Способ управления инвертором Советский патент 1991 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для управления инверторами и электропривода при преобразовании постоянного напряжения в синусоидальное переменное напряжение.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения инвертора за счет подавления гармоник основной частоты и повышение быстродействия отработки сигнала обратной связи.

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа управления; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений на выходе соответствующих блоков, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит инвертор 1. LC- фильтр 2, коммутатор 3 аналоговых сигналов, выпрямитель 4, ограничитель 5 и 6 спектра, дифференциальный усилитель 7,

суммирующий усилитель 8, генератор 9 тактовых импульсов, делитель 10 частоты, формирователь 11 треугольного напряжения, управляемый делитель 12 напряжения, компаратор 13, клемму 14 эталонного напряжения, клеммы 15 и 16 постоянного напряжения питающего инвертор, клеммы 17 и 18 выходного синусоидального напряжения инвертора.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 вырабатывает прямоугольные импульсы тактовой частоты формы меандр (фиг.2а), которые поступают на формирователь 11 симметричных треугольных положительных импульсов и на вход делителя 10. Импульсы основной частоты с первого выхода делителя (фиг.2,6) поступают на управляющие входы коммутатора 3 и инвертора 1, импульсы с второго выхода

О Ю

Јь

О СО

о

делителя 10 позволяют определить номер периода тактовой частоты на половине периода основной частоты, который увеличивается на первой четверти периода основной частоты и уменьшается на второй четверти, в соответствии с этим номером подключается один из входов управляемого делителя 12 напряжения, что приводит к ступенчатому изменению его коэффициента передачи по синусоидальному закону на каждой половине периода основной частоты.

На аналоговый вход управляемого делителя 12 поступает положительное напряжение суммарной обратной связи, которое формируется следующим образом. Переменное напряжение (фиг.2е) с клемм 17 и 18 поступает на выпрямитель 4, с выхода которого пульсирующее положительное напряжение поступает на вход ограничителя 6 спектра, который ограничивает спектр напряжения сверху, начиная с основной частоты.

Выходное напряжение ограничителя 6 спектра поступает на инвертирующий вход усилителя 7, на неинвертирующий вход которого поступает положительное постоянное напряжение с клеммы 14.

Переменное напряжение с двух дополнительных полуобмоток дросселя LC- фильтра 2 пропускается поочередно коммутатором 3 на вход ограничителя 5 спектра (фиг,2ж), причем работа коммутатора 3 синхронизирована импульсами основной частоты на его управляющем входе. Ограничитель 5 спектра ограничивает спектр выходного напряжения коммутатора 3 сверху, начиная с тактовой частоты.

Выходное напряжение ограничителя 5 спектра (фиг,2з) поступает на первый вход усилителя 8, на второй вход которого поступает напряжение основной обратной связи с выхода усилителя 7. Напряжение суммарной обратной связи с выхода усилителя 8 подвергается операции дискретного изменения уровня в управляемом делителе 12 (фиг.2в, сплошная линия). На фиг.2в пунктиром показана форма напряжения на выходе делителя 12 для случая, когда в спектре напряжения на выходе инвертора 1 (фиг.2д) присутствует третья гармоника.

Компаратор 13 сравнивает напряжение на выходах делителя 12 и формирователя 11 (фиг.2г) и-вырабатывает импульсы напряжения тактовой частоты, которые поступают на второй управляющий вход инвертора 1, приэтом при превышении мгновенного значения напряжения на выходе делителя 12 над мгновенным значением напряжения на выходе формирователя 11 обеспечивается

проводящее состояние силовых ключей инвертора, полярность выходных импульсов которого определяется полярностью напряжения основной частоты на первом управляющем входе инвертора 1.

В реальных схемах инверторов имеют место искажения закона широтной модуляции, реализованного компаратором 13, из- за ограниченного быстродействия силовых

0 ключей инвертора 1. Это проявляется в появлении напряжений гармоник основной частоты в спектре выходного напряжения инвертора 1 (фиг.2д). Те из них, которые находятся в полосе пропускания ограничи5 теля спектра 5, подавляются аналогично рассмотренному выше.

Таким образом, способ позволяет улучшить качество выходного напряжения инвертора с выходным LC-фильтром за счет

0 подавления гармоник основной частоты и повышается быстродействие обработки сигнала обратной связи за счет организаций цепи дополнительной обратной связи с высоким быстродействием обработки сигналов.

5 Формула изобретения

Способ управления инвертором с выходным LC-фильтром, заключающийся в том, что задают тактовую частоту, формируют синхроимпульсы основной частоты с пе- 0 риодом, кратным периоду тактовой частоты, у которых положительные и отрицательные интервалы равны, выпрямляют выходное напряжение инвертора, ограничивают сверху спектр частот выпрямленного напряже5 ния, вычитают полученное напряжение из эталонного постоянного напряжения и получают положительное напряжение основной обратной связи, формируют из на- яряжения суммарной обратной связи

0 положительное ступенчатое напряжение, аппроксимирующее синусоидальный закон на каждом полупериоде основной частоты, длительности ступеней которого равны между собой и кратны периоду тактовой ча5 стоты, уровень ступени нарастает на интервале первой четверти периода и убывает на интервале второй четверти периода, уровни ступеней соотносятся друг с другом по синусоидальному закону и определяются уров0 нем напряжения суммарной обратной связи, формируют положительное треугольное напряжение тактовой частоты, амплитуда которого превышает амплитуду ступенчатого напряжения, сравнивают тре5 угольное напряжение со ступенчатым и включают силовые ключи инвертора на интервалах, когда мгновенное значение ступенчатого напряжения превышает мгновенное значение треугольного напряжения, полярность напряжения на выходе

инвертора определяют полярностью синхроимпульсов основной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения инвертора за счет подавления гармоник основной частоты и повышения быстродействия отработки сигнала обратной связи, измеряют мгновенное значение переменного напряжения на дросселе LC-фильтра, инеертиру0

ют это напряжение на каждом интервале отрицательной полярности синхроимпульсов основной частоты, ограничивают спектр его частот сверху и получают напряжение дополнительной обратной связи, которое суммируют с напряжением основной обратной связи и используют полученное напряжение в качестве указанного напряжения суммарной обратной связи.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в синусоидальное переменное. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения инвертора за счет подавления гармоник основной частоты и повышение быстродействия обработки сигнала обратной связи. Способ заключается в том, что формируют треугольное напряжение заданной частоты, сравнивают его со ступенчатым напряжением, амплитуда которого определяется сигналом суммарной обратной связи, и включают ключи HHBepTOpav когда уровень ступенчатого напряжения превышает уровень треугольного напряжения. Напряжение суммарной связи формируют путем выпрямителя выходного напряжения, ограничения спектра его частот сверху, вычитания выпрямленного напряжения из эталонного и суммирования полученного напряжения с измерением напряжения на фильтре инвертора, спектр частот которого ограничен. 2 ил. Sv Ј

Фиг.1

Ж

фуг 2

LJUUUULJ

4 t