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

1

Изобретение относится к преобразовател1 11011 технике и предназначено для управления автономны.ми инверторамн нанряжения.

Известно устройство для управления автономным инвертором нанряжения, формирующим выходное напряжение методом Н1иротно-имнульсной модуляции 1.

За счет дополиительных ко.мм)таций в спектре выходиого нанряжения нолностыо исключены близкие к выходной частоте гармоники. Одиако устройство отличается чрезвычайной сложностью реализации.

Известио также устройство для уиравления иивертором, реализуюи1,ее вертикальиы.м сиособо.м ишротио-и.мнульсное регу:1ироваиис выходною напряжении иивортора и содержаи1ее генератор тактовых нмнульсов, генератор линейно-изменяюи1,егося нанряження, источник управляющего постоянного нанряження, компаратор, регистр и распределитель импульсов. Регистр служит для иересчета частоты генератора в выходную частоту инвертора, распределитель построен на основе логических схем 2.

Недостатком известного устройства является плохой гармонический состав выходного нанряжения, которое содержит интенсивные гармоники низкого порядка, кратные выходной частоте.

2

Целью изобретения является улучшенне гармонического состава выходного нанряжения инвертора.

Для этого устройство для управления автономным инвертором, выходное нанряжение которого еостоит из регулируемых io длительности равновеликих имиульсов, содержаи1,ее генератор тактовых имиульсов, иодключенный к регистру и генератору линейно-нзменяющегося нанряжения, источиик уиравляюи1,его иаиряження, иодключенный к компаратору, выход которого поз,ключен к входу распределителя, к другому входу которого иодключен регистр, донолннте.чыю снабжено фазоинвертором, двумя исгочинками ностояииы.ч нанряжений, ключом с унравляюнкй ценью, сумматором и ко.миаратором, нриче.м выход регистра иодключен к входу распределителя и к унравляющей цепи ключа, через который второй источник постоянного нанряжения подключен к входу сумматора, два других входа которого подключены к первому 1сточнику ностоянного напряжения и к генератору линейно-изменяюо егося напряжения, выход сумматора подключен к входам компараторов, второй вход, дополнительного компаратора подключен через фазоинвертор к источннку управляющего нанряжения, а , иодключен к расиределителю. На фнг. 1 представлена структурная схема устройства; на фпг. 2 временные диа1-раммы, 1юясняюн ие нрннцнн ,ueiieTBn:i хстройства. Устройство содержит генератор та1 тов1з1Х HAuiyvTbcoB 1, связанный с ретистром 2 и ге нератором 3 лннейно-нзменяющегося напряжения, ретнстр 2, связанный с раекрделнтелем 4, нсточник управляющего нанряження о, связанный с основным колш: ратором 6, первый источник 7 постоянного нанряжения, второй источник 8 постоянного нанряжсния, связанный через ключ 9 t сумматором 10. Генератор линейно-нзменяюидегося нанряжения 3 н нервый нсточ:1Н1 ; 7 ностоянного ианряжения связаны со входами сумматора 10, а выход суммато)л 10 связан с комиараторами 6 н И. BTOpoii iixiJД донолннтелвного компаратора 11 связьч с источником унравляющего напряжения о через фазоинвертор 12. Регистр 2 ввпюлпен двухразрядиым, иричем его младтии разряд связан с управляющей цепью ключа 9. Напряженпе источников 7 и 8 HOCTOHHHOJO нанряжения иропорциоиалвно амплитуде лппейпо-изменяющегося напряжения. Устройство позволяет формпроватв выходное нанряжепие инвертора с двумя равнымн но длительности нмнульсамн га иолунерноде, нрпчем выбором величннв: ноетоянных нанря кеннй источников 7 н 8 люжiio нскл;очпть из ciicxTpa ввг од1101 ч; нанряжен1-;я :иобую нечетную гарлн;нику во исел; дна Назоне регулирования. Так для исключеиия третьей гармоники углы унравлення на нервой н iiepnuда (фнг. 2) евязаны соотиошеииямн ;- -arcsin6j,. В таком случае напряженпя нсточнико ностоянного наиряжеиия 7 и 8 устапавли 5аются равными 1/3 амнл гтуды лннейнонзменяюнцчося нанряження на выходе геH(paT(j)a 3 (фиг, 2а), Па ннтервале (О ------ ) на выходе: сумм.