Однофазный преобразователь постоянного тока в переменный Советский патент 1980 года по МПК H02M7/48 H02P8/12 H02P6/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания обмоток шаговых и вентильных электродвигателей, 5 электромагнитови т.п.

Известны однофазные преобразователи постоянного тока в переменный, в которых значение тока нагрузки, определяемое задающим сигналом, под- Ю дёрживается за счет релейной обратной связи. В таком преобразователе в результате сравнения задающего сигнала с сигналом, пропорциональном величине тока в нагрузке, управление 15 вырабатывается релейньям элементом -с петлей гистерезиса и в зависимости от появления сигнала на прямом- или инверснсял выходе релейного элемента включается та или иная-группа сило- JQ вых ключей, подсоединяющая нагрузку к источнику постоянного тока 1 .

Недостатком преобразователя является возможность изменения сигнала на выходе релейного элемента1 за. 25 устансэвки другого значения задающего сигнсша во время переходного процесса переключения силовых ключей. Это может привести к возникновению ненормального режима работы, в особен- JQ

ности При больших коэффициентах форсировки по напряжению и при использовании в качестве силовых ключей тиристоров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однофазный преобразователь постоянногчэ тока в переменный, нагруженный на овмотку электромеханического .. преобразователя и содержащий измеритель тока, схему сравнения, релейный элемент с петлей гистерезиса, схему формирования управляющих сигналов и силовой усилитель напряжения 2Т.

Однако в указанном преобразователе тока возможно скачкообразное изменение задающего сигнала на входе схекы сравнения в момент пере ключения силовых ключей в усилителе мощности под действием сигнала обратной связи по току. Это приводит к возникновению на переключение в новое состояние в то время, когда еще не закончилось предыдущее перектпочение, и к нарушению нормального режима работы силового усилителя напряжения.

Цель Изобретения - устр аненйе ук заннргЬ йёдостатка и повышение надежности преобразователя. Поставленная цель достигается тем что йёжяу Пряь йм и инверснйМ выходами релейного элемента и двумя входами схемы формиройайия управляющих сигналов включены блоки за дёржки. Блок задержки состоит из двухвходоаого элемента И, одновибратора, двух входовогр элемента ИЛИ и инвертора. На один из входов элемента И подключен прямой или инверсный выход релейного элемента, а ко второму входу элемента И чере.з инвертор подключен выход одновибратора соседнего блока задержки. Выход элемента И соединен с входом собственного одновибратора и с одним из входов элемента ИЛИ,к д|зу1ч5Му входу йотдрбгр пбдклюЧёт вы ход собственного одновибратора. элемента ИЛИ соединен с входом схемы формирования управляющихсиг йалов. , На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства применительно к мостовому силовому усилителю напря женин;на фиг. 2 - развернутая функциональная схема блоков задержки, на фиг. 3 -осцилйограмг и сигналов в отдёльнах то;чйс1Х схемы. Устройство (фиг.1) содержит силовой усилитель 1 напряжения, который в случае мостовой схемы состоит из четырехполностью управляемых. .ключей 2-5. К выходу силового усилителя подключена нагрузка 6, последовательно с которой соединена входная цепь измерителя 7 тока. Выход изиерителя тока соединен с одним из входов схемы 8 сравнения, второй вход которой соеданен с шиной задающего сигнала Ugy ..Вы;ход схемы сравнения подключен к входу релейного элемента 9 с петлёй Рййтёрезйеа, / прямой и инверсный вйходы которого через блоки 10 и 11 задержки связаны с входами схемы 12 формирования управляющих сигналов. Выходы этой ШЕ|--йЩКЖ)ё1ГыГ-даедам силовых ключей 2, 4 и 3, 5 со этветственно.. Блоки задержки (фиг. 2) своими вхо дами соёдинёнь с соответствующими выходами релейного элемента и содер ат каждый двухвходрвый элемент 13 и 14 И, двухвходовый элемент 15 и 16 ИЛИ, одновибратор 17 и 18 и инвертор 19 и 20 соответственно. Порядок соединения элементов блока за дёржкиОданаков, пьётому. проследим его для одного, например верхнего, блока. Один из входов схемы 13 И связан с лрямым выходом релейного элемента 9, а к второму через инвертор 20 подключен выход одновибратора Д8 шжнегр (соседнего) блока задержки. Выход схемы 13 соединен, с вхо- ., ,цом элемента 15 ИЛИ и с входом одно (вибратора 17. На второй вход схемы

