Способ измерения тока нагрузки мостового инвертора Советский патент 1993 года по МПК G01R19/00 

Предполагаемое изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может найти применение в электроприводах переменного тока с частотно- токовым управлением для контроля тока в обмотке управляемого электродвигателя.

Известен способ измерения тока нагрузки мостового инвертора с помощью измерителятока, включаемого непосредственно в цепь протекания тока нагрузки.

Недостатком известного способа является необходимость гальванической развязки высоковольтной цепи нагрузки мостового инвертора и низковольтной цепи нагрузки измерителя тока. Использование магнитных усилителей существенно усложняет измеритель тока и вносит запаздывание в канал измерения тока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ измерения тока нагрузки мостового инвертора, основанный на использовании шунтов в качестве измерительных элементов,

Известен способ измерения тока нагрузки мостового инвертора, источник питания которого подключен одним из выводов к общей шине, основанный на использовании шунтов в качестве измерительных элементов, включаемых в мостовой инвертор в цепи протекания тока нагрузки таким образом, чтобы шунты оказывались под потенци- алом общей шины, и на измерении тока нагрузки по разности выходных напряжений одного из шунтов.

Недостатком известного способа является низкая точность измерения тока вовремя переключения цепи протекания тока нагрузки в мостовом инверторе. Результат измерения тока нагрузки искажается погрешностями, порождаемыми динамикой

Ч

ю

Јь

00

со ю

процесса переключения силовых элементов в мостовом инверторе..

Целью изобретения является повышение точности измерения тока за счет исклю- чения погрешностей измерения, возникающих при переключении цепи протекания тока нагрузки в мостовом инверторе.

Указанная цель достигается тем, что согласно известному способу измерения тока нагрузки мостового инвертора, источник питания которого подключен одним из выводов к общей шине, основанному на использовании шунтов в качестве измерительных элементов, включаемых в мостовой инвертор в цепи протекания тока нагрузки таким образом, чтобы шунты оказывались под потенциалом общей шины, и на измерении тока нагрузки по разности выходных напряжений одного из шунтов, фиксируют значение измеряемого тока.в момент начала переключения цепи протекания тока нагрузки в мостовом инверторе и принимают на время переключения цепи зафиксированное значение тока в качестве тока нагрузки.

В основе решения поставленной задачи лежит следующее. При измерении тока нагрузки мостового инвертора с помощью шунтов, включаемых в мостовой инвертор в цепи протекания тока нагрузки, результат измерения искажается погрешностями, обусловленными динамикой переключения цепи протекания тока нагрузки. Погрешности измерения тока проявляются в виде ложных коротких импульсов, появляющихся на измерительных шунтах.

Представляется возможным за счет сглаживания результата измерения существенно уменьшить амплитуду этих импульсов. Однако присущая фильтрам инерционность приводит к заметной динамической погрешности измерения тока нагрузки.

Предлагается возникающие ложные импульсы не сглаживать, а вырезать из выходного сигнала измерителя тока. Реализация этого сводится к фиксированию значения измеряемого тока в момент начала переключения цепи протекания тока нагрузки и к использованию зафиксированного значения тока в качестве оценки тока нагрузки в течение времени переключения цепи протекания тока.

При таком подходе точность измерения тока возрастет, поскольку погрешности, обусловленные динамикой переключения цепи протекания тока нагрузки, исключаются, а предположение о неизменности тока нагрузки в течение времени фиксации практически не вносит дополнительной погрешности измерения тока,

Необходимо заметить, что указанное предположение о неизменности тока нагрузки основывается на индуктивном характере нагрузки инвертора, в качестве которой является обмотка управления двигателя.

Предлагаемый способ измерения тока

нагрузки мостового инвертора, источник питания которого подключен одним из выводов к общей шине, заключается в том, что используют шунты в качестве измерительных элементов, включаемых в мостовой инвертор в цепи протекания тока нагрузки таким образом, чтобы шунты оказывались под потенциалом общей шины; измеряют ток нагрузки по разности выходных напряжений одного из шунтов; фиксируют значение измеряемого тока в момент начала переключения цепи протекания тока нагрузки в мостовом инверторе, принимают на время переключения цепи зафиксированное значение тока в качестве тока нагрузки.

На чертеже представлено устройство измерения тока нагрузки мостового инвертора, в котором повышение точности измерения тока осуществляется по

предлагаемому способу.

