Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором Советский патент 1992 года по МПК H02M7/12 

fe

Сущность изобретения: устройство содержит задающий генератор 1, счетчик 2, преобразователи 3, 8 кодов, элементы ИЛИ 4-6. триггеры 9-11, элемент НЕ 13, элемент И 14, инвертор 7. 2 ил., 2 табл.

Фиг.1

-VI

сл

00 00

о 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе.

Наиболее близким к заявленному является устройство для управления трехфазным мостовым инвертором, содержащее задающий генератор с двумя выходами соответственно коротких и длинных импульсов, счетчик по модулю шесть, подключенный входом к выходу коротких импульсов задающего генератора, первый преобразователь кодов с шестью выходами, запрограммированный в соответствии с табл. 1, подключенный тремя входами к выходам счетчика по модулю шесть, первым, вторым и третьим выходами - к первому элементу ИЛИ, предназначенному для подключения к управляющему входу первого силового элемента анодной группы мостового инвертора, третьим, четвертым и пятым выходами - к второму элементу ИЛИ, предназначенному для подключения к управляющему входу второго силового элемента анодной группы мостового инвертора, пятым, шестым и первым выходами - к третьему элементу ИЛИ, предназ- наченному для подключения к управляющему входу третьего силового элемента анодной группы мостового инвертора, три триггера и второй преобразователь кодов на три выхода, запрограммированный в соответствии с табл 2 и подключен ный к выходам счетчика по модулю шесть и к выходу коротких импульсов задающего генератора, первым выходом - к входу установки нуля первого триггера, вторым выходом - к входу установки нуля второго триггера, третьим выходом - к входу установки нуля третьего триггера, первый триггер подключен входом установки единицы к четвертому выходу первого преобразователя кодов, а выходом предназначен для подключения к управляющему входу первого силового элемента катодной группы мостового инвертора, второй триггер подключен входом установки единицы к шестому выходу первого преобразователя кодов, а выходом предназначен для подключения к управляющему входу второго силового элемента катодной группы мостового инвертора, третий триггер подключен входом установки единицы к второму выходу первого преобразователя кодов, а выходом предназначен для подключения к управляющему входу третьего силового элемента катодной группы мостового инвертора.

При этом первый преобразователь кодов подключен четвертым входом к выходу длинных импульсов задающего генератора непосредственно.

Частота основной гармоники выходного напряжения мостового инвертора

f

шгде f - частота следования выходных импульсов задающего генератора. При этом номинальная частота

Ш

аУн 6 6(ri+r2)

где ri и Г2 - длительность коротких и

длинных импульсов задающего генератора. Номинальной частоте (Он основной гармоники выходного напряжения мостового инвертора соответствует номинальная скорость вращения Л . Известное устройство позволяет управлять скоростью вращения двигателя вниз до номинальной

Недостатком известного устройства является невозможность управления скоростью вращения двигателя выше

номинальной.

Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности управления скоростью вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной скорости вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для управления трехфазным мостовым инвертором введены элемент НЕ и двухвходовая схема И. подключаемая первым входом к выходу коротких импульсов задающего генератора через элемент НЕ, вторым входом к выходу длинных импульсов задающего генератора непосредственно, а выходом к четвертому

входу первого преобразователя кодов.

В известном устройстве на четвертый вход первого преобразователя кодов поступает последовательность импульсов с длительностью Г2 . По условиям работы

мостового инвертора частота следования импульсов, вырабатываемых задающим генератором, ограничивается частотой

50

fH

1

Г1 +Г2

В заявляемом устройстве за счет введения в известное устройство элемента НЕ и схемы И обеспечивается при f fH формиро- вание на четвертом входе первого преобразователя кодов последовательности импульсов с длительностью ( г - л ), где

