Устройство для управления преобразователем Советский патент 1988 года по МПК H02M7/48 

/

с

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано -для управления асинхронными эдектроприводами.

Цель изобретения - увеличение точности управления преобразователем путем повьшения степени точности ап- прокс1 1мации синусо.идальной формы выходного напряжения. т На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие работу устройства.

: Устройство содержит задающий ге- 1 ератор 1, выход которого подключен 1.входу кольцевой пересчетной схемы 2, выходы которой от 1-го до (n-l)-r фдразрядно подключены к входам фор- Цирователя 3 модулированного напряжения, а выход лоследнего разряда т одключен к тактовому входу формиро- йатёля 4 импульсов управления, образованному объединенными первыми входами первого 5 и второго 6 элементов 2И, вторые входы которых предназначены для подключения к выходам задатчи

второму входу третьего 17, третьему входу четвертого, третьему входу пятого 19 и второму входу восьмого 22 элементов ЗИ, выход первого инвертора 13 подключен к объединенным второму входу первого 15, третьему входу третьего 17, второму входу шестого 20 и третьему входу восьмого 22 элементов ЗИ, выход второго инвертора 14 подключен к третьим входам первого 15, второго 16, шестого 20 и седьмого 21 элементов ЗИ, выход первого мультиплексора 11 подключен к объединенным первым входам первого 15, третьеко 17, пятого 19 и седьмого 21 элементов ЗИ, выход второго мультиплексора 12 подключен к объединенным первым входам второго 16, четвертого 18, шесто го 20 и восьмого 22 элементов ЗИ, выходы первого 15 и второго 16 элементов ЗИ подключены к входам первого элемента 2ШШ 23, выходы третьего 17 и четвертого 18 элементов ЗИ подключены к входам второго элемента 2ИЛИ 24, выходы пятого 19 и шестого 20 элементов ЗИ подключены к входам третьего элемента 2ИЛИ 25, выходы седьмого 21 -I восьмого 22 элементов ЗИ

ка направления вращения, а выходы которых подключены соответственно к вхо-30 подк,11ючены к входам четвертого эле- дам прямого и обратного счета ревер- мента 2ИЛИ 26, выходы первого 23, втосивного счетчика 7, первый 8 и второй рого 24, третьего 25 и четвертого 26 9 усилители мощности, входы которых подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выхо- 35 Дам формирователя 3 напряжения, а выходы предназначены для подключения к нагрузке. Формирователь 3 модулированного напряжения снабжен ПЗУ 10, первым 11 и вторым 12 п-разрядными 40 мультиплексорами, первым 13 и вторым 114 инверторами, восемью элементами ЗИ j5 - 22, четьфьмя элементами 2ШШ .23- .26, причем адресные входы ПЗУ 10 под;:;

элементов.2ИПИ образуют соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы формирователя модулированного напряжения

Устройство для управления преобра- I. ,

зователем работает следующим образом, (фиг. 1 и 2).

Генератор 1 в соответствии с сигналом управления Uj вырабатьшает прямоугольные импульсы Frtrt заданной частоты, которые поступают на вход кольцевой пересчетной схемы 2

ключены к выходам кольцевой пересчет- jg (фиг. 2, г ) Схема 2 циклически

ной схемы, 2п выходов ПЗУ -10 подключены в прямой последовательности к 2п информационным входам второго 111ультиплексора 12, п управляющих входов первого 11 и второго 12 мультиплексоров объединены и подключены к п выходам реверсивного счетчика 7 формирователя импульсов управления, (п+1)-й выход которого подключен к

50

формирует на своих выходах последовательность управлякяцих двоичных чисел от числа 000...0 до числа, 1П ... I . Сформированные входы двоичных чисел последовательно поступают на адресные входы ПЗУ 10 формирователя 3 модулирующих напряжений. За ццкл работы кольцевой пересчетной схемы 2, а соответственно, и форм фователя 3 модупервому инвертору 13 и к объединенным.- лирующих напряжений на каждом из 2

вторым входам второго 16, четвертого 18, пятого 19 и седьмого 21 элементов ЗИ, (п+2)-й- выход подключен к входу второго инвертора 14 и к объединенным

выходов ПЗУ 10 будет выставлен один из импульсов НИМ, каждый из которых соответствует определенной точке аппроксимации синусоидального напряже0

