Устройство для несимметричного управления мостовым широтно-импульсным преобразователем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕСИММЕТРИЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1

Изобретение от яосится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих широкорегулируемых электроприводах и в следящих системах для управления щиротно-импульсными преобразователями.

Известно устройство для управления преобразователем, содержащее источник сигнала задания, первый узел суммирования, первый вход которого подсоединен к выходу источника задания, а второй вход предназначен для подключения выхода тахогенератора, парафазный усилитель, вход которого подсоединен к выходу первого узла суммир.ования, первый и второй пороговые элементы, каждый из которых содержит последовательно соединенные узел суммирования и компаратор, причем прямой выход парафазного усилителя подсоединен к первому входу узла суммирования первого порогового элемента, а инверсный выход подсоединен к первому входу узла суммирования второго порогового элемента, узел токоограничения, выходы которого подсоединены ко вторым входам узлов суммирования первого и второго порого2

вых элементов, генератор тактовых импульсов, первый и второй выходы которого подсоединены к третьи.м входа.м узлов суммирования первого и второго пороговых элементов, делитель частоты, подсоединенный

5 своим входом к третье.му выходу генератора тактовых импульсов, первый и второй усилители импульсов, входы которых подсоединены к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, тий и четвертый усилители импульсов, входы которых подсоединены к первому и второму вы.кодам делителя частоты, и усилитель импульсов управления, вход которого подсоединен к четвертому выходу генератора тактовых импульсов 1.

