Преобразователь ортогональных напряжений в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/06 

был f

lit

О 00

(А)

СЛ hO

1 огЗоетение относится к электротехнике, ч частности к преобразованию переменного напряжений в постоянное и может быть использовано а быстродействующих си -течэх автоматического управления.

Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей,

HP фиг,1 изобрэ:хя -Ф.. схема преобразователя ортогональных напряжений в постоянное; MS фиг.Й - временные диаграммы, поясняющие принцип работы.

Преобразователь ортогональных на- пряжонкй и постоянное содержит (фиг.1) селектор 1 большего сигнала с двум входами, селектпо 2 мепымргч сигнала с двумя входами, сумматор 3 с пеумя входами и коммутатор 4 с двумя сигнальными w управляющим входам и с двумя ылходами, выполненный из первой 5 и второ « 6 ключевых схем, при первые входы селекторов большего 1 и меньшего сигналов, а также сумматора 3 объединены и подключены к первому входному выводу 7 преобразователя орто- гончльчых напряжений Б постоянное, второй входной вывод 3 которого соединен г, вторимм еходамм селектооов большего 1 и меньшего 2 сигняла и сумматора 3, выход которого соединен с управляющим входом гом.мутатора 4, неррый и второй сигнальные зходы которого подключен1.- к выходам соответственно селектора 1 большего сигнала и селектора 2 меньшего сигнала, управляющий вход коммутатора 4 соединен с управляющими входами первой § и второй 6 ключевых схем, входы которых соединены соответственно с лррвым и оторым сигнальными входами коммутатора 4. пераый и второй выходы которого соединены с выходами соответственно первой 5 к еторой 6 ключевых схем, дополнительно содержит первый 9 и второй 10 двухпол периодные выпрямители положительного напряжений, первый 11 и второй 1 двухполупериодные выпрямители отрицательного напряжения и схему 13 сложения-вычитания с двумя инвертирующими и двумя неинвершрующими входами, зыход которой соединен с выходным выводом 14 преобразователя орто опальных напряжений ; постоянное, при этом еходь, первого 9 и второго 10 двухполупери- одных выпрямителей положительного напряжения соединены соответственно с первым входным од водом 7 преобразователя ортогональных напряжений е постоянное и РТООЫМ выходом коммутатора 4, а к их выходам подключены соответственно первый инвертирующий « первый неинвертиру- в- сды схемы 13 сложения-вычитания, входы первого 11 v. второго 2 дпухполупе- РИОДКУХ выпрямимте отрицательного напряжения соединены соответственно с первым выходом коммутатора 4 и вторым входным выводом 8 преобразователя ортогональных напряжений в постоянное, а

к их выходам подключены соответственно второй инвертирующий и второй неинвертирующий входы схемы 13 сложения-вычитания.

Преобразователь работает следующим

образом.

На первый вход 7 подается напряжение et(t) UmSin ал, а на второй вход 8 - напряжение ea(t) Umcos ал( (фиг.2а), сдвинутое на 90° по отношению к напряжению ei(t),

где Um-амплитудноезначение переменных напряжений; 2;rf - частота ортогональных напряжений.

На вход двухполупериодного выпрямителя 9 поступает напряжение ei(t), а на вход

двухполупериодного выпрямителя 12 - напряжение ejjtt). На выходе выпрямителя 9 формируется напряжение EI положительной полярности, а на выходе выпрямителя

12- напряжение Е2 отрицательной поляр- ности (фиг. 26).

При отсутствии компенсирующих напряжений Ез и Е4 на входах схемы 13 сложения-вычитания на выходе 14 преобразователя напряжение

U1Bbix -miEi -f П2Е2

где mi и m2 - коэффициенты передачи соответственно по первому инвертирующем/ и второму неинвертирующему входам схемы

13сложения-вычитания.

При mi П2 -а на выходе 14 преобразователя будет пульсирующее (с двойной частотой) напряжение U 8ых отрицательной полярности (фиг. 2в):

U1

- a(Ez-Ei)

На входы селектора 1 большего сигнала

и селектора 2 меньшего сигнала пост/пэют

также ортогональные сигналы ei(t) и es{t).

Селектор 1 большего сигнала выделяет из

обоих входных сигналов наибольший Ui

(фиг. 2г), а селектор 2 меньшего сигнала наименьший U2 (фиг. 2д).

С выходов селекторов большего 1 и меньшего 2 сигналов выделенные сигналы поступают соответственно на первый и второй сигнальные входы коммутатора 4, уп- равляющий вход которого соединен с выходом сумматора 3. Знак напряжения Еу ei(t) + e.(t) с выхода сумматора 3 (фиг 2а), т.е. полярность управляющего напряжения Еу, определяет включение одного или другого ключа 5 или 6 коммутатора 4.