Пора И) (|)0|);11|),егея (jH(j)Hoe нанря 1и11 iie, pasihoe сул1М1 нанря 1чеиия генсратора 3 н нс1Ч)чннка 7, а на н)гтервале ( -л) -- суммарное нанря укенне HeT4j4i)iKOB 7 н 8 н leiUpaTOpa 3. nfo обеснечнвается замыканием к, 9 на четных четвертях нернода, Результирующее напряжение на выходе су,мматора 10 приведено на фиг, 2в. Пуч1ктирпыми линиядМн (фиг, 26) изображены уч1равляющее нанряженне на выходе неточника 5 и наиряжепие на выходе фазоннвертора 12, Комиараторы 6 и 11 фиксируют равенство нанряжений на своих входах и формируют имиульеы, фронты которых определяют длительность нмиульсов пыходното нанряжения инвертора (фш, 2d), Нетрудно видеть, что еоотношение (1) выполняется. Точной реалнзацнн COOTHOHICппя (2) еоответствует спнусоидальная форма опорного напряжения, однако реализуе,мая в ycTpoiicTiie линейная форма оиор,чоIo иаиряжеиия аиироксимирует иснольз ч-Mijiii участок син сонды от -30 до ;-30 -j:i. град, с точностью, обеснечнваюшей чогрен ность в задании углов ее. и а не более 0; 5 эл, град, Выиолнение (2) обеспечивает линейност) регу.чнровочной характеристиБ трехфазных инверторах при работе на еимметричную наг)узку третья гармоника исключается из спектра выходного напряження. Выбором нанряженнй иеточ 1иков 7 и 8 можно иеключить также н нятую гармонику, вынолнив условия Для этого напряжение псточипка 7 установлено равным -0,6, а источника 8 + 0,: а-мп.тнтуды напряжения генератора 3. Временные днаграммы онорного паиряжеии; на выходе еумматора 10 ириведеиы на ф1н-, 20, выходное напряжение инвертора - Нс дна1-ра1мме (иг, 2в, Линейная аннрокснма н,11я онориого напряжения в устройстчк обеснечивает линейность регулировочной характернетикн (нотрещность нрн замене еннусондально формы онорното 1анряження ,-|ннейной не более 1 эл. град,). Уетройетво управления может б)лть нсиользоваио также в режиме, обеспечиваюнтем более нолиое нснользованне нанряжения источника питания инвертора. При увеличении унравляющего нанряжения форма выходного нанряження нзменяется нри селекции нсключае.мых гармоник до известной критической велнчнны vlipaвляIoн eгo нанряжения, 11рн больших значениях уиравляюн;его нанряження гармо1п-1ческнй сос:таи ВЫХОДНО1Ч) нанряження ухуди1аетея, но ур(яиН1, нсрр.ой rajxMOHiMwi ii(j3)aeiaei, л Ka.iaHiiijii режим ,може1 С)лп, нс11(л1) в часто1ном -АТСК1ронриводе, когда при по В1,11непнн нанряження (н частоты) С1 нжаются требования к гармоническому соста|У вьгходного нанряже1П1я, Таким образом, устройство нозволяст улучщнтв гармоинчсский состав выходного наиряжения инвертора за счет исключеиия одной гармоники, кратной выходной частоте, на всем диапазоне регулирования, что улучшает реж;нм работы двнтателя н снижает массогабарнтные ноказатели фильтра. От аналогичных устройств с селективным исключением гармоник предлагаемое устройство отличается значительной простотой схемы, линейностьЕО регулировочных характер 1стнк, возможностью более полного использования питающего напряжепия инвертора.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором, выходное напряжение которого состоит из регулируемых по длительности равновеликих импульсов, содерж.аигее генератор тактовых импульеов, подключенный к регистру и генератору л инейно-изменяюгцегося напряжения, источник управляющего напряжения, подключенный к компаратору, выход которого подключен к входу распределителя, к другому входу которого подключен регистр, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения, оно дополнительно снабжено фазоинвертором, двумя источниками ностоянных напряжений, ключом с управляющей цепью, сумматором и компаратором, причем выход регистра подключен к входу распределителя и к управляющей цепи ключа, через рый второй источник постоянного напряжения подключен к входу сумматора, два других входа которого подключены к первому нсточппку постоянного напряжения и к генератору линейно-изменяющегося напряжения, выход сумматора подключен к входам компараторов, второй вход дополнительного компаратора подключен к нсточнику управляющего напряжения через фазоинвертор, а выход нодключен к распределителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Dant Dctlif «Unterdruckung zon Oberschiiinyungcn diirch Pulsbroiteucreug - Elehtr. Leitschift 1972, A 93, N° 9, c. 528- 530.

2.Калаи1пиков Б. E.. Криьицкпй С. О., Эпштейн И. И. Системы управления авт)номными инверторами, Л., «Энергия, 1974, с. 59-60.

2

HI