15 Недостатком данного устройства является невысокая точность отработки сигнала задания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для управл ения мостовым широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, делитель частоты, подсоединенный своим входом к выходу задающего генератора, первый и второй генераторы пилообразного напряжения, подсоединенные своими входами соответственно к первому и второму выходам делителя частоты, и четыре пороговых элемента, каждый из которых содержит последовательно соединенные узел суммирования и компаратор, причем выход первого генератора пилообразного напряжения подсоединен к первым входам узлов суммирования первого и второго пороговых элементов, выход второго генератора пилообразного напряжения по дсоединен к первым входам узлов суммирования третьего и четвертого пороговых элементов, парафазный усилитель, подсоединенный своим прямым выходом ко вторым входам узлов суммирования первого и третьего пороговых элементов, а инверсным выходом подсоединен ко вторым входам узлов суммирования второго и четвер того пороговых элементов, узел токоограничения, подсоединенный своим выходом к третьим входам узлов суммирования пороговых элементов, третий узел суммирования, подсоединенный своим выходом ко входу парафазного усилителя, источник сигнала задания, подсоединенный своим выходом к первому входу третьего узла суммирования, а второй вход этого узла суммирования предназначен для подключения к выходу тахогенератора 2. Недостатком устройства является низкая точность отработки сигнала задания, вызванная тем, что длительность импульсных сигналов на выходах двух пороговых элементов, первые входы которых подсоединены к выходам разных генераторов пилообразного напряжения, а вторые входы подсоединены к одному из выходов парафазного усилителя, не равны. Величина неравенства этих импульсных сигналов определяется разбросом параметров и температурным дрейфом элементов разных генераторов пилообразного напряжения. Цель изобретения - повышение точности отработки сигнала задания. Поставленная цель достигается тем, что устройство для несимметричного управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, делитель частоты, подсоединенный своим входом к выходу задающего генератора, генератор пилообразного напряжения, первый и второй узлы суммирования, подсоединенные своими первыми входами к выходу генератора пилообразного напряжения, первый и второй компараторы, подсоединенные своими входами к выходам первого и второго узлов суммирования соответственно, парафазный усилитель, подсоединенный своим прямым выходом ко второму входу первого узла суммирования, а инверсным выходом - ко второму входу ВТОрого узла суммирования, третий узел суммирования, подсоединенный своим выходом ко входу парафазного усилителя, источник сигнала задания, подсоединенный своим выходо.м к первому входу третьего узла суммирования, и узел токоограничения, снабжено четырьмя элементами И-НЕ и двумя триггерами, причем первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подсоединены к одному выходу делителя частоты, а второго и четвертого - к другому выходу, вторые входы первого и четвертого элементов И-НЕ подсоединены к выходу первого компаратора, а второго и третьего - к выходу второго компаратора,i«ходы первого и второго элементов И-НЕ подсоединены соответственно к первому и второму входам первого триггера, выходы третьего и четвертого элементов И-НЕ подсоединены к первому и второму входам второго триггера, вход генератора пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, а выход узла токоограничения подсоединен ко второму входу третьего узла суммирования. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для управления мостовым щиротноимпульсньш преобразователем; на фиг. 2 - схема мостового щиротно-импульсного преобразователя; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы. Устройство содержит задающий генератор 1, делитель частоты 2, подсоедг1ненный своим входом к выходу задающего генератора 1, генератор пилообразного напряжения 3, подсоединенный своим входо.м к вь ходу задающего генератора 1, первый и второй узлы суммирования 4 и 5, подсоединенные своими первыми входами к выходу г ератора пилообразного напряжения 3, первый и второй компараторы 6 и 7, подсоединенные своими входами к выходам первого и второго узлов суммирования 4 и 5 соответственно, парафазный усилитель 8, подсоединенный своим прямым выходом ко второму входу первого узла суммирования 4, а инверсным выходом подсоединен ко второму входу второго узла суммирования 5, третий узел су.ммирования 9, подсоединенный своим выходом ко входу парафазного усилителя 8, источник сигнала задания 10, подсоединенный свои.м выходом к первому входу третьего, узла суммирования 9. узел токоограничения 11, подсоединенный своим выходом ко второму входу третьего узла суммирования 9, четыре элемента И-НЕ 12-15 и два триггера 16 и 17, причем первые входы элементов И-НЕ 12 и 14 подсоединены к одному выходу делителя частоты 2, а первые входь элементов И-НЕ 13 и 15 - к другому выходу делителя частоты 2, вторые входы элементов И-НЕ 12 и 15 подсоединены к выходу первого компаратора 6, а элементов И-НЕ 13 и 14 - к выходу второго компаратора 7, выходы элементов И-НЕ 12 и 13 подсоединены соответственно к первому и второму входам триггера 16, выходы элементов И-НЕ 14 и 15 подсоединены к первому и второму входам триггера 17. Мостовой широтно-импульснЫй преобразователь содержит ключи 18-21, обратные диоды 22-25 и двигатель 26, причем первые контакты ключей 18 и 20 и катоды диодов 22 и 24 подсоединены к положительному зажиму источника питания, вторые контакты ключей 19 и 21 и аноды диодов 23 и 25 подсоединены к otpицaтeльному зажиму источника питания, второй контакт ключа 18, первый контакт ключа 19, анод диода 22 и катод диода 23 подсоединены к первому входу двигателя 26, а второй контакт ключа 20, первый контакт ключа 21, анод диода 24 и катод диода 25 подсоединены ко второму входу двигателя 26. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает с выхода источника сигнала задания 10 на первый вход третьего узла суммирования 9, на второй вход которого поступает сигнал с выхода узла токоограничения 11. С выхода третьего узла суммирования 9 сигнал,-равный алгебраической сумме входного сигна ла и выходного сигнала узла токоограничения II, поступает на вход парафазного усилителя 8. На выходе парафазного усилителя 8 получают прямой и инверсный сигналы, пропорциональные алгебраической сумLl.ut J iiLyvyjiv uiA vyi.i.cjt/i .Ljii Lii/ii k L/uri ,i.jii ч, у ivi ме сигнала задания и выходного сигнала узла токоограничения 11. Задающим генератором 1 вырабатывается последовательность импульсов с частотой следования f (фиг. За) и делится делителем частоты 2 на две последовательности, сдвинутые по фазе на l/f и чистотой следования f/2 (фиг. 3 б и в). Последовательность импульсов (фиг. За) также осуществляет синхронизацию пилообразного напряжения, получаемого на выходе генератора пилообразного напряжения 3. В первом и втором узлах суммирования 4 и 5 происходит суммирование сигнала с выхода генератора пилообразного напряжения 3 с прямым либо инверсным сигналом с выходов парафазного усилителя 8. Результаты суммирования представлены на фиг. 3 г и е. На выходах первого и второго компараторов 6 и 7 появляется импульсный сигнал, причем его величина равна нулю, когда результат данного суммирования сигналов отрицательный, и равна определенному значению положительного напряжения, когда результат суммирования положительный (фиг. 3d и Зэ/с). Длительность этих импульсных сигналов определяется знаком и величиной сигналов с выходов парафазного усилителя 8, а частота следования равна f. При одновременном появлении положительного напряжения на выходе первого компаратора 6 и первом выходе делителя частоты 2 на выходе элемента И-НЕ 12 появляется нулевой потенциал и триггер 16 устанавливается в такое состояние, что на его прямом выходе появляется положительный потенциал (фиг. 3 з), включается ключ 18 мостового широтно-импульсного преобразователя (фиг. 2). На инверсном выходе триггера 16 появляется нулевой потенциал (фиг. 3 ы) и ключ 19 выключается. В таком состоянии триггер 16 остается до тех пор, пока одновременно не появятся положительные потенциалы на выходе второго компаратора 7 и на втором выходе делителя частоты 2. В этом случае на выходе элемента И-НЕ 13 появится нулевой потенциал и установит триггер 16 в противоположное состояние, когда на инверсном выходе будет положительный потенциал (фиг. 3 w), а на прямом - нулевой потенциал (фиг. 3 з). Ключ 18 выключается, а ключ 19 включается. Аналогично работает и канал для включения ключей 20 и 21, причем ключ 20 включается при одновременном появлении положительных потенциалов на первом выходе делителя частоты 2 и на выходе второго компаратора 7 (фиг. 3 к). Ключ 21 включается при одновременном появлении положительных потенциалов на втором выходе делителя частоты 2 и на выходе первого компаратора 6 (фиг. 3 л). Частота импульсов на выходах устройства (фиг. 3 з, и, к, л) определяется частотой последовательности импульсов с / на выходах делителя частоты и равна /2, а их длительность определяется напряжением на выходах парафазного усилителя. На нагрузке 26 получаются импульсы напряжения, длительность которых определя ется временем одновременного включения ключей 18 и 21 или ключей 19 и 20 мостового щиротно-импульсного преобразователя, а частота равна f (фиг. 3 м), Изобретение обладает значительными преимуществами, по сравнению с известными устройствами для несимметричного управления мостовыми щиротно-импульсными преобразователями, за счет повыщения точности отработки входного сигнала. Формула изобретения Устройство для несимметричного управления мостовым щиротно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, делитель частоты, подсоединенный своим входом к выходу задающего генератора, генератор пилообразного напряжения, первый и второй узлы суммирования, подсоединенные своими первыми в.ходами к выходу генератора пилообразного напряжения, первый и второй компараторы, подсоединенные своими входами к выходам первого и второго узлов суммирования

