Способ цифрового формирования синусоидального тока нагрузки Советский патент 1977 года по МПК H02P13/16 

1

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей для питания синхронного и асинхронного электроприводов.

Известен способ формирования синусоидального напряжения с регулируемой от нуля частотой EI путем широтно-импульсного управления инвертором и имеет два генератора постоянной высокой частоты и один - перестраиваемый, высокой частоты. При данном способе стабильность выходной частоты хуже стабильности исходных частот, а низких масштабах возможно возникновение эффекта затягивания частоты.

Известен цифровой способ вертикального управления 2-3 , где опорное синусоидалное напряжение заметно опорным кодом, пилообразные импульсы тактовой частоты - - кодом угла управления, а сравнение по амплитуде заметно сравнением кодовв

Недсютаток этого способа состоит в необходимости получения опорного кода, который должен аппроксимировать синусоидальную форму опорного напряжения и кода

угла управления на тактовой частоте, а также в необходимости операции равнения законов изменения двух напряжений для получения выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения синусоидального тока, состоящий в широтно-импульсной модуляции напряжения питания, при которой модулируют длительность тактовых импульсов постоянной амплитуды по закону вертикального управления З , При этом опорное синусоидальное напряжение с частотой, равной частоте тока нагрузки, сравнивается по амплитуде с пилообразными импульсами тактовой частоты, которая обычно на порядок и более выше опорной. Длительность выходных импульсов тактовой частоты равна длительности пилообразного импульса до момента сравнения с опорным напряжением. Данный способ не обеспечивает требуемой стабшшности частоты и и формы при перестройке частоты в широ1сих пределах.

По предлагаемому способу с целью упрощения цифрового формирования тока нагрузки и повышения стабильности преобразования в широком диапазоне изменения выходной частоты, длительность широтно-модулиро- 5 ванных импульсов тактовой частоты, подав мых на нагрузку, изменяют дискретно, через кратные периоду выходного тока промежутки времени по аппроксимирующему синусоиду ступенчатому закону. Такой способ формирования синусоидаль ного тока нагрузки позволяет исключить из процесса широтно-импульсного модулирования напряжения операцию. В изобретении длительность импульсов тактовой частоты задается заранее, определяется по функции синуса и переключается дискретно по ступенчатому закону. На фиг. 1 показана схема, реализующая данный способ; на фиг. 2 - процесс формирования синусоидального тока нагрузки при ступенчатой аппроксимации полупериода синусоиды. Тактовый генератора 1 соединен с заторможенными мультивибраторами 2-5. Схема коммутации 6 соединена с выходами заторможенных мультивибраторов 2-5 и с генератором опорной частоты 7. Вход мостового инвертора 8 подключен к источ нику напряжения питания 9, а выход - к нагрузке 10. В процессе формирования синусоидального тока нагрузки тактовый генератор 1 вырабатывает импульсы тактовой частоты (и),. которые заторможенными мультивиб раторами 2-5 преобразуются в последовательности импульсов заданной скважности для ступенчатой аппроксимации синусоиды {U,-Uj). Генератор опорной частоты 7 подает на схему коммутации 6 импульсы переключения ( ° время дей вия которых соответствующие им последовательности импульсов тактовой частоты поступают на мостовой инвертор 8, форми руя управляющий сигнал 13ч. Инвертор ко мутирует напряжение источника питания 9

и формирует в нагрузке 10 ступенчатый ток

(Ч).

Число импульсов тактовой частоты за длительность ступеньки обратно пропорционально выходной частоте. Минимальное количество импульсов на ступеньке при верхней частоте выходного тока определяется допустимой модуляцией выходного тока, биениями тактовой и опорной частот. Для исключения модуляции биениями должна быть введена синхронизация тактовой и опорной частот во всем диапазоне перестройки. Предлагаемый способ формирования синусоидального тока позволя ет существенно упростить получение управляющего сигнала для преобразования электроэнергии при хсьрошей синусоидальности тока питания синхронного и асинхронного приводов в широком диапазоне частот. Формула изобретения Способ цифрового формирования синусоидального тока нагрузки, состоящий в широтно-импульсной модуляции напряжения на постоянной тактовой частоте, отличающийся тем, что с целью упрощения формирования тока нагрузки и повышения стабильности преобразования, длительность широтно-модулированных импульсов тактовой частоты, подаваемых на нагрузку, изменяют дискретно, через кратные периоду выходного тока промежутки времени по аппроксимирующему синусоиду ступенчатому закону. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.А.с. СССР № 194940, МКИ2 Н 02 М 7/515, 1967 г. 2.А.с. СССР № 374691, МКИ2 Н 02 М 1/12, 1973 г. 3.А.с. СССР № 311341, МКИ2 Н 02 К 29/ОО, 1971 - прототип.