Источник квазисинусоидального напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

VI

О О

О

4Ь. VI ел

Изобретение относится i<: силовой преобразовательной технике и предназначенодля использования в системах управления автономных инверторов напряжения и непосредственных преобразователей частоты. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. В устройство введены пиковый детектор б^и три коммутатора полярности 5, 7 и 12, мультивибратор 13, распределитель 14, сумматор 8, дополнительные сумматор-вычитзтель 9, диод 11 и аналоговый умножитель 10. К выходу генератора 1 линейно изменяющегося на^~ пряжения подключены входы сумматора непосредственно и через цепь, состоящую из пикового детектора 6 и первого коммутатора 7 полярности. 2 ил.

Ф//г./:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления автономных инверторов напряжения, непосредственных преобразователей частоты и других преобразователей.

В системах управления вентильных преобразователей используют многофазные источники синусоидального напряжения с широкодиапазонным регулированием по частоте и амплитуде. Известны источники с прямоугольной аппроксимацией кривой. Однако у них велик шум квантования и сложна аппаратурная реализация. В источниках с линейной аппроксимацией также сложна реализация и снижается точность формирования при глубоком регулировании сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фазосмещающее устройство, .содержащее источник квазисинусоидального сигнала, состоящий из генератора линейно изменяющегося напряжения, сумматора-вычитателя, аналогового умножителя, диода и источника постоянного напряжения. Квазисинусоидальное напряжение высокого качества получают на выходе аналогового умножителя, шумы квантования отсутствуют.

Недостатком известного устройства является отсутствие регулировки-амплитуды. Устройство является одноканальным.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей источника.

Для достижения поставленной цели источник квазисинусоидального напряжения, содержащий генератор линейноизменяющегося напряжения, к выходу кбторого подключены аналоговый умножитель и первый вычитающий вход сумматора-вычитателй, а через диод - суммирующий вход сумматоравычитателя, выход которого соединен с входом аналогового умножителя, снабжен пиковым детектором, тремя коммутаторами полярности, мультивибратором, распределителем, сумматором, дополнительным сумматором-вычитателем, дополнительным диодом и дополнительным аналоговым ум - ножителем, причем к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения подключены входы сумматора непосредственно и через цепь, состоящую из пикового детектора и первого коммутатора полярности, выход пикового детектора соединен с вторыми вычитающими входами основного и дополнительного сумматоров-вычитателей, а выхЬд сумматора соединён с первым вычитающим входом дополнительного сумматора-вычитателя и входом дополнительного аналогового умножителя, а через

дополнительный диод - с суммирующиц входом дополнительного сумматора-вычи тателя, выход которого соединен с дополнительным аналоговым умножителем, к

выхода основного и дополнительного аналоговых умножителей-подключены соответственно второй и третий коммутаторы полярности, мультивибратор подключен к распределителю, первый выход которого

0 соединен с запускающей цепью генератора лийейно изменяющегося напряжения и управля1рщим входом первого коммутатору полярности, а второй и третий выходы распределителя подключены соответственно к

5 управляющим входам второго и третьего коммутаторов полярности, распределителе выполнен четырехтактным, формирующие на выходах/1огические функции

Fi Та + Т4: F2 Тз + Т4; Рз Тт + Т,

0 где Т| 1 только на 1-м такте (1 1,2,3,4).

На фиг. 1 представлена структурная схе ма предлагаемого источника; на фиг.2 - менные диаграммы, поясняющие erf работу.5 Источник квазисинусоидального : пряжения содержит генератор 1 линейнд изменяющегося напряжения, который, подключен к первому вычитающему входу сумт матора-вычитателя 2 и аналоговому/

0 умножителю 3, а через диод 4 - к суммиру юЩему входу сумматора-вычитателя 2, вы ход которого через аналоговый умножитель 3 подключен к второму коммутатору 5 по лярности. Генератор 1 линейно измеНяюще5 гося напряжения через пиковый детектор б, первый коммутатор 7-полярности и сумма-. тор 8 подключен к первому вычитающему входу дополнительного сумматора-вычитатieля 9 и дополнительному аналоговому умножителю 10. и через дополнительный диод, 11 выход сумматора 8 связан с суммирующим входом дополнительного сумматоравычитателя 9, выход которого .через дополнительный аналоговый умножитель

5 10 подключен к третьему коммутатору 12 полярности. Выход пикового детектора б подключен к вторым вычитающим входам основного и дополнительного сумматброввычитателей 2 и 9. Мультивибратор 13 связан с распределителем 14, первый, второй и третий выходы которого связаны с управляющими входами первого 7, второго 5 и третьего 12 коммутаторов полярности. Первый выход распределители 14 связан с

5 цепью запуска генератора 1 линейно изменяющегося напряжения.

