Цифровое устройство для управления инвертором Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 H02H7/122 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для управления однофазными и многофазными инверторами и является усовершенствованием устройства по авт. св. hk 1647812.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства (изображен только один канал управления); на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит задающий генератор 1 с встроенным делителем частоты, распределитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, элементы ИЛИ 4, один канал 5 управления. Кана;/1 5 управления содержит формирователь б коротких импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, элемент НЕ 8,элементы И 9 и 10, реверсивный счетчик 11, блок 12 сравнения кодов, элементы НЕ 13 и 14, два О-тригге|эа 15 и 16 и элемент НЕ 17.

Низкочастотный выход задающего генератора 1 подключен к входу распределителя, высокочастотный выход - к одному из входов элементов И 9 и 10. Другой вход элемента И 10 с выходом элемента НЕ 8, вход которого соединен с другим входом элемента И 9 и подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7. Входы этого Элемента подключены к первому и второму выходам распределителя 2. Выходы элементов И 9 и 10 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 11, вход установки которого соединен с выходом формирователя 6. Выходы реверсивного счетчика 11 подключены к одним входам блока 12, другие входы которого подключены к выходам элементов ИЛ И 4. Одни входы элементов ИЛИ 4 объединены и подключены к выходу старшего (К+1}-разряда аналого-цифрового преобразователя 3, остальные К разрядов Которого подключены к другим входам элементов ИЛИ 4 соответственно. Тактовый вход первого триггера 16 подключен к выходу элемента НЕ 14, е управляющий вход соединен с прямым выходом триггера 15, тактовый вход которого соединен с входом элемента НЕ 14 и через элемент НЕ 13 подключен к выходу блока 12. Управляющий вход триггера 15 соединен с входом формирователя 6, с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и с первым выходом распределителя 2. Вход элемента НЕ 17 подключен.к выходу той схемы элементов ИЛИ 4, один из входов которой подключен к выходу К-разряда аналого-цифрового преобразователя 3, так как на выходе К-раэряда код наиболее стсбилен. Выход элемента НЕ 17 соединен с входом расширения блока 12. Также принципиально возможно подключение входа элемента НЕ 17 к одному из выходов реверсивного счетчика 11 импульсов.

На фиг. 2 показаны: 1В - сигнал на высокочастотном выходе задающего генератора 1; 19,20 - сигналы на первом и втором выходах распределителя 2; 21 - сигнал на

0 выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7,22 - сигнал на выходе элемента НЕ 8; 23,24 - импульсы на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 11; 25 - сигнал на выходе формирователя 6; 26 - код А

5 на выходах реверсивного счетчика 11; 27 код В на выходах элементов ИЛИ 4; 28 сигнал на выходе блока 12; 29 - сигнал на выходе элемента НЕ 13,30 - сигнал на прямом выходе триггера 15; 31 - сигнал на

0 прямом выходе триггера 16; 32 - выходное напряжение однофазного инвертора.

Задающий генератор 1 содержит последовательно соединенные собственно задающий генератор и делитель частоты.

В Распределитель 2 импульсов представляет собой счетчик Джонсона.

Устройство работает следующим образом. ,

Высокочастотные импульсы 18 поступа0 (ОТ на одни входы элементов И 9 и 10. Импул1 сы с частотой в 2п раза выше выходной частоты инвертора поступают на вход распределителя 2. На первом выходе распределителя 2 формируется сигнал 19, на втором

5 его выходе - сигнал 20, сдвинуть1й относительно сигнала 19 на .Частота сигналов 19 и 20 равна выходной чартоте инвертора. Сигналы 19 и 20 поступают на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, на выходе

0 которого формируется сигнал 21, который поступает на один из входов элемента И 9 и на вход элемента НЕ 8, на выходе которого формируется сигнал 22, который поступает на один из входов элемента И 10. На выходе

5 элемента И 9 формируется сигнал 23, который поступает на суммирукзщий вход реверсивного счетчика 11 импульсов, и на выходе элемента И 10 формируются импульсы 24, которые поступают на вычитающий вход

0 счетчика 11. В результате число А на выходах счетчика 11 возрастает в первой половине и уменьи аетс во второй половине каждого полупериода синхронизирующего сигнала 19, ье. реверсивный счетчик Ив

