Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1976 года по МПК H02M1/08 H02P13/18 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковой преобразовательной техники. Предлагаемое устройство может быть использовано для построения системы управления преобразователя частоты с широтно-импульсным регулированием выходного напряжения.

Известно устройство фазового управления статическим преобразователем частоты, в котором применен способ регулирования напряжения на выходе преобразователя путем сравнения пилообразного напряжения, частота которого равна или кратна частоте преобразователя, и опорного напряжения на нуль-органе. Для обеспечения независимости выходного напряжения, преобразователя частоты от его частоты пилообразное напряжение формируют так, чтобы отношение пилообразного напряжения ко времени срабатывания нуль-органа, отсчитанного от момента начала формирования пилы, оставалось постоянным, не зависящим от частоты преобразования.

Устройство, реализующее этот способ управления, содержит канал регулирования частоты и канал регулирования напряжения. Канал регулирования частоты выполнен в виде задающего генератора, собранного по схеме мостикового генератора с усилителем мощности. Генератор имеет два выхода, на которых соответственно формируются тактовые импульсы и

пилообразные напряжения с постоянной амплитудой. Один выход генератора подключен к регулятору, включенному на входе инвертора, а второй выход подключен ко входу канала

регулирования напряжения, выполняемого в виде узла сравнения, в котором происходит сравнение пилообразного напряжения, и напряжения датчика опорного напряжения. Далее сигнал согласования поступает через нмпульсный усилитель на тиристоры регулятора преобразователя.

Известное устройство фазного управления статическим преобразователем частоты имеет существенный недостаток, уменьигающий надежность работы преобразователя в целом, заключающийся в том, что устройство не обеспечивает формирование сигналов, снимающих отпирающие импульсы с тиристоров перед переключением и обеспечивающих паузы на

время восстановления запирающих свойств работающих тиристоров, что особенно важно для непосредственного преобразователя частоты.

Цель изобретения - повысить надежность работы системы управления и преобразователя частоты в целом.

Для достижения этой цели устройство снабжено формирователем - распределителем импульсов управления с тремя входами, накопительным счетчиком, дешифратором и ячейкой

«ИЛИ, причрм один многоканальный вход

формирователя-распределите«1я через накопительный счетчик и дешифратор соединен с выходом канала регулирования частоты, второй вход соединен с выходом ячейки «ИЛИ, входы которой подключены соответственно к выходам каналов регулирования частоты и нанрялсения, а третий вход соединен непосредственно с выходом канала регулирования напряжения.

Принципиальная схема этого устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из времязадающего устройства I, двух пороговых элементов 2 и 3, двух формирователей импульсов 4 и 5, ячейки «ИЛИ 6, накопительного счетчика 7 и дешифратора 8. Устройство управляется со стороны регулятора частоты 9 и регулятора напряжения 10, а получаюш,иеся на выходе сигналы поступают на вход формирующего устройства 11. Устройства 9, 10 и 11 по отношению к распределительному устройству, состояш,ему из звеньев 1-8 являются внешними. Их структура определяется требованиями к преобразователю частоты, способом управления и выбором регулируемых параметров.

Распределительное устройство предназначено для распределения тактовых сигналов по каналам формирующего устройства, в котором формируются отпирающие импульсы для силовых ключей преобразователя; Кроме этого, в распределительном устройстве формируются сигналы, управляющие длительностью пауз, и сигналы, снимающие отпирающие импульсы с тиристоров перед переключениями. Это устройство в структурном отношении может быть общим для целого ряда непосредственных преобразователей частоты с импульсной коммутацией, изменяется только коэффициент пересчета в счетчике.

Работа устройства заключается в следующем. На выходе времязадающего устройства 1 формируется линейно нарастающее напряжение, скорость нарастания которого зависит от величины напряжения, снимаемого с выхода регулятора частоты 9.

С выхода устройства 1 нанряжеине поступает на пороговые элементы 2 и 3. Как только напряжение на входе элемента 2 достигает оиределенного значения, на входе его напряжение скачком изменяет свою величину. Из этого скачка напряжения в формирователе 4 формируется импульс заданной длительности. С выхода формирователя сигнал подается на вход устройства 1, что приводит к уменьшению напряжения на его выходе до нуля.

После прекращения действия импульса на выходе устройства 1 снова появляется линейно возрастающее напряжение. Таким образом, формируется пилообразное напряжение с постояиной амплитудой и регулируемой частотой, Это пилообразное напряжение на выходе порогового элемента 3 сравнивается с напряжением, снимаемым с выхода регулятора 10. В момент изменения знака суммы этих напряжений на выходе элемента 3, выполняющего роль фазодвигающего устройства, напряжение изменяет скачком свою величину, и благодаря этому формируются прямоугольные импульсы с изменяющей фазой переднего фронта по отнощению тактового импульса, получаемого на выходе формирователя 4. Сигнал с выхода элемента 3 подается на формирователь 5 и на вход формирующего устройства 11, где используется для распределения времени между паузами и включенным состоянием силовых ключей преобразователя частоты при регулировании напряжения на нагрузке широтно-имнульсиым способом.

Сигнал, получаемый на выходе формирователя 5, поступает па вход ячейки «ИЛИ 6, на второй вход которой подается тактовый импульс с выхода формирователя 4.

Логическая сумма этих сигналов, получаемая на выходе ячейки, подается на вход формирующего устройства -И используется для обеспечения пауз между моментами снятия с работающих тиристоров и подачи на включаегаые тиристоры преобразователя отпираюш,их импульсов.

Тактовый импульс с выхода формирователя 4 подается на вход триггерного счетчика 7, обеспечивающего нужный коэффициент пересчета. Код, получающийся в счетчике с помощью дешифратора на все сочетания, преобразуется в импульсы, последовательно распределяемые по каналам формирователя 11.

Предмет изобретения

Устройство для унравления непосредственlibiM преобразователем частоты, содержащее 1санал регулирования частоты, выполняемый в виде времязадаюн1,его элемента, соединенного через пороговый элемент с формирователем имнульсоп, выход которого связан с дополнительным входом времязадающего элемеита, и канал регулирования напряжения, выполненный в виде порогового элемента, вход которого связан с выходом упомянутого времязадающего элемента, а выход -- со своим формирователем импульсов, о т л и ч а ю И1. е е с я тем, что, с целью повышения плдежности работы устройства, оно снабже1Ю формирователем импульсов управления с тремя входами, накопнтельным счетчиком, дешифратором и ячейкой «ИЛИ, причем один из входов формирователя-раснределителя через накопительный счетчик и дешифратор соединен с выходом канала регулирования частоты, второй вход соединен с выходом ячейки «ИЛИ, входы которой подключены соответственно к выходам каналов регулирования частоты и напряжения, а третий вход соединен непосредственно с выходом канала регулирования пряжения.

Г

п