На фиг.2 обозначены: 15 - сигнал на выходе генератора 1 линейно изменяюще-. гося напряжения; 16 - сигнал на выходе сумматора-вычитателя 2; 17 - сигнал на вы

ходе аналогового умножителя 3; 18 - сигнал на выходе второго коммутатора 5 полярности; 19 - сигнал на управляющем входе коммутатора 5; 20 - С11гнал на выходе первого коммутатора 7 полярности; 21 - сигнал на управляющем входе первого коммутатора 7 полярности; 22 - сигнал на выходе сумматора 8;23 - сигнал на выходе yльтивибpato ра 13; 24 - сигнал на В1аходе третьего коммутаго1эа 12 полярности; 25 - управляющий сигнал на третьем коммутаторе 12 полярности.

Источник квазисинусоидального напряжения работает следующим образом.

Источник фор.мирует на выходах комйураторов 5 и 12 полярности парафазную систему квазисинусоидальных напряжений со взаимным сдвигом на 90° (диаграк5мы 18 и 24). Из указанной системы парафазных сигналов с помощью доподнмтельных элементов может быть реализована система напряжений любой фазности. -

Из линейно изменяющегося напряжения 15 с помощью сумматорз-вычитателя 5 формируется на выходе аналогового умножит еля 3 квазисинусоидальный сигнал 17. Для этого сигнал 15 преобразуется в сумматоре-вычитателе 2 в сигнал 16. Второй коммутатор 5 полярности, управляемый сигналом 19 от распределителя 14-, формит рует каноническую форму синусоиды 18.

Пиковый детектор 6 фиксирует амплитуду сигнала 15 генератора 1 линейно, изменяющегося напряжения. Постоянное напряжение пикового детектора б преобразуется в двухполярное напряжение 20 первым коммутатором-7 полярности, управляемым сигналом 21 с распределителя ). Сумма сигналов 15 и 20, формируемая сумматором 8 и показанная на кривой 22, представляет собой линейно изменяющееся напряжение, сдвинутое на 90° по отношению к сигналу 15.

Преобразование сигнала 22 в квазисийусоидальную форму 24 ос ществляется элементами 9 - 12 так же, как и формирование сигнала 18. Элементы 2 и 9, 3 и 10, 5 и 12, 4 и 11 взаимно идентичны. Управляющий сигнал 25 на третьем коммутаторе полярности показан на фиг.2. Взаимный сдвиг сигналов 18 и 24-90°. Для задания выход-, нрй частоты служит мультивибратор 13, выходная частота которого в 4 раза частоты сигналов 18 и 24. Мультивибратор 13 запускает распределитель 14, выходные импульсы которого показаны позициями 19,21 и 25 на фиг.2. Импульс 21 запускает генератор1 линейно изменяющегося напряжения.

Для изменения амплитуды выходных сигналов 18 и 24 достаточно изменить величину сигнала 15 любым известным способом, срхраняя симметрию положительной и 5 отрицательной частей сигнала. При изменении амплитуды сигнала 15 в К раз выходные сигналы 18 и 24 меняются в К раз, поэтому для глубо(ого изменения выходного сигнала достаточно сравнительно небольших изменений сигналов на элементах устройства, . это ослаблйет погрешности, вызванные ра, ботой с малыми сигналами.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я Источник кваз1 синусоидального напряжения, содержащий генератор линейно изменяющегося напряжения, к выходу которого подключены аналоговый умножитель и первый вычитающий вход сумматоравычитателя, а через диод - сумм рующий

0 вход суммэтора-вычитателя, выход которого соединен с входом аналогового умножителя, отличающий с-я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей источника, введены пиковый детектор,

5 три коммутатора полярности, мультивибратор, распределитель, сумматор, дополнительный сумматор-вычитатель, дополнительный диод и дополнительный аналоговый умножи-.. теяь, причем к выходу генератора линейно

0 изменяющегося напряжения подключены входы сумматора непосредственно и через цепь, состоящую из пикового детектора и первого коммутатора полярности, выход пикового детектора соединен с вторыми вычитающими входами основного и дополнительного сумматоров-вычитателей, а выход сумматора соединен с первым вычитающим входом дополнительного сумма ора-вычитателя и входом дополнительного аналогового умножителя, а через дополнительный диод - с суммирующим входом дополнительногр сумматора-вычитателя, выход которого соединен с дополнительным аналоговым умножителем, к выходам Основного и дополнительного аналоговых умкюжителей подключены соответственно второй и третий коммутаторы полярности, мультивибратор подключен к распределителю, первый выход которого соединен с запускающей цепью генератора

0 линейно изменяющегося напряжения и управляющим входом первого коммутатора полярности, а второй и третий выходы распределителя подключены соответственно к управляющим входам второго и третьего

5 коммутаторов полярности, распределитель выполнен четырехтактным, формирующим на выходах логические функции FI Tz + Т4; F2 Тз + Т4; РЗ TI + Т4, где Т| 1 только на i-M такте (1 1,2,3,4). ,

Фиг.г