При Еу 0 коммутатор 4 пропускает сигнал с выхода селектора 2 меньшего сигнала. При этом выход селектора 1 большего сигнала отключен и вместо него к сигнальному входу коммутатора 4 подключена общая шина. При Еу О оба ключа 5 и 6 коммутатора 4 срабатывают и тогда коммутатор 4 пропускает сигнал с выхода селек- тора 1 большего сигнала, так как теперь он под1спючен к сигнальному входу коммутатора 4. При этом выход селектора 2 меньшего сигнала отключен и вместо него к второму сигнальному входу коммутгтора подключе- на общая шина. На первом и втором выходах коммутатора 4 формируются напряжения UK1 (фиг. 2е) и Uic2 (фиг. 2ж).

Из напряжения UK1 с помощью выпрямителя 11 формируется компенсирующее напряжение Ез отрицательной полярности, которое поступает на второй инвертирующий вход схемы 13 сложения-вычитания. Из напряжения U«2 с помощью выпрямителя 10 формируется компенсирующее напряже- ние ЕА положительной полярности, которое поступает на первый неинвертирующий вход схемы 13 сложения-вычитания. Сумма напряжений Ез и Ез дает компенсирующее треугольное напряжение (фиг, 2а) положи- тельной полярности:

EV

-ГП2ЕЗ+ П1Е4,

где та и пг - коэффициенты передачи, соот- ветственно по второму инвертирующему и первому неинвертирующему входам схемы 13 сложения-вычитания,

При ma ni j$ компенсирующее напряжение

Ек - Ј (Е« - Ез).

В результате суммирования двух напряжений U вых и Ек на выходе 14 преобразова- теля ортогональных напряжений в постоянное формируется выходное напряжение Увых 01вых + Ек (фиг. 2и), среднее значение которого

Еср 2-1)1

При а 8(V2-1) а948-55

в - -

Г2

-0,565

5 10 15

0 5 0

5

0

5

0

5

среднее значение выходного напряжения преобразователя ортогональных напряжений в постоянное равно амплитудному знз- чению Dm входных напряжений ei(t) и е(0, т.е. ЕСр UmПри отсутствии компенсирующего напряжения коэффициент пульсаций превышает 16%,а при наличии компенсирующего напряжения составляет менее 4%.

Формула изобретения Преобразователь ортогональных напряжений в постоянное, содержащий селектор большего сигнала с двумя входами, селектор меньшего сигнала с двумя входами, сумматор с двумя входами и коммутатор с двумя сигнальными и управляющим входами и с двумя выходами, выполненный из первой и второй ключевых схем, при этом первые входы селекторов большего и меньшего сигналов, а также сумматора объединены и подключены к первому входному выводу для подключения источника ортогональных напряжений, второй входной вывод соединен с вторыми входами селекторов большего и меньшего сигналов и сумматора, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам соответственно селектора большего сигнала и селектора меньшего сигнала, управляющий вход коммутатора соединен с управляющими входами первой и второй ключевых схем, входы которых соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с выходами соответственно первой и второй ключевых схем, а также выходной вывод для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены первый и второй двухполупериодные выпрямители положительного напряжения, первый и второй двухполупериодные выпрямители отрицательного напряжения и схема сложения-вычитания с двумя инвертирующими и двумя неинвертирующими входами, выход которой соединен с выходным выводом, при этом входы первого и второго двухполупе- риодных выпрямителей положительного напряжения соединены соответственно с первым входным выводом и вторым выходом коммутатора, а к их выходам подключены соответственно первый инвертирующий и первый неинвертирующий входы схемы сложения-вычитания, входы первого и второго двухполупериодных выпрямителей отрицательного напряжения соединены

соответственно с первым выходом коммутатора и вторым входным выводом, а к их выходам подключены соответственно

второй инвертирующий и второй неинвертирующий входы схемы сложения-вычитания.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию переменного напряжения в постоянное, и может быть использовано в быстродействующих системах автоматического управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство состоит из селекторов 1, 2 большего и меньшего сигналов, одни входы которых соединены с входными выводами 7, 8, а другие - с соответствующими входами сумматора 3,выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 4. Выходы селекторов 1, 2 соединены с соответствующими входами коммутатора 4, выходы которых через двухполупериодные выпрямители 11 10 соответственно отрицательного и положительного напряжений подключены к соответствующим двум входам схемы 13 сложения-вычитания, два других входа которой соединены с выходами выпрямителей 9, 12, входами соединенными с входными выводами. При этом схема 13 сложения-вычитания имеет два инвертирующих и два неинвертирующих входа, а ее выход соединен с выходным выводом 14. Указанное выполнение устройства обеспечивает получение на его выходе напряжения, среднее значение которого равно амплитудному значению ортогональных напряжений 2 ил. (/ С

а