748770 15 пoдkлючeн выход одновибратора 17. Он же через инвертор 19 соединен с входом Схемы 14 И нижнего блока задержки. Выход элемента 15 ИЛИ связан с соответствующим входом схема 12 формирования. Устройство работает следующим образом. .в начальный момент времени tp (фиг.3) задающий сигнал UBX превышает сигнал обратной связи i ключи 2 и 4 (фиг.1)силового усилителя напряжения открыты и ток в нагрузке б .под действием напряжения Uj, нарастает. При таком состоянии устройства потенциал 0 на прямом выходе релейного элемента соответствует логической единице (лог, 1), а на другом . (инверсном) UK.2, логическому нулю (лог. О). Потенциалы на выходах одновибраторов (фиг.2) равны лог. О, на выходе Элемента 15 ИЛИ - лог. 1, а на выходе элемента 16 - лог. О. В момент, времени t сигнал обратной связи превышает задакедий сигнал С с учетом ширины петли гистерезиса . Сигналы на выходах релейного элемента изменяются на противоположные:лог. и. лог. О и на выходах схемы формирования пояляются команды на запирание ключей 2 и 4 и отпирание ключей 3 и 5. Так как на вход элемента 14 И поступаетсигнал лог. 1 с выхода инвертора 19, то на выходе элемента 14 появляется-сигнал лог. 1 и передним фронтом запускает одновибратор 18, т.е. сигнал иоЭн,принимает на время с t по значение лог. tj. В результате сигнал лог. О с выхода инвертора 20 в течение этого интервала поступает на вход элемента 13 И, запрещая прохождение изменений сигнала по другому входу, подключенному к выходу релейного элемента, на выход элемента 13. Если, например, в момент времени t,, расположенный внутри интервала t., -Ц , произойдет скачкообразное изменение заданного сигнала Uftx и он окажется больше сигнала обратной связи 1) , то сигналы на выходах релейного элемента изменятся Ufi лог; 1, и лог. р. Состояние же сигналов на выходах; элементов 15 и 16 ИЛИ останется без изменений,Это обусловлено тем,что импульс одновибратора 18 , Ч поддерживает сигнал лог, на выходе элемента 16 ИЛИ и через инвертор 20 обеспечивает наличие сигнала лог. на входе элемента 13 И. После окончания генерации импульса одновибратором 18 в момент времени tj элемент 13 И откроется и сигналы , и й изменят свои значения: Ц,, лог. 1, Ub лог. О, на ,ключи 2 и 4 поступят Ко1манды на открывание, а на 3 и 5 - на запирание,В этот же моманд: времени произойдет запуск одновибратора 17 (фиг.2), импульс которого блокирует прохождение гигналов на интерв.але tj-t. Если длительности импульсов, генерируемых одновибраторам 17 и 18, превышают время пёрёйо-йного процесса изменения состояний силовых ключей 2-5, то нормаль ный Зрежим работы устройства не Ьудет н&р$ и1аться даже в случае совпадения изменений задающего сигнала с интервйЙЬм переключения силовых ключей. Использование в преобразователе постояннйго тока в переменный блоков задержки позволяет исключить Прохождение команд на переход ключей силового усилителя напряжения в новое состояние :ДО тех пор, пока не закончилось. ;П1эвдадущее переключение. Это повышает надежность работы преобразо вателя. Формула изобретения Однофазный преобразователь постоя ноРЙ. в Леременный, например для шагового электродвигателя, содержащий измеритель тока, схему сравнения релейный элемент, имекадий прямой и 7 инверсный выходы, формирователь управляющих сигналов и силовой усилитель напряжения, отличающийся тем,что,с целью повьаиення надежности, введены два идентичных блока задержки, каждый из которых содержит двухвходовый элемент И, одновивратор, двухвходовый элемент ИЛИ и йайертор, причем одни входа элемей рв И соединены соответственно с и инверсным выходами релейного элемента к каждому из других входов элемента И через инвертор подключен выход одновибратора другого ёлока задержки, выход каждого элемента И соединен с одним входом элемента ИЛИ и входом собственногчз оДновибратора, выход которого подключен к другому входу элемента ИЛИ, а выход последнего связан d входом формирователя управляющих импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бочкарев О.Е. Особенности беоколлекторного двигателя,питаемого от источника тока.-сб. Электронная техника в автоматике , вып.9, Советское радио , 1977,с.200-208, 2.Бродовский В.Н. и Иванова E.G. Приводы с частотнотоковым управлением. М., Энергия, 1974, с. 8i-94.

- л-..-г.--4-.(j iif Cfelft-H- s-r-i i Um

U(J

/9

Unt

uti

HcfdH.i

фаг.

U

I I

I

iL