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

го напряжения от изменения нагруэки. При СО: У 0,87 в схеме происходит изменение формы выхопного напряжения и ухудшение его гармонического состава. В асинхронном электроприводе fW(/ 0,87, 5 а в вентильном 05 0,87, что не обес печивает стабильных характеристик электропривода. Полуволна выходного напряжения асимметрична, что также ведет к ухудшению гармонического состава выходного напряжения, а при смене порядка еледования фаз инвертора - к изменению фазовых соотношений между гармониками. Это обстоятельство особенно нежелательно для вентильного электропривода, где его характеристики будут отличаться для разных направлений врашения. Для более точного приближения к синусоидальной ОШИМ, когда число однополярных импульсов в полуволне должно быть большим, схема значительно усложняется. Схема не обладает гибкостью при необходимости изменения формы выходного напряжения (уве личение количества импульсов в полуволне). Целью настояшего изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения путем получения одно полярной ШИМ с формой инвариантной к изменению CC-i fПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления трехфазным мостсжым инвертором, содержащем реверсивный делитель частоты, распреде литель импульсе и блок формирования им пульсов, подключенные к выходу реверсив ного делителя частоты, и логический бло формирсжания сигналов управления, входные и выходные шины распределителя импульсов соединены с первыми входами логического блока, а вторые входные шины логического блока соединены с прямым и инверсным выходами блока формирования импульсов. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства дли управления трехфазным к/остовым инвертором. Сигнал псюышейной частоты f поступает на вход реверсивного делителя частоты 1, первые выходные шины которо го соединены с расгфеделителем импуль сов 2. Вторые выходные шины р ерсивного делителя i поступают на вход блока формирования импульсе 3 с линейно-нарастаюшей вольт-секундной Ш1о шалью от цифр делителя. Распределитель вмцульсов 2 выполнен по трехфазной коль цевой схеме с выходными шннами переключения его триггеров и цифровыми выходными шинами. Входные и выходные шины распределителя импульсов 2 соединены с первыми входными шинами логического блока 4, а вторые входные шины блока 4 соединены с прямым и инверсными выходными шинами блока формирования импульсов 3. Выходные сигналы логического блока 4 управляют переключением силевых элементов Kj,...jKj трехфазного мос тового усилителя 5. На фиг. 2 показаны временные диаграммы линейно-нарастающих цифр делителя частоты и цифр сигнала повышенной частоты . На фиг. 3 приведены временшзге диаграммы сигнале с выходных шин делителя 1, которые поступают на вход распределителя 2; сигналов Т,, T-j, Tj переключения триггере® этого распределителя и сигналов на его выходных цифровых шинах О, ..., 5; сигналов С на выходе блока 3; сигналов на выходных шинах логического блока 4 К, , Kj, которые идут на управление переключением силовых элементов мостового усилителя 5, На фиг. 4 дана техническая реализдцвя логической 4 нкции элементы И определяют сортветственнв конъюнкции dC Cftt iC, Cj3. которые входят во все формулы сигналов. На фиг. 5 показаны потенциалы средних точек стоек фааг мостового усилителя VA Ув Уе когДй за нулевой потении «/ в / V ал принята обшая точка ключей Kj, К, К, а гакже линейные напряжения UM Уд-ув) l/ecV -fc; Uc/i lAt-ifl. Устройство работает следующим образом, В зависимости от режима работы делитель 1 суммирует или вычитает импульсы сигналов частоты f , Суммирсшание импульсов в делителе 1 предназначено для создания одного чередования фаз выходного напряжения инвертора, вычитание для другчэго. При суммировании входных импульсов в делителе 1 на его первых вы ходных шинах появляются сигналы в последсдаательности it, в, Я ,/, а на вторых шинах.- цифровые сигналы ог нулевого до максимального заполнения. Этот процесс происходит непрерьтно. Причем импульсы ft, формируются на отрезках от нулевого до полсязинного заполнения делителя, а импульсы of, d на второй его половине заполнения. При вычитании входных импульсов частоты f в делителе 1 на его первых выходных шинах появляются сигналы в обратной последовательности , Л , fl , d , & & вто рых выходных шинах - цифровые сигналы от максимального заполнения до нулевого. При этом взаимное расположение сигналов di , Р I ft относительно цифровьгх остается без изменения. В блоке 3 происходит формирование им пульсов с линейно-нарастаюшей вольт-секундной плошйдью. Это формирование может быть осуществлено жестким алгоритмом от цифр делителя 1 либо путем сравнения линейно- шрастаюшего цифрового сигнала делителя 1 с опорным пилообразным. Второй способ, формирования позволяет менять количество импульсов за время заполнения деЛителя. В моменты, когда цифры делителя больше цифр пилообразного сигнала формируются импульсы С с линейно-«арастающей вольт-секундной площадью. В схеме, имеется выходная шина прямых С и инверсных С сигнале®. При работе делителя в режиме вычитания сигналы на выходных шинах С и С меняются местами. Для упрощения дальнейшего рассмотрения примем, что за цикл работы делителя 1 формируются три импулыса С и три импульса С. Распределитель импульсов 2 выполнен по трехфазной кольцевой схеме с цифровыми выходными шинами и шинами сигналов переключения его триггеров. D распределвтеле 2 имеется два кольца ипя левых и правых плеч триггеров. Импульсы аС , d поступают соответственно в левое и правое кольца Для переключения триггеров по схеме Импульсы d , а(. поступают аналогичным образом в эти же кольца для переключения триггеров по схеме Подача сигнала в соответствующее кольцо приводит к тому, что из двух рядом стоящих закрытых транзисторов одноименных плеч следующий по порядку открьтается. В таблице 1 показано положение триггеров Тг1, Тг2, ТгЗ и соответствующие этим положениям сигналы Т, Т, Т и цифровые О, ..., 5. Таблица 1

