Способ управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки Советский патент 1993 года по МПК H02M7/48 

ел

с

Целью изобретения является повышение надежности способа за счет исключения протекания сквозных токов в мостовом инверторе при формировании тока задания в окрестности нулевого уровня. Поставленная цель достигается за счет формирования временных интервалов в моменты выключения клю.чей одной диагонали мостового инвертора и запрещения в течение этих интервалов включения ключей другой диагонали мостового инвертора. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания двигателей переменного тока с частотно-токовым управлением,

Известен способ управления мостовым инвертором с регулируемым Током нагрузки, заключающийся в том, что в момент достижения током нагрузки переменного верхнего уровня, фиксированного в положительную сторону относительно заданного значения тока, размыкают ключи первой диагонали моста и замыкают ключи второй диагонали моста, а в момент достижения током нагрузки переменного нижнего уровня, фиксированного в отрицательную сторону относительно заданного значения тока, размыкают ключи второй диагонали моста и замыкают ключи первой диагонали моста. При этом в момент переключения ключей замыкание одной пары ключей осуществляют только после надежного размыкания другой пары.

При формировании тока в нагрузке мостового, инвертора осуществляется непре- рывная коммутация ключей обеих диагоналей моста. .

Недостатком известного способа управления мостовым инвертором является избыточность количества коммутаций ключей мостового инвертора при формировании тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управленмя мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, заключающийся в том, что ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим нулевому току нагрузки и переменным верхним уровнем, фиксированным в положительную сторону относительно заданного значения тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего

ч Ю

Јь Ю XI СЛ

GJ

уровня, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки спадает до нуля и находится в интервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего .уровня. ..-,-:-. ;..

Известный способ управления мостовым инвертором характеризуется отсутствием избыточности количества коммутаций ключей мостового инвертора при формировании тока нагрузки. Согласно известному способу правления размыкание одной пары ключей мостового инвертора не сопровождается обязательным замыканием другой пары ключей. При формировании положительного тока нагрузки осуществляется коммутация ключей только первой диагонали моста, а при формировании отрицательного тока - только второй диагонали моста.

Недостатком известного способа управления мостовым инвертором является возникновение сквозных токов при формировании тока задания в окрестности нулевого уровня.

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения протекания сквозных токов в мостовом инверторе при формировании тока задания в окрестности нулевого уровня.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, который заключается в том, что ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим нулевому току нагрузки и переменным верхним уровнем, фиксированным в положительную сторону относительно заданного значения тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки спадает до нуля и находится в интервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня, дополнительно в момент выключения ключей одной диагонали моста начинают формировать временной интервал заданной длительности, в течение которого

запреа1ают включение ключей другой диагонали моста.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления мостовым инвертором, один из возможных вариантов; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для регулирования тока нагрузки содержит задатчик 1 тока, элемент 2 сравнения, подключенный опорным входом к выходу задатчика 1 тока, гистерезисный релейный элемент 3 с прямым и инверсным выходами, подключенный входом к выходу

элемента 2 сравнения, пороговые элементы 4 и 5, первый и второй двухвходовые элементы И 6 и 7, причем элемент б подключен первым входом к выходу порогового элемента 4, а вторым входом к прямому

выходу гистерезисного релейного элемента 3, элемент 7 подключен первым входом к выходу порогового элемента 5, а вторым входом к инверсному выходу гистерезисного релейного элемента 3, одновибраторы 8

и 9. подключенные входами к выходам элементов И б и 7 соответственно, третий и четвертый двухвходовые элементы И 10 и 11, причем элемент 10 подключен первым входом к выходу элемента б, а вторым входом к выходу одновибратора 9. элемент 11 подключен первым входом к выходу элемента 7, а вторым входом - к выходу одно- вибратора 8, мостовой инвертор 12, выходная цепь которого соединена через

датчик 13 тока с выводами нагрузки 14, при этом датчик 13 тока подключен выходом к объединенным входам пороговых элементов 4, 5 и к сигнальному входу элемента 2 сравнения. Управляющие входы силовых

ключей 15, 16 мостового инвертора 12 соединены с выходом элемента И 10, а управлающие входы ключей 17, 18 - с выходом элемента И 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью элемента 2 сравнения и гистерезисного релейного элемента 3 формируют переменные верхний и нижний

уровни, фиксированные относительно тока задания а, т.е. в окрестности тока задания 1з формируют зону шириной 2 ЛI, которая задается шириной петли гистерезиса релейного элемента 3, Пороговые элементы 4, 5

используют для определения знака тока нагрузки 1н.-С целью исключения флуктуации нулевого уровня пороговые элементы 4, 5 выполнены с небольшим смещением в отрицательную и положительную области соответственно.

Пусть ток задания 3 меньше нуля, а переменный верхний уровень находится в полуплоскости положительных токов. Сигналы на прямом выходе релейного элемента 3 и порогового элемента 4 соответствуют логической единице. На выходе элемента И 10- логическая единица, а на выходе элемента И 11 - логический нуль, Ключи 15, 16 замкнуты, и ток. в нагрузке 14 нарастает, ;

Когда мгновенное значение токаi нагрузки 14 достигает переменного верхнего уровня, на прямом выходе релейного элемента 3 появляется сигнал, соответствующий логическому нулю, а на инверсном выходе - логической единице. На выходе элемента И 6 появляется логический нуль, который запускает одновибратор 8 и через элемент И 10 размыкает ключи 15. 16.Ток в нагрузке 14 быстро спадает до нулевого уровня, и на выходе элемента И 7 появляется логическая единица. Однако, логическая единица на выходе элемента И 11, замыкающая ключи 17,18, появляется только после окончания импульса, сформированного од- новибратором 8. После замыкания ключей 17, 18 ток в нагрузке 14 начинает быстро увеличиваться в отрицательном направлении.

Когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня, то на инверсном выходе релейного элемента 3 появляется сигнал, соответствуФормула изобретения Способ управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, заключающийся в том, что ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим нулевому току нагрузки, и переменным верхним уровнем,фиксированным в положительную сторону относительно заданного значения тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки спадает до нуля и находится в инющий логическому нулю, а на прямом выходе - логической единице, На выходе элемента И 7 появляется логический нуль, который запускает одновибратор 9 и через элемент И 11 размыкает ключи 1-7, 18. Ток в нагрузке 14 начинает спадать, а на выходе одновибратора 9 появляется логический нуль. Через некоторое вре.мя одновибратор устанавливается в исходное единичное со- стояние, и затем в момент достижения током нагрузки нулевого уровня замыкаются ключи 15,16. Ток в нагрузке начинает вновь нарастать до переменного верхнего уровня и т.д.

Когда верхний и нижний уровни в окрестности тока задания находятся в одной полуплоскости, ток в нагрузке 14 формируют путем коммутации силовых ключей 15. 16 или 17,18. При этом замыкание ключей осу- щестеляют без- задержки, поскольку одно- бибратор, запрещающий включение ключей, не запускается.

Таким образом, формирование в момент выключения ключевой одной диагона- ли моста временного интервала заданной длительности и запрещение в течение этого интервала включение ключей другой диагонали моста позволяет повысить надежность путем исключения протекания сквозных то- ков в мостовом инверторе при формировании тока задания в окрестности нулевого уровня.

тервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения протекания сквозных токов в мостовом инверторе при формировании тока задания в окрестностях нулевого уровня, в момент выключения ключей одной диагонали моста начинают формировать временной интервал заданной длительности, в течение которого запрещают включение ключей другой диагонали моста.

Фиг.1