Устройство для управления инвертором

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистических 7 2 РЕСПУБЛИК 05 Н 02 М 7/48 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ПИСА ВТОРС КОМ 2(57) Изобретение относитс тельной технике, в частнос ключевымй элементами инв идально модулированным у пряжением, Цель изобрете стабильности частоты и улуч ческого состава выходного тройство содержит рас импульсов, счетчик 4 с пере циентом деления, выход ко с входом распределителя 7 ходы которого подсоединен дам идентичных блоков пр по числу фаз выходного на ф-лы, 13 ил. ктор- оводН 4) УСТРОИСТЕРТОРОМ УПРАВЛЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное проектно-конструское и технологическое бюро полупрниковой техники(72) Л,А.фомин(56) Авторское, свидетельство СССР3 Ф 839018, кл. Н 02 М 7/48, 1981.Авторское свидетельство СССРЛЬ 653723,кл. Н 02 М 7/48,1979. я к преобразовати к управлению ерторассинусоправляющим нания - повышение шение га рмонинапряжения, Успределитель 7 менным коэффиторого,соединенимпульсов, вы.ы к первым вхоеобразования 8 пряжения, 1 з.п.1Изобретение относится к преобразова- торых подключены к выходу элемента НЕ,тельной технике, в частности к управлению вход которого соединен с выходом генераключевыми элементами инвертора с сину- тора опорного напряжения, подключеннымсоидально модулированным управляющим к 3-входам ВЗ-триггеров, инверсные выходы5 этих ВЗ-триггеров и прямые выходы дополИэвестно устройство для управления нительных ВЗ-триггеров через соответствутрехфазным мостовым инвертором, содер- ющие элементы И-НЕ подключены к входамжащее два реверсивных делителя частоты, соответствующих формирователей импульвключающие выходные цифровые шины, сов.7выходныешинынулевогосостоянияишины 10 Недостатком укаэанного устройстваустановки в нулевое состояние, распреде- является низкая стабильность выходноголитель импульсов, подключенный к выходу напряжения из-за необходимости перевторого реверсивного делителя, и логиче- стройки почастотеиамплитудеобоихгенеский блок формирования сигналовуправле- раторов - генератора управляющегония, соединенный с выходными шинами 15 (модулирующего) напряжения и генератораасп е елителя импульсов и блока форми- опорного (пилообразного) напряжения, корования сигналов управления, а также вход- торые должны перестраиваться. эле рВфл кт иченую шину высокой частоты, формирователь, ским способом. Применение в устройстведелитель частоты с переменным коэффици- готового генератора управляющего напряентом деления и входной шиной цифрового 20 жения с многофазным выходом также являуправляющего сигнала; причем входная ши- ется недостатком устройства, так какна высокой частоты соединена с входом создание такого генератора в каждом конкпервого реверсивноГо делителя и через де- ретном случае применения электроприводалитель с переменным коэффициентом деле- представляет сложную техническую задачу,ния с входом второго реверсивного 25 Наиболееблизкимпотехническойсущ-.делителя, выходйые шины первого и второ-, ности к предлагаемому является устройствого реверсивных делителей соединены с вхо- для управления инвертором, содержащее,дом блока .формирования импул ьсов, реверсивный счетчик, старший разряд котовыходнаяшинанулевогосостояния второго рого выполнен по многофазной кольцевойреверсивного делителя .соединена через 30 схеме, цифроаналоговые преобразователи,формирователь с шиной установки в ноль подключенные к цифровым шинам младшихпервого оеверсивного делителя и делителя разрядов реверсивного счетчика, распредес переменным коэффициентом деления, а лительимпульсов, ключевыеэлементыкотовыходная шина цифрового управляющего рого управляются с цифровых шин старшегосигнала подключена к входу делителя с пе разряда счетчика, и узлы сравнения с пилофф ентом делениЙ.образным опорным напряжением, причемНедостатком данного устройства явля- выходные шины цифроаналоговых преобрается высокое содержание гармоник в вы- зователей через узлы сравнения подключеходном напряжений, особенно на низких ны на входные шины распределителячастотах. Наличие этих гармоник может 40 импульсов.привести к модуляции момента двигателя. Недостатками известного устройстваЭто обусловленно тем, что устройство, гене- является низкая стабильность выходногос широтно-импульсной напряжения из-за необходимости незавимодуляцией и огибающей трапецеидальной симой перестройки по частоте и амплитудеформы. 45 двух входных напряжений: тактовой частоИзвеСтно также устройство для управ- ты 1 на входе реверсивного счетчика и опор-,, ления в-фазным мостовым инвертором с,ного напряжения на входах схем сравнения.ротно-импульсной модуляцией, содер- Кроме того, из-за трапецеидальной формыжащее а-фазный генератор управляющего огибающей содержание гармоник в в одыхнапряжения, выходы которого подключены 50 ном напряжении оказывается высоким. ск входам в блоков сравнения, другие входы тройство также не позволяет регулироватькоторых соединены с.выходом генератора, число коммутаций ключевых элементов инпилооб азного напряжения, ВЗ-триггеры и вертора с ростом частоты выходного напряформирователи отпирающих.импульсов по жения, что снижает КПД электропривода заф а (щ+ 1) элементы НЕ 55 счет динамических потерь в силовых элеэлементы И-НЕ, дополнительные ВЗ-триг- ментах инвертора,геры по числу фаз, причф, ричем выход каждого Цель изобретения - повышенйе стаблока сравнения подключен к -вючен к В-входам ВЗ- бильности частоты, улучшение гармоничетриггеров и через элементыэлементы НЕ к В-входам ского состава выходного напряжения задополнительных -триггеВЗ- риггеров, 3-входы ко- счет применения одного стабильного генев устройство для управления инвертором, содержащее распределитель импульсов., счетчик с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с .входом/распределителя импульсов, выходы которо го подсоединены к первым входам идентич- . ных блоков преобразования по числу фаз 20 генератора гармонических колебаний, авыход - со счетным входом счетчика с пе соединен с выходом генератора гармонических колебаний, а прямой и инверсный.