соответственно, парафазный усилитель, подсоединенный своим прямым выходом к второму входу первого узла суммирования, а инверсным выходом - ко второму входу второго узла суммирования, третий узел суммирования, подсоединенный своим выходом ко входу парафазного усилителя, источник сигнала задания, подсоединенный своим выходом к первому входу третьего узла суммирования, и узел токоограничения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено четырьмя элементами И-НЕ и двумя триггерами, причем первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подсоединены к одному выходу делителя частоты, а второго и четвертого - к другому выходу, вторые входы первого и четвертого элементов И-НЕ. подсоединены к выходу первого компаратора, а второго и третьего - к выходу второго

компаратора, выходы первого и второго элементов И-НЕ подсоединены соответственно к первому и второму входам первого триггера, выходы третьего и четвертого элементов И-НЕ подсоединены к первому и второму входам второго триггера, вход генератора пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, выход узла токоограничения подсоединен ко второму входу третьего узла суммирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гольц М. В., Гудзенко А. Б., Остреров В. М., Шпиглер Л. А. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. М., «Энергия, 1972, с. 57-70.

2.Авторское свидетельство СССР № 653720, кл. Н 02 Р 13/16, 1977.

Фиг.. 2

п I I I г

п

п

Z1I

1 I-I па

II

и

I-I I-I п

ц

П ГП I1 Г

R

л

м

J U U и J гп г

я

п

Г t

Ы

Л Г1 п п Г1Г

.З