автономного инвертора напряжения, что обеспечивает предварительный заряд конденсаторов в коммутирующих контурах 29. Частота запуска формирователя 8 меняется при смене алгоритма работы устройства. Чтобы выходная частота работы устройства при этом оставалась неизменной, счетчик 11 запускается через последовательно включенные делитель

9и коммутатор 10, общий коэффициент которых меняется противоположным способом относительно изменения коэффициента деления делителя 3 и коммутатора 4. Одновибратор 17 предназнаен для формирования интервала коммуации в начале каждого шестидесятиг радусного участка кривой выходного апряжения устройства. Сигналы с выода формирователя 8. одновибраторов 15-17 и счетчика 11 поступают на адесные входы двух логичес ких пере- лючат.елей 18 и 19. каждый выход ко

торых формирует сигнал управления соответствующим тиристором в соответствии с диаграммами 28-1, 28-4, 27-1-, 27-4 (фиг. 3). Для этого логические переключатели 18 и 19 реализуют логические функции

Y; А i - О Л А

, Л А i + 1 Л Л БЗ А i + 3 Л В, Л В,

Z; А ,C2V i + + 2)л C,Ci i + , ACj,

где A - десятичный код на адресных

входах логических переключателей 18 и 19,;

Y;

и Z- выходы логических переключателей 18 и.19 соответственно; их десятичный номер;

1

В,,В5,,

В, и С,,Cj,

с 3 - три информационных входа логического переключателя 18 и три информационных входа Логического переключателя 19.

Логические операторы в треугольных скобках принимают значение логической единицы, если левая часть равенства в логическом операторе равна

правой, либо равна уменьщенной на шесть правой части, и значение логи- чрского нуля в остальных случаях. Логические переключатели можно выполнить на обычной логике, на мультиплексорах, но проще всего они реализуются на постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ).В таблице представлен пример программирования двух ПЗУ, обеспечивающих реализацию логичес-

ких переключателей 18 и 19.

001000

10 00 1 О

О

1

О

о

о

1 о о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

00-0 1 1 о

о 1 о

1 1 о

о 1 о

1 о 1

0о 1

1 о 1

001

1о о

000

1 о о

000 1 1 о

о 1 о

1 1 о 01 о 1 о 1

о о 1

1 01 001

о

о

о

о

о

о

о

о

о

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1 о 1

1 о о

1 1 о 01 о

о 1 о

01 о

11 1

101 1 01

о о 1

011 0.1 о

о 1 о

000

о о 1 о о 1

101 000 000 000

о 1 о

о 1 о

000

о о 1 о о 1

1 о 1 000 000

000

01 о

000

1о о 1 о о

1 о 1

Iо о

1 1 о

о 1 о

010 010

II1

1о 1 1 о 1

1 1 100 001010

I1101 010001 10101 000100 11011 101000 10011 000010

Для всех остальных возможных входных кодов ПЗУ записываются нулевые выходные коды.

Для пуска инвертора (фиг. 3) необходим предварительный заряд коммутирующих конденсаторов,, который осуществляется за счет включения диагональных тиристоров в каждой фазе. Включение тиристоров производится с помощью короткого импульса, формируемого D-триггером и sjjeMeHTOM И 24 из сигналов, поступающих, из одновиёра- тора 16 через элемент И 26-и элементы ИЛИ 21 на диагональные тиристоры мостов инвертора (фиг. 3) одновременно переводя D-триггер 23 в единичное состояние, запрещающее дальней- щее прохождение импульсов с одновиб- ратора 16 на вход элемента И 24.

, Для останова инвертора по сигналу блока 25 запирается логический переключатель 18, при этом перестают формироваться импульсы управления силовыми тиристорами 28. Одновременно снимается сигнал установки в ноль счетчика 22 который начинает отсчет импульсов одновибратора 16 через элемент И 26. При появлении на ин версном выходе счетчика 22 нуля даль- зо вибраторами, D-триггером, двумя счетчиками, двумя логическими переключателями, каждый из которых имеет три адресных входа, три информационных входа и инверсный вход обнуления, шестью элементами ИЛИ, двумя элементами И и блоком пуска, причем связь адресных, и информационных входов ло- 4Г11ческих переключателей с их выходами определена по формулам

нейший счет в нем прекращается, логический переключатель 19 запирается, а делители 3 и 9, блок 8 и счетчик . 11 устанавливаются в исходное состояние. Для выключения всех тиристоров инвертора достаточно сформировать два-три коммутирующих импульса в любой из фаз для рассматриваемых алгоритмов работы автономного инвертора напряжения. При этом фаза, формирующая в данный момент времени широтно- регулируемое напряжение, выключается, а за ней гаснут и две остальные фазы, так как в них силовые тиристоры, работающие в момент останова, соединены с одной шиной питания, отсюда следует, что достаточно иметь двухразрядный счетчик 22.