1 „ т - -г . ото позволяет, не нарушая условий

работы мостового инвертора, снять указанное ограничение на частоту. Появляется возможность формировать выходное напряжение мостового инвертора с частотой, выше номинальной. Элемент НЕ и двухвхо- довая схема И хорошо известны. Однако эти блоки с указанными связями в заявляемом устройстве проявляют новые свойства, обеспечивая расширение области применения устройства.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства для управления трехфазным мостовым инвертором; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором содержит задающий генератор 1, счетчик по модулю шесть 2, подключенный входом к первому выходу задающего генератора 1, первый преобра- зователь кодов 3. запрограммированный в соответствии с табл. 1, подключенный первыми тремя входами к соответствующим выходам счетчика 2, три схемы ИЛИ А, 5. 6. подключенные входами к выходам первого преобразователя кодов 3, а выходами - к управляющим входам силовых элементов анодной группы мостового инвертора 7 соответственно, второй преобразователь кодов 8, запрограммированный в соответствии с табл. 2, и три триггера 9. 10, 11. При этом второй преобразователь кодов 8 подключен первыми тремя входами к соответствующим выходам счетчика 2, а четвертым входом - к первому выходу задающего генератора 1. Триггеры 9, 10, 11 подключены входами установки единицы к выходам первого преобразователя кодов 3, входами установки нуля - к выходам второго преобразователя кодов 8, а выходами - к управляющим входам силовых элементов катодной группы мостового инвертора 7 соответственно. Трехфазная нагрузка 12 подключена в диагональ мостового инвертора 7.

В устройство введены элемент НЕ 13 и двухвходовая схема И 14. подключенная первым входом к первому выходу задающего генератора 1 через элемент НЕ 13, вторым входом к второму выходу задающего генератора 1 непосредственно, а выходом к четвертому входу первого преобразователя кодов 3.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает две последовательности импульсов с постоянной длительностью, следующих с регулируемым периодом г . На первом выходе задающего генератора 1 вырабатываются

короткие импульсы с длительностью п а на втором выходе - длинные импульсы с длительностью г . Когда период г следования импульсов задается мены.к ;. , гз ;по ром выходе задающего генератора 1 формируется постоянный положительный сигнал.

На первый вход схемы И 14 приходят положительные импульсы с длительностью ( г - п ). а на второй вход - с длительностью Г2 . Когда период следования импульсов г г + Г2 , то на выход схемы И 14 проходят импульсы с постоянной длительностью гп Т2 . Когда же г п + Г2 , то на выходе схемы И 14, следовательно, и на четвертом входе первого преобразователя кодов 3, формируются импульсы с переменной длительностью г,-, г - п .

С помощью счетчика 2 и преобразователей кодов 3 и 8 на выходах схем ИЛИ 4, 5, 6 формируются управляющие сигналы силовыми элементами анодной группы мостового инвертора 7, а на выходах триггера 9. 10. 11 - управляющие сигналы силовыми элементами катодной группы мостового инвертора 7.

На выходе мостового инвертора 7 вырабатывается трехфазное импульсное напряжение с периодом 6 г. Каждая полуволна линейного напряжения представляет собой два импульса напряжения с длительностью Гп , смещенных по фазе на угол л /3.

На фиг.2 приведены временные диаг раммы линейных напряжений UAB. UBC и UCA при г п + Г2 , т т + i 2 , В первом случае в каждой полуволне импульсы напряжения имеют постоянную длительность. В зависимости от заданного периода следования импульсов изменяется только длительность паузы между импульсами. Второй, граничный случай, соответствует номинальному режиму. В третьем случае длительность импульсов напряжений не остается постоянной. Она уменьшается с уменьшением т. При этом пауза между импульсами поддерживается постоянной и равной ti .

Амплитуда основной гармоники линейного импульсного напряжения на выходе мостового инвертора 7 равна

Um

2 гп 73 Un г

где Un и Гп - амплитуда и длительность импульсов напряжений.

Частота основной гармоники равна 1

ш

6г

Номинальная частота

1

а) - / , v . Номинальной частоте аь

соответствует номинальная скорость вращения Q.f{ управляемого двигателя 7.

При регулировании скорости вращения ниже номинальной, т.е. когда +Г2 длительность импульсов напряжений Тп постоянна и равна Г2 . В данном случае согласно приведенной формуле амплитуда основной гармоники пропорциональна частоте.

При регулировании частоты вращения выше номинальной длительность импульсов напряжений tn-T-Ti и при условии, что п г амплитуда основной гармони2 .. :7 и°Таким образом, введение в известное устройство для управления трехфазным мостовым инвертором элемента НЕ и двухвхо- довой схемы И с указанными связями

ки постоянна и равна Un

позволяет расширить область применения устройства путем обеспечения возможности управления скоростью вращения двигателя также выше номинальной скорости

Формула изобретения

Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором, отличающееся

тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности управления скоростью вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной скорости вращения, введены элемент НЕ и двухвходовый элемент И, подключенный первым входом к выходу коротких импульсов задающего генератора через элемент НЕ, вторым входом - к выходу длинных импульсов задающего генератора непосредственно, а

выходом - к четвертому входу первого преобразователя кодов

Таблица 1

Таблица 2

Фиг.2