Рассмотрение работы начнем с положения триггеров в состоянии под номером 6, Импульс е( поступит в ли5ое кольцо и транзистор левого плеча триггера Тг1 откроется, что соответствует положению тригге|х в для цифры О. Следующий по порядку импульс поступит также в левое кольцо, но переключения в схеме не произойдет, так как это кольцо уже не рабочее и в нем нет двух рядом стоящих закрытых транзисгорсв. Следующий за ним импульс ai поступит в правое кольцо плеч триггеров и вызсжет открытие транзистора правого плеча триггера Тг2, что соответствует цифровому сигналу .

Импульс Поступит в правое кольцо, но переключения в схеме не вызовет, так как кольцо уже не рабочее и т.д.

Таким образом, лосгупление сигналов в порядке о( , , оС, ft , будет вызывать переключение триггеров распределителя в соответствии с таблицей 1 сверху вниз для суммирования импульсов d и ai- При работе делителя 1 в режиме вычитания порядок импульсов на его выходных шинах сменится на обратный Р , d, / , оС , и первыми импульсами, которые будут приходить в рабочие кольца являются и . В этом случле переключение триггеров распределителя происходит в соответствии с таблицей 1 сйизу вверх, что соответствует вычитанию импульсов в и р . Логическое усгройство 4 производит формирование импульсов управления К,...,5 Kg по следующим выражениям Kf(c(C О- , Tj 5 Cfi 5 ) « J7 . 2 /10 ff f J Г JL +Т Л 2. Aj-lftL. tLp U/LZ 1г I t jJ Подобным же образом производится вычисление Kj и Kj. Эти сигналы полностью nc TopsuoT К|, но со сдвигом соответственно в 120 и 240 электрических градусов (см. фиг. 3). К.-К, К -/ Г Т (оСС 3 } h / v . т7 Ь s На временной оси диафрагм имлульссж С (фиг. З) отмечены огреаки времени О1; 1-2; ..., на которых можно рассмотреть формирование сигаала К,. Результаты расчета К, сведены в таблицу 2. Та6пица2 Таким образом, выходные напряжения трехфазного мостового усилителя U. Vee, UCA представляют собой одностороннюю широгно-импульсную модуляцию по трапецеидальному закону, который явля9егся хорошим приближением к синусоидаль ному. При этом форма выходного напряже ния инвариантна к .изменению COi нагрузки. Формула изобретения Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) выходного напряжения, содержащее реверсивный делитель частоты, распределитель импульсов и блок формирования импульсов подключенные к вькоду реверсивного дели теля частоты, и логический блок формирования сигналов управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения путем получения однополярной

10

иг. I ШИМ с формой инвариантной к изменений coi нагрузки, входные и выходные щи- ны распределителя импульсе соединены с первыми входными шинами логического блока, а вторые входные шины логического блока соединены с прямым и инверсными выходными шинами блока формирсжания импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 532163, кл. Н О2 М 7/537,1976. 2.Мыцик Г. С., Шеголев А. И. Трехфазный штертор с улучшенным качеством выходного напряжения методом широтноимпульсной модуляции.Современные задачи преобразовательной техники, часть 2 Киев, 1972.

(iminmnnn

b