Способ управления инвертором напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в инверторах напряжения, предназначенных для частотно-регулируемого электропривода.

Цель изобретения - повышение точности слежения за формой тока нагрузки инвертора.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления инвертором напряжения; на фиг.2-диаграммы сигналов управления данного устройства.

Устройство содержит источник 1 сигналов задания, преобразователь 2 напряжение - частота, первый формирователь 3 гармонических сигналов, управляемых по частоте и амплитуде, второй формирователь

4 гармонических сигналов, управляемых по частоте и амплитуде, компаратор 5, узел б выделения сигнала тока нагрузки, блок 7 из двух D-триггеров, инвертор мостового типа на четырех ключах 8-11 с нагрузкой 12, суммирующее устройство 13, генератор 14 тактовых импульсов, источник 15 постоянного напряжения.

Первый выход источника 1 сигналов задания через преобразователь 2 напряжение - частота подключен к первым входам формирователей 3 и 4 гармонических сигналов, вторые входы которых подключены к второму выходу источника 1 сигналов задания, подключенному к второму входу суммирующего устройства 13, третий вход которого подключен к выходу источника 15 постоян««а

о

№

00

сл

иого напряжения, а первый вход - к выходу второго формирователя 4 гармонического сигнала, Выход первого формирователя 3 гармонического сигнала подключен к пер- аому входу компаратора 5, второй вход которого подключен к узлу 6 выделения сигнала тока нагрузки. Выход компаратора Ef подключен к информационным входам Ьлока 1 из двух D-триггеров, стробирующий Е1ХОД которого подключен к выходу генератора 14 тактовых импульсов, вход последнего подключен к выходу суммирующего устройства 13. Выходы блока 7 D-триггеров подключены к управляющим входам ключей $-11 инвертора.

Способ осуществляют следующим об- |{)азом.

; Сигнал задания частоты f подается на Црвые входы первого 3 и второго 4 форми- ||)ователей гармонических сигналов (фиг.1), йа вторые входы которых подается сигнал lie задания амплитуды тока 1т. На выходе Первого блока 3 формируется гармонический сигнал 17 задания тока нагрузки, уп- (эавляемый по частоте и амплитуде (фиг.2). На выходе второго блока 4 формируется сиг- Нал 18, сдвинутый на четверть периода относительно сигнала задания тока, частота которого синхронного изменяется с удвоенной частотой, амплитуда пропорциональна :игналу 16 задания амплитуды тока. В элоке 13 суммируются сигнал 18 с выхода 5лока 4, сигнал 16 с второго выхода блока II и управляемый по уровню сигнал 19 с Ьыхода источника 15. На выходе сумми- |эующего устройства 13 формируется сигнал 20, управляющий периодом тактовых ммпульсов генератора 14. В результате на выходе генератора 14 формируются тактовые импульсы, период следования которых изменяется одновременно с изменением мгновенного значения сигнала 20 задания тока.

Сигнал 17 задания тока Us на выходе блока 3, определяющий форму тока в нагрузке 12 инвертора, подается на один из входов компаратора 5, на другой вход которого подается сигнал 21, пропорциональный току нагрузки UH. В компараторе 5 происходит сравнение сигналов Уз и UH. Если UH Ua, на выходе компаратора 5 сигнал 1, если UH Us-сигнал О. Сигнал с выхода компаратора 5 подается на информационные входы двух D-триггеров. Изменение состояния D-триггеров происходит в моменты прихода на стробирующий вход D-триггеров тактовых импульсов, вырабатываемых генератором 14 тактовых импульсов.

Если сигнал на выходе компаратора 1, то в момент прихода тактового импульа на стробирующий вход D-триггеров на их прямых выходах Va, V4 появляются сигна- ы Г, а на инверсных выходах Vi, Va - сигнал О. Эти сигналы подаются на управляющие входы силовых ключей 8-11 инвертора и переключают их в состояние, при котором ключи 9 и 11 замкнуты, а ключи 8 и 10 разомкнуты и на выгрузку подается импульс отрицательной полярности. Под действием этого импульса ток 21 нагрузки уменьшается, что приводит к изменению сигнала ошибки.

Если знак сигнала ошибки изменился

UH Us, то на выходе компаратора 5 будет сигнал О, и в момент прихода тактового импульса на стробирующий вход D-триггеров на прямых выходах V2,V4 D-триггеров появляется сигнал О, а на инверсных выходах - 1. Эти сигналы поступают на управляющие тходы силовых ключей и переключают их в состояние, при котором ключи 9 и 11 разомкнуты, а ключи 8 и 10 замкнуты. При этом к нагрузке 12 прикладывается импульс напряжения положительной полярности, под действием которого ток 21 нагрузки начинает увеличиваться, что приводит к изменению знака сигнала ошибки. При UH Us на выходе компаратора 5 будет сигнал 1. Далее процессы повторяются.

Таким образом, согласно предлагаемому способу на выходе генератора тактовых импульсов формируются сигналы, период следования которых изменяется одновременно с изменением мгновенного значения сигнала задания. Чем больше мгновенное значение сигнала задания, тем больше период следования тактовых им- пульсов. Минимальное и максимальное значения периода тактовых импульсов задаются в зависимости от вида, характера и диапазона изменения нагрузки.

Формирование выходного тока инвер- тора с использованием тактовых импульсов с переменным периодом следования позволяет повысить точность формирования тока нагрузки.

Формула изобретения

Способ управления инвертором напряжения, состоящий в том, что формируют сигнал задания тока и сигнал, пропорциональный мгновенным значениям тока нагрузки, формируют сигнал ошибки путем сравнения сигна ла задания тока и сигнала, пропорционального мгновенным значениям тока нагрузки, определяют знак сигнала ошибки, формируют тактовые импульсы, запоминают знак сигнала ошибки в моменты

формирования тактовых импульсов, сравнивают его со знаком сигнала ошибки в момент формирования предыдущего тактового импульса, при изменении знака сигнала ошибки формируют сигналы переключения вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности слежения за формой выходного тока нагрузки инвертора, формируют сдвинутый на четверть периода относительно

0

сигнала задания тока сигнал гармонической формы, амплитуда которого пропорциональна амплитуде сигнала задания тока, а частота равна удвоенной частоте сигнала задания тока, суммируют его со значением амплитуды сигнала задания тока и сигналом постоянной величины, формируют период указанных тактовых импульсов пропорционально мгновенному значению полученного суммарного сигнала.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе переменного тока с частотно-токовым управлением. Целью способа является повышение точности слежения за формой тока нагрузки инвертора. В способе управляют переключением вентилей инвертора. Для этого формируют сигнал задания тока нагрузки, сравнивают его с фактическим мгновенным значением тока нагрузки инвертора, определяют знак сигнала ошибки в момент прихода тактового импульса, одновременно запоминают знак сигнала ошибки, сравнивают его со знаком, имеющим сигнал ошибки в момент прихода предыдущего тактового импульса. При неравенстве знаков формируют сигналы переключения вентилей инвертора. При этом регулирование выходного тока инвертова всегда осуществляется со знакопеременной ошибкой, а период следования тактовых импульсов изменяется в функции мгновенного значения сигнала задания тока нагрузки инвертора. 2 ил.

о

/

Фиг.Г

W

т

/

т

17