Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов Советский патент 1990 года по МПК H03B27/00 

U.

- Uxsinwtj CD

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - получение плавной регулировки фазы выходного напряжения (ВН) и расширение диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды ВН при регулировании фазы. Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок управления 1, генератор 2 переменной частоты, реверсивный счетчик 3, блоки постоянного запоминания 4 и 5, ЦАП 6-9, сумматоры 10-16, управляемые источники 17 и 18 опорного напряжения, блоки коррекции (БК) 19 амплитуды и инверторы 20 и 21. Данное выполнение цифрового генератора позволяет ему работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты ВН при постоянной его амплитуде

регулирование амплитуды ВН при постоянной частоте

регулирование фазы ВН при постоянных частоте и амплитуде, при этом д.б. использован БК 19, и регулирование фазы и амплитуды ВН при постоянной частоте, при этом БК 19 отсутствует. Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота ВН за счет изменения напряжения на первом выходе блока управления. 1 з.п.флы, 2 ил.

i 1 /з 73

Ub 2 uycostj t 2 uxsinu) t2™ t2 u cosujt) (2)

11/3 /З

Uc -(j U cosoj t- j Uxsinw t f -y t + -y Ux cos w t). (3)

Четвертый сумматор 14 вычисляет значение напряжения U фазы А в соответствии с формулой (1), шестой сумматор 15 - напряжения Uc фазы С, третий сумматор 16 предразначен для получения напряжения третьей фазы В трехфазного синусоидального сигнала (фиг.2з).

Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов может работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты выходного напряжения при постоянной его амплитуде, при этом Uх const, Uv const; регулирование амплитуды выходного напряжения при постоянной

частоте, при этом

иу

var, U,

const, регулирование фазы выходного напряжения при постоянных частоте и амплитуде, при этом UK var, Uy const и в генераторе должен использоваться блок 19 коррекции амплитуды; регулирование фазы и амплитуды выходного напряжения при постоянной частоте, при этом

и„. var, U.

const и в генераторе

отсутствует блок 19.

Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота выходного напряжения за счет изменения напряжения на первом выходе блока 1 управления.

Блок 19 коррекции амплитуды предназначен для стабилизации амплитуды ,выходного напряжения генератора при регулировании фазы. В этом режим работы напряжение на четвертом выходе блока 1 управления и, соответственно, выходное напряжение второго управляемого источника опорного напряжения 18 остается постоянными по амплитуде, т„е. U const. Выходное напряжение U блока 19 коррекции амплитуды является функцией выходного напряжения Ux первого управляемого источника 17 опорного напряжения, амплитуда и полярность которого определяют требуемый сдвиг фазы выходного напряжения генератора. Для того,чтобы амплитуда выходного напряжения генератора оставалась постоянной при регулировании фазы, необходимо, чтобы в блоке 19 производилось вычисление скорректированного значения напряже- в соответствии с выражением

В

ния U

U V(Uv const)2 - uj. В качестве одного из вариантов практической реализации блока 19 могут быть использованы последовательно соединенные схемы вычисления разности квадратов и извлечения корня.

Наряду со стабилизацией амплитуды выходного напряжения генератора введение в генератор блока 19 позволяет расширить диапазон изменения фазы выходного напряжения. Например, при изменении напряжения Ux в диапазоне Ux

°- ±ихм«кс .ГД-е IU «кс 1иум«,кс1- максимальное значение напряжения их, диапазон регулирования фазы

без

Vs

arctg - составляет 0...1450 Uv

10

435346

блока 19 и 0... ±90° при его наличии, т.е. диапазон регулирования фазы увеличивается в два раза при изме- , нении напряжений U и Uy в тех же пределах. При наличии блока 19 можно обеспечить плавное регулирование фазы выходного напряжения генератора и в более широком диапазоне, в том числе и O...i350°. Для этого необходимо дополнительно обеспечить соответствующее изменение полярности управляющих напряжений Ux и Uy при переходе результирующего вектора напряжения на плоскости XY из одного квадранта в другой.Сигналы управления фазой и амплитудой выходного напряжения генератора, поступающие с третьего и четвертого выходов блока 1 управления, могут быть как в цифровой,так и в аналоговой формах, что требует соответствующей реализации первого и второго управляющих источников 17 и 18 напряжения.

Временные диаграммы работы генератора при скачкообразном изменении

15

20

25

составляющей U от О до - U

(третий режим работы генератора) показан на фиг.2 (интервал времени t2-t3). Как видно из временных диаграмм, выходные напряжения фаз А,В,С получают приращение фазы +90°„

х Ном

dv arc

arctg

U,

Уи -и

arctg

Ux

arctg + 90

Таким образом, по сигналам с первого выхода блока 1 управления осуществляется изменение частоты, с второго выхода - изменение чередования фаз, с третьего выхода - изменение фазы, с четвертого выхода - изменение амплитуды трехфазных синусоидальных сигналов.

Широкие функциональные возможности предлагаемого генератора позволяют применять его в качестве эталонного генератора как в системах управления вентильными преобразователями, использующих метод слежения за эталонным сигналом, так и в измерительной технике.

Формула изобретения

последовательно соединенные генератор псфеменной частоты, вход управления которого соединен с первым выходом блока управления, реверсивный счетчик первый блок постоянного запоминания, пйрвый цифроаналоговый преобразовател и первый сумматор, последовательно соединенные второй блок постоянного запоминания, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй цифроаналоговый преобразователь и второй сумматор, а также третий сумма- , второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с взводом управления реверсивного счетчика и входом управления первого уп- рйвляемого источника опорного напряжения, выход которого соединен с входа- м опорного напряжения первого -и вто- pcjiro цифроаналоговых преобразователей и с другими входами первого и второго сумматоров, отличающийся тем, что, с целью получения плавной регулировки фазы выходного напряжения введены последовательно соединенные пйрвый инвертор, вход которого соединен с выходом второго сумматора,чет вфртый сумматор и второй инвертор, выход которого соединен с первым вхо- дбм третьего сумматора, последовательно соединенные третий цифроаналого- вмй преобразователь и пятый сумматор, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора и другим входом четвертого сумматора, последовательно соединенные четвертый цифро- аналоговый преобразователь и седьмой сумматор, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора, а также второй управляемый источник

0 5 0

5

0

опорного напряжения, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора соединен с третьим входом шестого сумматора, выход первого инвертора соединен с четвертым входом шестого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора,выход первого блока постоянного запоминания соединен с входом третьего циф- роаналогового преобразователя, выход второго блока постоянного запоминания соединен с входом четвертого циф- роаналогового преобразователя, выход второго управляемого источника опорного напряжения соединен с входами опорного напряжения третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами пятого и седьмого сумматоров, а выходы второго инвертора и шестого сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами цифрового генератора трехфаз- нык синусоидальных сигналов.

$

8

г

Составитель А. Мышакин Редактор А. Огар Техред М.Ходанич Корректор м. Максимишинец

Заказ 407

Тираж 648

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

t

(риг.2

Подписное