0

5

5

второму входу третьего 17, третьему входу четвертого, третьему входу пятого 19 и второму входу восьмого 22 элементов ЗИ, выход первого инвертора 13 подключен к объединенным второму входу первого 15, третьему входу третьего 17, второму входу шестого 20 и третьему входу восьмого 22 элементов ЗИ, выход второго инвертора 14 подключен к третьим входам первого 15, второго 16, шестого 20 и седьмого 21 элементов ЗИ, выход первого мультиплексора 11 подключен к объединенным первым входам первого 15, третьеко 17, пятого 19 и седьмого 21 элементов ЗИ, выход второго мультиплексора 12 подключен к объединенным первым входам второго 16, четвертого 18, шесто го 20 и восьмого 22 элементов ЗИ, выходы первого 15 и второго 16 элементов ЗИ подключены к входам первого элемента 2ШШ 23, выходы третьего 17 и четвертого 18 элементов ЗИ подключены к входам второго элемента 2ИЛИ 24, выходы пятого 19 и шестого 20 элементов ЗИ подключены к входам третьего элемента 2ИЛИ 25, выходы седьмого 21 -I восьмого 22 элементов ЗИ

0 подк,11ючены к входам четвертого эле- мента 2ИЛИ 26, выходы первого 23, вто рого 24, третьего 25 и четвертого 26

элементов.2ИПИ образуют соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы формирователя модулированного напряжения

Устройство для управления преобра- I. ,

зователем работает следующим образом, (фиг. 1 и 2).

Генератор 1 в соответствии с сигналом управления Uj вырабатьшает прямоугольные импульсы Frtrt заданной частоты, которые поступают на вход кольцевой пересчетной схемы 2

0

формирует на своих выходах последовательность управлякяцих двоичных чисел от числа 000...0 до числа, 1П ... I . Сформированные входы двоичных чисел последовательно поступают на адресные входы ПЗУ 10 формирователя 3 модулирующих напряжений. За ццкл работы кольцевой пересчетной схемы 2, а соответственно, и форм фователя 3 модувыходов ПЗУ 10 будет выставлен один из импульсов НИМ, каждый из которых соответствует определенной точке аппроксимации синусоидального напряже3 1

ния в пределах 1/4 его периода (фиг. 2, Uf ,.., , ) , Сформированные таким образом 2 сигналов ШИМ 02 выходов ПЗУ -10 формирователя 3 модулирующих напряжений поступают на 2 информационных входов мультиплексоров 11 и 12.

По завершении каждого из циклов работы кольцевой пересчетной схемы 2 сигнал, поступающий с выхода ее старшего разряда через один из элементов 2И (например, 5), переводит в новое состояние реверсивный счетчик 7. Сигналы с выходов 1 t п реверсивного счетчика 7 поступают на управляющие входы п-разрядных мультиплексоров 11 и 12, переключая мультиплексоры для коммутации очередного из импульсов ШИМ.

В каждом цикле работы пересчетной схемы 2 мультиплексоры П и 12 коммутируют на- свои выходы каждый по одному из сформированных в цикле работы формирователем 3 сигналов ШИМ,

За циклов работы на выходах мультиплексоров 11 и 12 последовательно появляются все сформированные формирователем 3 сигналы ШИМ, соответствующие 1/4 периода синусоиды.

5

0

5

0

При этом на выходе мультиплексора 12 сигналы ШИМ сдвинуты по фазе по отношению к сигналам ШИМ на выходе мультиплексора 11 ровно на 90 (фиг. 2, UMS« и UMSS) J Знак сдвига фаз зависит от того, какой из элементов 2И 5 или 6 коммутирует сигнал с выхода старшего разряда кольцевой пересчетной схемы 2 на вход +1 или -1 реверсивного счетчика 7.

Сформированные таким образом на выходах п-разрядных мультиплексоров 11 и 12 сигналы ШИМ, соответствующие двум соседним четвертям периода синусоидальной функции, поступают на один из входов восьми элементов ЗИ, 15 - 22. На остальные входы элементов ЗИ с выходов п+1 и п+2 реверсивного счетчика 7 непосредственно либо через инверторы 13 или 14 поступают импульсы, управления, комбинации которых определяют очередность коммутации сигна- лов ШИМ на входы четьфех элементов 2ШШ 23 - 26 (фнг. 2, п+1, ivH, п+2, П+2-).

Выходы мультиплексоров П и 12 и реверсивного счетчика 7 п+1 и п+2 соединены с входами элементов ЗИ 15 - 22 в соответствии, например, со сле дующей таблицей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводом. Цель изобре.тения - зтелнчение точности управления преобразователем. Устройство управления содержит задающий генератор 1, подключенный через пересчетную схему 2 к одним входам формирователя модулированного напряжения 3, Выходы формирователя импульсов управления 4 подключены к другим входам формирова- теля модулированного напряжения 3. Вьтолнение формирователя модулированного напряжения на базе постоянного запоминающего устройства 10 позволяет повысить степень точности аппроксимации синусоидальной формы выходного напряжения. Реверсирование направления вращения ротора электродвигателя осуществляется переключением входов элементов 2И и 5 и 6 без потери сигнала в момент реверса. 2 ил., 1 табл.

