Устройство для управления инвертором Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

{

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления статическими преобразователями с неизменной фазой выходного напряжения.

Известно устройство для управления инвертором 1, содержащее два магнитных усилителя, управляемых дифференциальным усилителем. Первоначально фаза выходных импульсов каждого магнитного усилителя смещена на 90 эл. град. При изменении управляющего напряжения ток управления одиого магнитного усилителя увеличивается, а другого уменьшается, так что фаза выходHbix импульсов одного магнитного усилителя становится больше 90 эл. град., а второго - меньше 90 эл. град, на ту же величину. К выходам магиитных усилителей подключены триггеры, на выходе которых формируется регулиру1ощее напряжение с неизменной фазой.

Недостатком указанного решения явля ется инерционность регулирования, обусловлеиная применением магнитных усилителей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является устройство для управления инвертором (2, содержащее делитель на два, соединенные последовательно задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь треугольного напряжения, блок сравнения и два синхронизируемых форм 1рователя выходных импульсов управляющие входы второго из которых подключены к выходам первого формирователя выходных импульсов, уп равляющие

10 входы которого соединены с выходами делителя на два, вход которого Соединен с выходом задающего генератора прямоугольных импульсов, причем синхронизирующие входы формирователей выходных импульсов соединены с выходами блока сравнения. В момен15ты равенства треугольного напряжения с управляющим на выходе блока сравнения формируются импульсы, у которых передний и задний фронты расположены симметрично относительно середины периода следования

