Устройство для управления преобразователем частоты Советский патент 1993 года по МПК H02M5/22 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электропроводу и (автбМа- тизации промышленных и бытовых установок.ч :- :

Известно устройство для управления электродвигателем переменного тока содержащее управляемый преобразователь частоты, предназначенный для подключе- ния к электродвигателю переменного тока, формирователь импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам преобразователя частоты, а входы - к цифровому генератору пилы, распределитель импульсов и цифровой формирователь гармонических сигналов. Формирование сигнала управления преобразователем осуществляется путем сравнения значения на выходе цифрового формирователя гармонических сигналов со значением сигнала на выходе цифрового генератора пилы. Наиболее существенными недостатками этого устройства является сложность конструкции и недостаточно высокая точность получения синусоидального напряжения на выходе преобразователя частоты.

Из известных наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной

модуляцией, содержащий электродвигатель; подключенный к преобразователю, управляющие входы которого соединены с выходами блока модуляций, распределитель йМпульсов, задающий генератор, делитель ;магстоты, Двоичный счетчик, реверЬивны счетчик, преобразователь кода в длительность ймпулtco i содержащий вспомогательный генератор ключ, управляемый и. неуправляемый делители частоты, триггер с прямыми инверсным йыходамй.

Наиболее существенными недостатками этого устройства являются недостаточно высокая точность получемйя сйнуйо аль- ного Напряжений ни выводе преобразователя, отсутствие возможнбсти независимого и согласова нного регулйрЬванйя выхбДHofb напряжения и MacfotH преббразоватёля.

Цель изобретения - повышение точности получения синусоидального напряжения да 1выхрдё преобразователя частоты и расширения функциональных возможностей устройства за счет введения возможней сти независимого и сбгласЬваннЬго регулирования выходной частоты и напряжения преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в систему управления, содержащую перйыр. генератор, первый счетчик, распределитель

ел

С

х| ю

Сл)

импульсов второй генератор, инвертор, двигатель, введены постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), блок синхронизации блок задержки блок согласования частот первого и второго генераторов, при этом 5 выход первого генератора соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с адресными входами ПЗУ, Шгсод ПЗУ соединен с входами данных второго счетчика, Выход второго счетчика сое- ТО ; динен с; вторы входом блочка задержки, Первый вХод/K pprcf co |ttfe%Hy с выходом второго енерато аГЁ бйб/юка задержки через инвертер 6ё)Шё1Й 1 вь1Чйтающим c ef4HKa, а также введен 15 блок синхронизации, вход котдрого еоёДи- ;;н:ён с выхЬдом первого генератора, а выход соединён р входом разрешения записи вто-. : роге счётчика, Введен блок согласования 5; час/гот генераторов для обеспечения oripe- 20 йёл%нн6г6 Закона управления, например, ; и/тЦхрпз выход кРТррогР соединён с Выхо- Дом:пер вЬго генератора, а выход соединен ; ;;veугТр в:Няю1ЦЙм &ходам втЬрогогенёратора В ПЗУ записана пЬследовательность ко- 25 - дс-в длительностей импульсов ШИМ, соответствующая периоду еинусРйдаЛрНогб -бигнайа на двигателе для средней частоты в;

регулируемом диапазоне, Под средней час- ;тртай поднимается арифметическое сред- 30

Йё -число . в /этом случае

модулирующего сйнусойдальногр сиг-; нала будет при fmax и fmin модуляции. 35

. Ёел чйнйi этой погрёшнйстй оп рёДёляётс емкостыо ПЗУ, таким образом,/ поставлен--.

|ная цель пбвышёнйя точности достигается объема ПЗУ. При достаточно большей емкости ПЗУ погрешность стре- 40

.;/мйтся k нулю. Наличие двух генераторов поЗйоШет осуществлять независимое уп- райлён 1е частотой и напряжением прёобра- ; зойатёля частоты, а наличие блока сргла.сования позволяет реализовать лю- 45 буюi ЗавибйМРсть при dTbTVri yripaB

: :;|фй1/ ;:; :; : :

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства:

Устройство содержит управляемый низ- 50 . ; кочастотный генератор 1 и управляемый 1вы- сокдчастотный генератор 2, блок согласования 3, счетчик 4, управляющий считыванием информации из ПЗУ 5, счетчик б, формирующий последовательность им- 55 пульсов ШИМ, распределитель импульсов управления 7, блок задержки 8, инвертор 9, блок синхронизации 10. (ПЗУ запрограммировано в соответствии с таблицей).