5 данном случае выполняет роль формирователя треугольного напряжения 27. На вход установки счетчика 11 поступает сигнал 25 с выхода формирователя 6 коротких импульсов, который сбрасывает счетчик 11 в конце каждого полупериода, тем самым начало работы счетчика 11 жестко привязывается к началу каждого полупериода, что повышает надежность работы устройства путем исключения сбоев, возникших в предыдущем попупериоде. Число А (сигнал 26) С выходов счетчика 11 по тупает на одни входы блока 12 сравнения кодов, на другие входы которого поступает число В (сигнал 27) с аналого-цифрового преобразователя 3. На выходе блока 12 сравнения кодов сигнал логической единицы существует тогда и только тогда, когда число А меньше числа В() во всех других случаях сигнал на его выходе соответствует уровню логического нуля.В нормальном режиме (фиг. 2. интервал времени ti). когда число А станет болыие В, на выходе блока 12 сравнения кодов формируется сигнал 28 логического нуля, который инвертируется элементо.м НЕ 13 и поступает (сигнал 29)натактовый входтриггера 15. По фронту сигнала 29 переключается триггер 15, на прямом выходе которого формируется сигнал 30. Сигнал 29 инверти руется элементом НЕ 14 и поступает на тактовый вход триггера 16, который переключается по срезу сигнала 29 и формирует на прямом выходе сигнал 31. При изменении числа В до максимально возможного первая последовательность управляющих импульсов 30 сдвигается относительно синхронизирующего сигнала

. 19 на угол а в сторону отставания, а вторая последовательность управляющих импуль СОВ 31 - на тот же самый угол в сторону опережения..

Пусть в момент времени ti код В уменьшается до нуля. Тогда в известной схеме не существует ни одного момента времени,; когда выполняется условие , а это значит, что на выходе блока 12 сравнения кодов будет постоянно сигнал, соответствующий уровню логического нуля, и триггеры 15 и 16 не переключаются, что, в свою очередь, вызывает аварию в инверторе. В момент времени t2, когда число А равно числу В и равно нулю, на вход расширения блока 12 поступает сигнал логической единицы, а это значит что на его выходе формируется кратковременно сигнал логической единицы, итриггеры 15 и 16 продолжают переключаться. Таким образом, предлагаемое устройство нормально функционирует при нулеШых значениях входной величины.

Для управления т-фазным инвертором необходимо иметь п-каналов, подобных каналу 5 управления. Распределитель должен иметь четное количество входов 2п. Сдвиг по фазе между выходными сигналами двух соседних выходов в таком распределителе равен 180/2п эл.град: В общем случае входы любого канала управления подключаются к 1-му и j-му выходам распределителя, причем , так как именно эта пара выходов формирует две однофазные последовательности импульсов, сдвинутые одна относительно другой на 90°.

ФОрмул а и 3 обретения Цифровое устройство для управления инвертором по авт. св. Мг 1647812, отличающ е а с я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал управления введен четвертый элемент НЕ, а блок сравнения кодов снабжен дополнительным входом, причем вход четвертого элемента НЕ соединен с выходом одного из элементов ИЛИ, а выход - с дополн1 тельным входом блока сравнени кодов.

%2. г

Изобретение относится к электротехнике. Целью мзобретенйя язля1бтся повы1де- ние надежности. Высокочастотные импульсы с задающего генератора 1 поступают на входы элементов И 9.10, на другие входы которых поступаюУ сигналы череэ элементы ,И-НЕ 8. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7и распределитель 2 с низкочастотного выхода задающего генератора 1. На выходе элемента И 9 формируется сигнал, поступающий на суммирующий вход реверсивного счетчика импульсов 11, а на выходе элемента И 10 - сигнал, поступающий на вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов 11vвыпoлняющий роль формирователя треугольного напряжения. Число А с выходов счетчика 11 поступает на одни входы блока 12 сравнения кодов, на другие входы которого поступает число В с аналого-цифрового преобразователя 3. В момент времени, когда число А разно числу В и равно нулю, на вход расширения блока 12 поступает сигнал логической единицы. На его выходе формируется кратковременно сигнал логической единицы, и триггеры 15, 16 продолжают переключаться. Таким образом устройство нормально функционирует при нулевых Значениях входной величины. 2 ил..СОс©i^a?4^ VI VI Ы>& ГО