% импульсов задающего генератора. Первый формирователь выходных импульсов синхронизируется по переднему фронту, а второй - по заднему. Формирователь выходных импульсов выполнен по схеме магнито-траизисторного мультивибратора. Недостатком указанного решения являе ся то, что при превышении управляющего напряжения амплитуды треугольного напряжения импульсы на прямом выходе блока сравнения исчезают и цепь синхронизации первого формирователя выходных импульсов оказывается разомкнутой. Это значит, что он начинает работать на собственной частоте, и в инверторе возникает аварийный режим. Аналогичная картина возникает со вторым формирователем выходных импульсов, если управляюшее напряжение становится отрицательным. Таким образом, из-за того, что в устройстве отсутствует ограничение максимального и минимального узлов регулирования, в инверторе возникают аварийные режимы. Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора путем ограничения максимального и минимального углов регулирования при больших изменениях управляюшего напряжения. Цель достигается тем, что устройство для управления инвертором, которое содержит делитель на два, соединенные последовательно задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь треугольного напряжения, блок сравнения и два синхронизируемых формирователя выходных имлульсов, управляющие входы второго из которых подключены к выходам первого формирователя выходных импульсов, управляющие входы которого соединены с выходами делителя на два, вход которого соединен с выходом задающего генератора прямоугольных импульсов, причем синхронизирующие входы формирователей выходных импульсов соединены с выходами блока сравнения, дополнительно снабжено двумя формирователями коротких импульсов и двумя схемами ИЛИ, при этом вход синхронизации первого формирователя выходнйх импульсов соединен с выходом первой схемы ИЛИ, один вход которой соединен с прямым выходом блока сравнения, второй вход - с выходом первого формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с инверсным выходом задающего генератора прямоугольных импульсов, а вход синхронизации второго формирователя выходных импульсов соединен с выходом второй схемы ИЛИ, одни вход которой соединен с инверсным выходом блока сравнения, второй вход - с выходом второго формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с прямым выходом задающего генератора прямоугольных импульсов. На фиг. I представлена схема устройства для управления инвертором; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу. Устройство состоит из задающего геиератора 1, делителя на два 2, формирователя 3 треугольного напряжения, блока 4 сравнения, формирователей 5 и 6 коротких им пульсов, схем ЦЛИ 7 и 8, формирователей 9 и 10 выходных импульсов. Выходы задающего генератора I соединены со входами формирователя 3, формирователей 5 и 6 и делителя на два 2. Выход формирователя 3 соединен с одним входом блока 4, другой вход которого соединен с источником напряжения управленияUy. Выходы блока 4 сравнения соединены с одним из входов схем ИЛИ 7 и 8, другие входы которых соединены с выходами формирователей 5 и б коротких импульсов. Выходы схем ИЛИ 7 и 8 соединены соответственно со входами синхронизации формирователей 9 и 10 выходных импульсов. Управляющие входы формирователя 10 соединены с выходами формирователя 9, управляющие входы которого соединены с выходами делителя на два 2. На. фиг. 2 11 -19 - сигналы с выходов элементов устройства. Устройство работает следую цим образом. Импульсы 11 с выхода задающего генератора I поступают на вход формирователя 3 треугольного напряжения. Сигнал 13 поступает на один из, входов блока 4, на другой вход которого поступает управляющее напряжение Uj. В моменты равенства сигнала 13с напряжением Uy на выходе блока 4 формируются прямой и инверсный сигналы 14 и 17, которые через схемы ИЛИ 7 и 8 поступают на входы синхронизации формирователей 9 и 10. На управляющие входы формирователя 9 поступают сигналы 12 с выхода делителя на два 2. Переключение формирователя 9 происходит при подаче на вход синхронизации импульса с выхода схемы ИЛИ 7, т. е. передний фронт сигнала 14 определяет фазу выходных сигналов 16 формирователя 9. На управляющие входы формирователя 10 поступают импульсы с выхода формирователя 9. Переключение формирователя 10 происходит при подаче на вход синхронизации сигнала 17 с выхода сх.емы ИЛИ 8, т. е. передний фронт сигналов 17 определяет фазу выходных сигналов 19 формирователя 10. При превыщении управляющим напряжением Uy амплитуды треугольного напряжения импульсы 14 на прямом выходе блока 4 исчезают, но с выхода формирователя 5 через схему ИЛИ 7 на вход синхронизации формирователя 9 продолжают поступать сигналы 15 и формирователь 9 переключается со сдвигом по фазе относительно сигнала 12 в 90 эл. град. На входе синхронизации второго формирователя 10 при этом постоянно присутствует сигнал логической «1 и он переключается синфазно с формирователем 9, т. е. устройство В целом продолжает функционировать нормально. При уменьшении управляющего напряжения ниже нулевого условия на входе синхронизации формирователя 9 постоянно присутствует сигнал логической «1, и формирователь 9 перекли)ч;и-тся cnHijuiano с л мителем на два 2. При этом IUI инверсном выходе блока 4 формируется сигнал логического «0, но так как на п.ход схемы ИЛИ 8 поступают сигиал)1 18 с выхода формирователя 6, то формирователь 10 переключается в противофазе с формирователем 9. Таким образом, и в этом случае устройство с целом продолжает функционировать нормально. Формирователи выходных импульсов могут быть выполнены на магнитнотранзисторных мультивибраторах, а также на синхрон ных триггерах К5- или //(-типа. В качестве формирователей коротких нмпульсов могут использоваться ждущие мультивибраторы или дифференцирующие / С-цепи. Благодаря предлагаемому устройству для управления инвертором угол управления не может быть более 180 эл. град, и менее О эл. град. Тем самым исключаются аварии в инверторе при больших изменениях управляющего напряжения. При .этом диапазон регулирования угла управления не уменьшается и составляет 180 эл. град. Все узлы устройства управления могут быть выполнены и интегральных микросхемах. Формула изобретения . Устройство для управления инвертором, содержащее делите.ль на два, соединенные последовательно задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь треугольного напряжения, блок сравнения и два синхронизируемых формирователя выходных импульсов, управляющие входы второго и:$ которых подключены к выходам перво,го формирователя выходных импульсов, управляющие входы которого соединены с выходами делителя на два, вход которого соединен с выходом задающего генератора прямоугольных импульсов, причем синхронизирующие входы формирователей выходных импульсов соединены с выходами блока с яън цкп;отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора путем ограничения максимального и минимального углов регулирования при больших изменениях управ,ляющего напряжения, оно снабжено двумя формирователями коротких импульсов и двумя схемами ИЛИ, при этом Вход синхронизации первого формирователя выходных импульсов соединен с выходом первой схемы ИЛИ, один вход которой соединен с прямым выходом блока сравнения, второй вход - с выходом первого формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с инверсным выходом задающего генератора прямоугольных импульсов, а вход синхронизации второго формирователя выходных импульсов соединен с выходом второй схемы ИЛИ, один вход которой соединен с инверсным выходом блока сравнения, второй вход - с выходом второго формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с прямым выходом задающего генератора прямоугольных импульсов. Источйики информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США ,№ 318676, кл. 323-66, 1971. 2.Отчет о НИР «Разработка и исследование стабилизированных инверторов с синусоидальным выходным напряжением, НИИАЭМ, Томск, 1975, № 76036501, с. 139- 142.