Устройство для управления инвертором Советский патент 1979 года по МПК H02P13/18 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к системам управления устройств преобразовательной техники.

Известно устройство для управления инвертором с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), содержащее задающий генератор трехфазных синусоидальных напряжений с регу.чируемы.ми амплитудой и частотой, блок модуляторов и блок команд. Управляющие напряжения с выхода задающего генератора поступают на блок модуляторов, который осунхествляет ШИМ импульсных сигналов, поступающих на тиристоры инвертора. Недостаток данной системы управления - низкая стабильность выходной частоты инвертора, обусловленная построением задающего генератора по принципу модуляции синусоидального напряжения прямоугольнымШ.

Известно устройство для управления автономны.м инвертором с ШИМ, содержащее полупроводниковые ключи, управляемые реле, подключающие делитель частоты к запускающему входу одновибратораС2Д,

Недостаток устройства - низкая стабильность частоты и амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения инвертора.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для управления инвертором с ШИМ на интегральных схемах, содержащее преобразователь «напряжение-частота, к входу которого через потенциометр подключен источник постоянного напряжения и два счетчика - счетчик интервалов и счетчик длительности и.мпульсов, к выходам которых подключен логический блок. Логический блок состоит из схем совпадения, входы которых связаны с выходами триггеров счетчиков интервалов и длительности импульсов и схем сборки, к входам которых подсоединены выходы схе.м совпадения. На выходах схем сборки появляются две последовательности импульсов, необходимых для управления инвертором с ШИМГЗ.

Регулировка амплитуды 1-ой гармоники вы.чодного напряжения инвертора происходит при изменении с по.мощью потенциометра входного напряжения преобразователя

«напряжение-частота и, следовательно, изменении частоты счетных импульсов счетчика длительности импульсов.

Недостатком данного устройства является то, что регулировка выходной частоты инверторов возможна путем изменения частоты счетных импульсов счетчика интервалов и при этом ширина каждого импульса широтно-модулированного напряжения не изменяется пропорционально изменению частоты, а остается постоянной, т. е. одновременно регулируется и амплитуда 1 -ой гармоники выходного напряжения инвертора. Это недопустимо, например, при использовании инвертора для питания многоскоростных электродвигателей.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения путем получения независимой регулировки частоты и амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором, содержащее преобразователь «напряжениечастота, к входу которого через потенциометр подключен источник постоянного напряжения и два счетчика - счетчик интервалов и счетчик длительности импульсов, к выходам которых подключен логический блок, дополнительно снабжено управляемым и неуправляемые делителями частоты, входы которых подсоединены к выходу преобразователя .«напряжение-частота, а выход управляемого делителя частоты подключен ко входу счетчика длительности импульсов, выход неуправляемого делителя частоты - ко входу счетчика интервалов, при этом к управляющему входу управляемого делителя частоты через потенциометр подсоединен источник постоянного напряжения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для управления инвертором.

Устройство управления содержит преобразователь «напряжение-частота 1, вход которого связан через потенциометр 2 с источником постоянного напряжения 3, а выход подключен к управляемому делителю частоты 4, вход управления которого через потенциометр 5 соединен с источником постоянного напряжения 6, и к неуправляемому делителю 7. Выходы делителей 4 и 7 соединены с счетчиком длительности импульсов 8 и счетчиком интервалов 9 соответственно. Выходы счетчиков 8 и 9 подсоединены к логическому блоку 10, выходы которого являются выходами системы управления инвертора.

Импульсы с выхода преобразователя 1 «напряжение-частота через управляемый делитель 4 поступают на счетный вход счетчика 8 и через делитель 7 на счетный вход счетчика 9. Выходные сигналы триггеров счетчиков 8 и 9 поступают на логический

блок 10, состоящий из элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ и осуществляющий преобразование сигналов счетчиков в последовательность импульсов с ШИМ по синусоидальному закону.

Частота счетных импульсов счетчика длительности 8 определяет длительность импульсов широтно-модулированного напряжения инвертора, т. е. пропорционально величине амплитуды 1-ой гармоники напряжения инвертора.

Частота счетных импульсов счетчика интервалов 9 определяет выходную частоту инвертора.

Независимая регулировка частоты и амплитуды 1-ой гармоники инвертора возможна при осуществления независимой регулировки частот счетных импульсов обоих счетчиков 8 и 9.

Регулировка выходной частоты инвертора осуществляется с изменением величины входного напряжения преобразователя «напряжение-частота. При этом происходит пропорцион-альное изменение счетных импульсов счетчика длительности 8 и счетчика интервалов 9. Это приводит к тому, что при изменении частоты инвертора изменяется и длительность импульсов щиротно-модулированного напряжения. Таким образом, амплитуда 1-ой гармоники выходного напряжения инвертора остается неиз.менной при регулировке частоты.

Регулировка амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения осуществляется изменением коэффициента деления управляемого делителя частоты 4. При этом не изменяется частота счетных импульсов счетчика 9, которые поступают на него с выхода преобразователя «напряжение-частота 1 через неуправляемый делитель частоты 7. Следовательно, при изменении амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения выходная частота не изменяется.

Изменять коэффициент деления делителя частоты 4 можно как кодом, так и интервалом или напряжением управления.

Введение в систему управления двух делителей частоты - управляемого и неуправляемого дает возможность независимой регулировки частоты и амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения инвертора. Это позволяет расширить области применения систем управления инвертора с ШИМ, в частности, применять их в инверторах, питающих многоскоростные приводы пере.менного

тока.

Формула изобретения

Устройство для управления инвертором, содержащее преобразователь «напряжениечастота, к входу которого через потенциометр подключен источник постоянного напряжения и два счетчика - счетчик интервалов и счетчик длительности импульсов, к выходам которых подключен логический

блок, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем получения возможности независимого регулирования частоты и амплитуды 1-ой гармоники выходного напряжения инвертора, оно дополнительно снабжено управляемым и неуправляемым делителями частоты, входы которых подсоединены к выходу преобразователя «напряжение-частота, а выход управляемого делителя частоты подключен ко входу счетчика длительности импульсов, выход неуправляемого делителя частоты - ко входу счетчика интервалов, при этом к управляющему входу управляемого делителя частоты через потенциометр подсоединен источник постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сандлер А. С., Гусяцкий Ю. М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной

модуляцией для управления асинхронными двигателями. М., «Энергия, 1968, с. 72-92.

2.Авторское свидетельство СССР № 318127, кл. Н 02 М 1/08, 1971.

3. Зюбин В. Ф., Котенева Н. П. Система управления инвертором с ШИМ на интегральных схемах. - Сб.Электронная техника в автоматике вып. 6.«Советское радио, 1974, с. 85-89.