Устройство работает следующим образом. Тактовые импульсы с генератора 1 низкой частоты поступают на вход счетчика 4, который последовательно проходит по всем своим состояниям, формируя на своих выходах последовательность двоичных кодов, которая поступает на шину адреса ПЗУ 5. В ПЗУ 5 записан двоичный код, соответствующий длительности включенного состояния силовых ключей преобразователя. В таблице п рйведены выходиые коды ПЗУ 5 в зависимости от состояния счетчика адресов 4; Полупёриод выходного напряжения преобразователя частоты разбит на восемь периодов, в течение которых силовые ключи Один раз включены и один раз выключены. Старший бит несет информацию о фазе выходного напряжения. Информация с выхода ПЗУ 5 поступает на вход данных счетчика 6. Одновременно с выхода блока синхронизаг ции 10 на вход записи счетчика б поступает сигнал разрешения записи. На выходе счетчика 6 устанавливается высокий уровень, который поступает на вход распределителя импульсов 7, а также поступает на.второй вход блока задержки 8, который разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора высокой частоты 2 через инвертор 9 на счетный вход счетчика 6. После окончания счета на выходе счетчика 6 установится низкий уровень, который поступает на второй вход блока задержки 8 и блок задержки запрещает прохождение импульсов от генератора высокой частоты 2. Низкий уровень на выходе счетчика 6 сохранится до прихода нового слова из ПЗУ 5, после чего процесс повторится. Последо- вательнйсть.импульсов с выхода счетчика 6 поступает на распределитель импульсов управления 7 (РИУ), который распределяет им- пульсы на входы силовых ключей преобразователя частоты. На РИУ 7 также поступает сигнал на ПЗУ 5 со старшего бита данных, который несет информацию о фазе выходного напряжения, по которому РИУ 7 производит инвертирование выходных сигналов. Таким образом, на выходе РИУ 7 имеются две последовательности импульсов управления преобразователем частоты с ШИМ, частота на выходе которого равна

f fn ,;-..fnnгде fri - частота генератора низкой частоты;

К - коэффициент пропорциональности, характеризующий число разбиений периода синусоидальной волны.

Управляя частотой генератора 2, можно менять скорость счета счетчика 6 и таким

образом, действующее напряжение на выходе преобразователя частоты. ,

Блок согласования служат для обеспечения согласованного управления каналами напряжения и частоты.

Использование предлагаемого устройства позволяет управлять преобразователем частоты при помощи простой схемы, используя ПЗУ малой емкости/ осуществлять как зависимое, так и независимое уп- равдение частотой и напряжением На выходе преЬбразбвателя частоты, изменяя частоты генераторов.: Д

Фор мул а и з обретения :V : Устройство для управления преобразо- вателём частоты, содержащее управляемый низкочастотный генератор, управляемый высокочастотныйгенератор, счетчик, распределитель импульсов управления, о т л и- чa to щ е ее я тем, что, с Целью повышения точности формирования синусоидального напряжения на выходе преобразователя частоты и расширения функциональных возможностей устройства, введены дополнительный счетчик, постоянное запо- ш на ющее устройство (ПЗУ), запрограммированное в соответствиис табл. 1 описания,

блок синхронизации, блок задержки, блок согласования частот генераторов с обеспечением заданного закона управления, при этом выход управляемого низкочастотного генератора соединен со счетным входом дополнительного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами ПЗУ, выходы младших разрядов ПЗУ соединены с входами данных сч1етчйка, выход которого соединен с размещающим входом блока задержки, информационный вход которого соединен с ; выходом управляемого высок)част1оТнЬ|Ч i генератор, выход блока задёржГки Соединен с в й 1ощйм вхбдом счетчика, вход блока синхронизации соёди- Иен с выходЬм упра1вляеМ|Ог6 низкочас%т- ного генератора, выход соединен с входом разрешения записи счётчика, вход блока согласований частот генераторов с обеспечениемГ заданного закона управления соединён с выхбдом уп авляемЬгО (чйзкоча-: стотнрго генератора, выход с6еДинён с управляющим входом управляемого высокочартотнргр гейёратора, выхЪд счетчика соединен с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда ПЗУ.