Устройство измерения тока нагрузки 1 мостового инвертора 2, источник питания которого подключен отрицательным выводом к общей шине.,

Содержит шунты 3 и 4, включенные в плечи мостового инвертора 2, вторые выводы которых объединены и соединены с общей шиной, схема вычитывания 5 на операционном .усилителе, инвертирующий

вход которой, соединен с первым выводом шунта 3, а неинвертирующий вход - с первым выводом шунта 4.

Управляющие входы ключей 6 и 9, 7 и 8 мостового инвертора 2 соединены соответственно с выходами 10,11 блока управления 12 мостовым инвертором.

Устройство содержит также аналоговый коммутатор с памятью 13, подключенный информационным входом к выходу схемы

вычитания 5, а управляющим входом через двухвходовой одновибратор 14 коротких импульсов к выходам 10 и 11 блока управления 12.

Устройство работает следующим образом.

Цепь протекания тока нагрузки 1 в мос- TQBOM инверторе 2 управляется блоком 12. Высокому уровню сигналов на выходах 10 и

11 блока управления 12 соответствует замкнутое состояние ключей 6,7,8 и 9 мостового инвертора 2.

Блок управления 12 обеспечивает симметричный режим работы мостового инвертора 2, который характеризуется одновременным включением ключей 6 и 9 или 7 и 8. Причем включение одной из пар ключей сопровождается обязательным выключением другой пары. Ток нагрузки 1 протекает по одному из шунтов 3 и 4, При этом положительному току нагрузки 1 соответствует протекание тока по шунту А в сторону общей шины или по шунту 3 в обратном направлении.

Выходное напряжение аналогового коммутатора 13с памятью точно повторяет входное напряжение в состоянии включено, а в выключенном состоянии оно остается таким, каким было в момент выключения.

Пусть ток нагрузки 1 протекает через обратные диоды ключей 7 и 8. В момент замыкания ключей 6 и 9 цепь протекания тока нагрузки 1 мгновенно не переключается, поскольку указанные диоды, в силу своей инерционности, будут сохранять некоторое время проводящее состояние. В мостовом инверторе 2 возникает кратковременный сквозной ток. который исказит информацию о токе нагрузки, снимаемую с измерительных шунтов 3 и 4, Кроме того,

сигнал на выходе 10 блока управления 12, замыкающий ключи 6 и 9, запустит одновиб- ратор 14. Выходной импульс одновибратора 14 выключит на короткое время аналоговый

коммутатор 13. На выходе измерителя тока поступит постоянный сигнал, соответствую- щийтрку нагрузки 1 перед включением ключей 6 и 9. Ложные импульсы, возникающие в выходных напряжениях шунтов 3 и 4 не

пройдут на выход измерителя тока.

К аналогичному результату приходим. если ток нагрузки 1 будет протекать через обратное диоды ключей 6 и 9. В момент замыкания ключей 7 и 8 запустится одновибратор 14 по сигналу с выхода 11 блока управления 12 и также заблокирует прохождение ложной информации на выход измерителя тока,

Таким образом, при измерении тока нагрузки мостового инвертора с помощью шунтов, включаемых в мостовой инвертор в цепь протекания тока нагрузки, фиксирование значения измеряемого тока в момент

начала переключения цепи протекания тока нагрузки и использование зафиксированного значения тока в качестве оценки тока нагрузки в течение времени переключения цепи протекания тока позволяет повысить

точность измерения тока нагрузки.

Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может найти применение в электроприводах переменного тока с частотно-токовым управлением для контроля тока в обмотке управляемого электродвигателя. Цель изобретения - повышение точности измерения тока за счет исключения погрешностей измерения, возникающих при переключении цепи протекания тока нагрузки. В момент начала переключения цепи протекания тока нагрузки фиксируют измеренное значение тока и на все время переключения цепи принимают зафиксированное значение в качестве значения тока в нагрузке. 1 ил.

Формула изобретения Способ измерения тока нагрузки мостового инвертора, источник питания которого подключен одним из выводов к общей шине, заключающийся в том, что в качестве измерительных элементов используют шунты, имеющие соединение с общей шиной и входящие в цепь протекания тока нагрузки, по разности напряжений на шунтах измеряют ток нагрузки, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности измерения тока за счет исключения погрешностей измерения, возникающих при переключении цепи протекания тока нагрузки, в момент начала переключения цепи протекания тока нагрузки фиксируют измеренное значение тока и на все время переключения цепи принимают зафиксированное значение в качестве значения тока нагрузки.