Частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модуляцией Советский патент 1979 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к области частотно-р гулируемого электропривода с применением статических преобразователей переменного тока и может быть использовано для частотнорегулируемого электропривода с синусоидальной формой (огибающей) выходного напряжения, обеспечивающег(Э повышение точности унравления ориентацией поля статора электродвигателя Переменного тока. Известны частотно-регулируемые электропри воды с шкротно-импульсной модуляцией с применением модуляторов напряжения цифрово го типа. В них длительность импульсов модули руется дискретно по заданному алгоритму. Недостатком известных электроприводов яв ляется большое число цифровых элементов модулятора, что обусловлено нелинейностью закона модуляции, необходимостью достаточно плавного ее изменения, а также весьма большим числом алгоритмов модуляции, необходимых для регулирования амплитуды и частоты основной гармоники выходного напряжения 1. Известен также частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модуляци ей, содержащий трехфазный и однофазный задающие генераторы, три фазные цепи формирования сигналов управления, трехфазный инвертор, подключенный к двигателю. Каждая из фазных цепей формирования содержит фазочувствительный вьщрямитель с фильтром несущих частот и три модулятора длительности импульсов 2. Недостаток известных электроприводов обусловлен применением фильтров, которые должны быть рассчитаны практически на полное подавление высших гармоник, имеющих амплитуду 100%. В силу этого постоянная времени фильтров оказьшается существенной, что обуславл шает фазовые искажешся и запаздывание управляющего сигнала. Поэтому недостатком таких электроприводов являются сравнительно невысокая точность и быстродействие управления электроприводом. Целью изобретения являются повышение точности и быстродействия управления электроприводом. Для этого в частотно-регулируемом электроприводе с широтно-импульсной модуляцией.

соде)жащем трехфазный и однофазный задающие генераторы, три фазные цепи формирова-. ния сигналов управления, трехфазный инвертор, подключе1шый к двигателю, в каждую из трех фазных цепей введены последовательно включенньте формирователь коротких импульсов, аналоговый ключ, интегратор и нуль-орган, причем первый вход аналогового ключа через формирователь коротких импульсоб подсоединен к соответствующему выходу трехфазного задающего генератора, второй вход ключа подсоединен к выходу однофазнбгЪ генератора, общему для всех фазньдх цепей управления, а йыход йуль-органа каждой фазной цепи соединен со входом управления генератора ;Благодаря такому выпблнёнйМ частотйо, регулируемого злектрЬиривод;а с iiiftpotHbимпульсной модуляцией в схеме его управления исключаются искажение и запаздывания управляющего сигнала, тем повыщается его точность и быстродействие управления элект ойриводом.

На фиг.1 дан электропривод, функциональная схема; на фиг.2 - диаграммы его работы.

Частотно-регулируемый элекфопривод с широтно-импульсной модуляцией содержит двигатель 1 переменного тока, трехфазный мостовой инвертор 2, однофазный и трехфазный i задающие генераторы 3 и 4 несущей часто1ы, Кроме того, электропривод содержит формирователи 5-7 коротких шйпульсов, Залоговые ключи 8-10, интеграторы 11-13 и нуль-органы М-16, последовательные соединения которых образуют три фазные цепи управления инвертором 2. Первые входы аналоговых ключей 8-10 через соответствующие формирователи 5-7 коротких импульсов подсоединен к соответствующему выходу трехфазного йййщего генератора 4, а вторые входы ключей 8-10 пбдсоединень к вщЬду генератора 3, общему для всех трех фазных цепей управления.

Формирование широтно-модулируемых 1ШрШён1Ш осуШ образбм.

Генератор 3 вьфабатьгаает синусоидальный сигнал 17 несущей регулируемой частоты fj и регулируемой амплитуды. Трехфазный генератор 4 вырабатывает напряжения 18-2Ь прямоугольной формы частоты t2, причем разностная, частота () устанавливается равной

заданной медленной составляющей напряжения инвертора. Напряжения 21-23 на выходе формирователей 5-7 управляют ключами 8, 9,10, которые, отпираясь, заряжают тггеграторы 11,12,13 дй мгновенных значений 24,25,26-v сигналов 17. При запирании каждого из аНало говых, ключей 8,9,10 интеграторы 11,12,13 разряжаются на предус1уютренные для этой цели резисторы. Напряжение на выходе интеграторов 11,12,13 соответствуют диаграммам 27,28,29. Нуль-органь 14,15,16 преобразуют напряжения ннтеграторов 11,12,13 в прямоугольные сигналы 30,31,32, используемые для управления инвертором 2.

Таким образбм, в данном электроприводе с щиротно-импульсной модуляцией отсутствует явнЬ выраженное звено формирования гармоннческой составляющей разностной частоты и фильтрация высп1Их гармойик, что позволило

повысить точность и быстродействие управления электропрнводом. Сравнительные испытания электропривода с известньтми показали полное отсутствие запаздывания и фазовых искажений.

Формула изобретен и я

Частотно-регулируемый электропривод с Ц1Ит ротно-импульсной модуляцией, содержащий

трехфазный и однофазный задающие генераторь три фазные цепи формиров1аН1ш сигналов управления, трехфазный инвертор, подключенный к двигателю, отличающийся тем, что, с целью П0вьщ1ения точности и быстродействия управления, в каждую из трех фазных цепей введены последовательно вклйченкше формирователь коротких импульсов, аналоговый ключ, интегратор и нуль-орган, причем первый вход аналого:вого ключа через формирователь

{Коротких импульсов подсоединен к соответствующему вьрсоду трехфазного задающего генератора, второй вход ключа подсоединен к выходу однофазного генератора, общему для всех фазных цепей управления, а выход нульоргана каАдой фазной цепи .соединен со входом

управления инвертора.

Источники информации, принятый во внимание при экспертизе

i: -Патент США N 3614590, кл. 321-9, 1972.

2. Патент ФРГ № 1413463, кл. 21 d 15, 1971.

/7

Г8

/ jijaJiJiJiJiJTjnjTjn r о т гLГU- Jr J-u-UЛJ г J

IUJL Jl Jl JLJT- JLJl-Jl 22 J1 JIJLJLJIJ1 J1-JULJ 2г-JULJl-JLJl n JLJlJ

2tf 25

чДЖКк ККл

ffiF

Fffl

и

фиг.2