С выходов элементов 2ИЛИ 23 и 25 на прямые входы схем преобразователей сигналов ШИМ соответственно о и 9 поступают сигналы ШИМ, соответствующие положительным полупериодам- синусоидальной функции, ас выходов элементов 2ИЛИ 24 и 26 на инвертирующие входы преобразователей сигналов ШИМ 8 и 9 поступают аналогичные сигналы ШИМ, сдвинутые во времени на полупериоды и соответствующие отрицательным полупериодам синусоидальной функции.

50

55

На выходах преобразователей сигналов ШИМ 8 и 9 вырабатьшаются сигналы полного периода с высокой степенью ап-, : проксимации синусоидальной функции (фиг. 2), При этом сигналы на выходах преобразователей ШИМ 8 и 9 отличаются по фазе точно на 90. Знак отличия фаз определяется направлением счета реверсивного счетчика 7 и задается сигналами, поступающими на входы устройства для управления преобразователем. 5

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение точности управления путем повышения степени точности аппроксимации синусоидальной формы выходного Н&пряжения. При этом реверсирование направления вращения ротора электро- д)вигателя осуществляется переключением входов элементов 2И 5 и 6 без jnoVepH сигнала в момент реверса, что дополнительно увеличивает точность управления электроприводом презици-; синых следящих систем.

формула изобретения

I Устройство для управления преобразователем , содержащее задающий геi epaTop, выход которого подключен, к ходу, кольцевой пересчетной схемы, фыходы разрядов от 1-го до (п-О-го КОТОРОЙ подключены поразрядно к вхо- |;ам формирователя модулированного напряжения 5 выход п-го разряда подключен к тактовому входу формирователя импульсов, .управления, образованному объединенными первыми входами первого и -второго элементов 2Иэ вторые входы которых предназначены дл.я подключения к выходам блока- задания направления вращения, выходы которых подключены соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, первый и второй усилители Мощности, входы которых подключены соответственно к первому и второму, третьему и четвертому выходам формирователя напряжения, а выходы

предназначены для подключения к нагрузке, отличающееся тем,, что, с целью повьшзения точности управления преобразователем путем повышения степени точности аппроксимации синусоидальной формы выходного напряжения, формирователш модулиро ванного напряжения снабжен ПЗУ, первым и вторым п-разрядными мультшше-. ксорами, первым и вторым инверторами, восемью элементами ЗИ, четырьмя элементами 2Ш1Й, причем адресные входы

ПЗУ подключены к выходам кольцевой пересчетной схемы, 2 выходов ПЗУ под- подключены в прямой последовательности к 2 информационным входам первого мультиплексора и в обратной последовательности - к 2 информационным входам второго мультиплексора, п управляющих входов первого и второго мультиплексоров объединены поразрядно и подключены к п вькодам рев.ер- сивного счетчика формирователя импульсов управления, (п+1)-й выход которого подключен к первому инвертору

и к объединенным вторым входам второго, четвертого, пятого и седьмого элементов ЗИ, (п+2)-й выход подключен к входу второго инвертора и к объединенным второму входу третьего, третьим

входам четвертого и пятого, к второму входу восьмого элементов ЗИ, выход первого инвертора подключен к объединенным второму входу первого, третьему входу третьего, второму входу шестого и третьему входу восьмого элементов ЗИ, выход второго инвертора подключен к третьим входам первого, второго, шестого и седьмого элементов ЗИ, первого мультиплексора подключей к объединенным первым входам первого,.третьего,.пятого и седьмого элементов ЗИ, выход второго мультиплексора подключен к объединенньм. йервым входам второго, четвертого, шестого и восьмого элементов ЗИ, выходы первого и второго элементов ЗИ подключены к входа { первого элемента 2ИЛИ, выходы третьего и четвертого эл€ментов ЗИ подключены к входам второго элемента 2ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов ЗИ подключены к входам третьего элемента 2ИЛИ, выходы седьмого и восьмого элементов ЗИ подключены к в ходам четвертого элемента

2ИЛИ, выходы первого, второго, третьего и четвертого .элементов 2ИЛИ образуют соответственно первый, вто . рой, третий и четвертый выходы формирователя модулированного напряжения,