Для получения импульсов управле- ния, пригодных для включения тиристоров, используется блок 20 выходных формирователей, который усиливает импульсы управления и обеспечивает гальваническую развязку выходных каналов устройства.

Использование предлагаемого устройства позволит, не усложняя его структуру,увеличивать число реализуемых алгоритмов управления, а также

35

40

А i

- 1 Л

45

В, Л B, i.+ В, Л C.CaV А i + i + 3 Л С, Л Cj,

i + 1 ЛВзУ А Z; А

2 ACjCaV c А

50

где А - десятичный код на адресных входах логических переключа телей.

55

и

Y,- Z:

1 выходы первого и второго логических переключателей соответственно, их десятичный номер.

осуществлять надежный пуск и останов инвертора напряжения при любой нагрузке. Упрощение устройства позволит также повысить надежность его работы,

Формула изобретения

Устройство для управления частотно-регулируемым трехфазным инвертором, содержащее задатчик частоты, соединенный через ведущий генератор с входом первого делителя частоты, формирователь импульсов регулируемой

скважности и частоты, вход задания скважности которого соединен с выхо дом задатчика напряжения, задатчик алгоритма управления, первый коммутатор с информационными входами, первьй одновибратор, блок выходных формирователей, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам ключей трехфазного инвертора, отличающееся тем, что, с

целью упрощен ия и расширения функциональных возможностей, оно снабжено синхронизатором, вторым коммутатором с п входами, вторым делителем частоты с п вькодами, вторым и третьим одно40

А i

- 1 Л

В, Л B, i.+ В, Л C.CaV А i + i + 3 Л С, Л Cj,

i + 1 ЛВзУ А Z; А

2 ACjCaV c А

50

где А - десятичный код на адресных входах логических переключа телей.

Y,- Z:

1 выходы первого и второго логических переключателей соответственно, их десятичный номер.

в,,в,

в, и С, ,Сг,

С - по три информационных входа первого и второго логических переключателей,

логическне операторы в скобках принимают значение логический единицы, если левая часть равенства в логическом операторе либо равна правой, либо равна уменьшенной на шесть правой части, и принимают значение логического остальных случаях, первый счетчик выполнен в виде двоичного счетчика на шесть с тремя выходами, при этом задатчик алгоритма соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов через блок синхронизации, синхронизирующий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов регулируемой скважности и частоты, счетным входом второго и третьего одновибраторов и вторыми информационными входами обо- 1 их логических переключателей, вход задания частоты формирователя импульсов регулируемой скважности и частоты соединен с выходом второго комму- :татора, входы которого соединены с выходами первого делителя частоты, выходы второго делителя частоты подключены к входам первого коммутатора в порядке, обратном соединению выводов первого делителя частоты и второго коммутатора, выход первого коммутатора подключен к входам первого одновибратора и первого.Счетчика, выход второго одновибратора подключен к третьему информационному входу первого логического, переключателя, выход первого одновибратора соединен с

,

10

15

20

36530510

первыми информационными входами обоих логических переключателей, с первым, вторым и третьим адреснь1ми входами которых соединены соответствующие выходы первого счетчика, выход треть; его одновибратора подключен к первому информационному входу второго логического переключателя, к счетному входу D-триггера и первому входу первого элемента И, а также к первому входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, первый, пятый и шестой выходы первого логического переключателя и второй, третий и чет- вертьш выходы второго логического переключателя соединены с соответствующими входами блока выходных формирователей через первые входы элементов ИЖ, остальные три выхода каждого логического переключателя соединены с соответствующими входами бло- ка выходных формирователей непосредственно, вторые входы элементов ИЛИ объединены и подключены к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом D-триггера, инверсные входы обнуления первого логического переключателя, D-триггера и прямой вход установки в О второго счетчика объединены и подключены к выходу блока пуска, инверсный выход:второго счетчика соединен с инверс,ным входом обнуления вт.орого логического переключателя, вторым входим второго элемента И и входом установки в О первого делителя частоты, формирователя импульсов регулируемой скважности и частоты, второго делителя частоты и первого счетчика.

25

0

35

40

i

1 It Ч

4i

о

§

«M

ci,

Сч

t fl.

Cs

d

С

с

N

Ei:

«o

Q

i$