вы элементы задержки, первый, второй и третий элементы И, первой и второй элементы подсоединен к.второму. входу блока преобразования, а второй. вход соединен с 50 ратора гармонического сигнала, из которого формируется выходное напряжение с гармонической огибающей и опорное (пилообразное) напряжение, а также снижение динамических потерь в силовых элементах инвертора за счет введения элементов задержки, обеспечивающих снижение числа коммутаций при увеличении частоты выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что выходного напряжения, каждый из которых содержит генератор пилообразного напряжения и первый блок сравнения, введены регулируемый усилитель, генератор гармонических колебаний, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом ременным коэффициентом деления, управляющие входы которого являются входами устройства, вход регулируемого усилителя ходы подключены к вторым. и третьим входам каждого блока преобразования соответственно, в каждый блок преобразования введены первый, второй и третий ИЛИ, элемент И-НЕ, первый и второй счетные триггеры, второй блок сравнения и блок фиксации уровня, первый вход которого выходом генератора пилообразного напряжения, первый вход второго блока сравне-. ния соединен с третьим входом блока преобразования, второй вход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены с выходом блока фиксации уровня, вход первого элемента задержки соединен. с выходом первого блока сравнения, входы второго и третьего элементов задержки соединены с выходом второго блока сравнения, первые входы первого и второго элементов И подключены к выходам второго и третьего зле= ментов задержки, входы первого элемента ИЛИ подсоединены к выходам первого элемента задержки, первого и второго элементов И соответственно, счетный вход первого счетного триггера соединен с первым вхо 5 10 дом блока преобразования, а выходы - с входами генератора пилообразного напряжения и вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, счетный входвторого счетного триггера соединен с одним из выходов первого счетного триггера, первые входы третьего элемента И и элемента И - НЕ подключены к выходам второго счетного триггера соответственно, а вторые входы - к выходу первого элемента ИЛИ, входывторого элемента ИЛИ подсоединены к выходу третьего элемента И и выходу элемента И - НЕ соответственно, авыход - к первому выходу блока преобразования и выходу устройства, при этом выходы первого и второго блоков сравнения соединены с вторым и третьим выходами блока преобразования соответственно. С целью снижения числа коммутаций и уменьшения динамических потерь при увеличении частоты выходного напряжения, время задержки первого элемента задержки в двэ рэза выше времени задержки второго элемента задержки, а время задержки третьего элемента. в полтора раза выше времени задержки первого элемента задержки.В автономных инверторах применяется наиболее экономичный ключевой режим работы силовых элементов, поэтому управля-ющее напряжение представляет собойширотно-импульсно-модулированный сиг нал с синусоидэльной огибающей, обеспе-чивающей наилучшие динамическиесвойства электродвигателей; При этом необходима плавная и независимая регулировка электрическим путем частоты и амплитуды выходного сигнала за счет изменения глубины модуляции). при высоком быстродействии и достаточной стабильности. Распространены методы синтезирования ШИМ с помощью микропроцессоров и микроЭВМ, Подавляющее число методов формирования ШИМ (в том числе и микропроцессорные) основаны нэ аппроксимации синусоидальной формы линейными функциями йэ отрезках времени различной длины, Предлагаемый метод - метод непосредственного преобразования в ШИМ гармонического сигнала стабильной частоты.Нэ фиг.1 представлена блок-.схема устройства для управления инвертором; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие его работу,Устройство для управления инвертором содержит генератор 1 гармонических коле- . баний, регулируемый усилитель 2 и форми-. рователь 3, входы которых подсоединены к выходу генератора 1 гармонических колебаний, счетчик 4 с переменным коэффициентом деления, счетный вход которого соеди- На фиг,5 представлена функциональнаянен с выходом формирователя 3, а управля- схема регулируемого усилителя. Он содерющие входы 5 и 6 являются входами житоперационныеусилители 34 и 35,управустройства, распределитель 7 импульсов, ляющий . транзистор 36 и делительсоединенный входом с выходом счетчика 4, . 5 напряжения, состоящий из резисторов 37 -идентичные блоки 8 (8; 8 ) преобразования 40,1 Ипо числу фаэ выходного напряжения, Функциональнаясхемасчетчикасперепервый вход 9(9,9 в) каждого из которых менным коэффициентом деления 4 предподключен к одному иэ выходов распреде- ставлена на фиг.6. Он содержит двоичныйлителя 7 импульсов, Прямой и инверсный 10 счетчик 41, реверсивный счетчик 42, управвыходы регулируемого усилителя 2 подсое- ляющие входы 5 и 6 которого являются вхо-динены к второму 10 и третьему 11 входам дами устройства, группу элементов И 43;всехблоков 8 преобразования. Каждыйблок выходы которых соединены с разряднымипреобразования содержит схему 12 фикса- входами двоичного счетчика 41, формировации уровня, первый вход которой связан с 15 тель 44 импульса сброса, вход которого совторым входом 10 блока 8 преобразования, единен с выходом двоичного счетчика 41, агенератор 13 пилообразного напряжения, выход - со счетным входом реверсивноговыход которого соединен с вторым входом счетчика 42,.входом установки в ноль двоичсхемы 12 фиксации уровня, первую 14 и ного счетчика 41 и через элемент 45 задервторую 15 схемы сравнения, первые входы 20 жки с первыми входами группы элементовкоторых соединены с вторым 10 и третьим И 43, вторые входы которых подключены к11 входами блока 8 преобразования, а вто- разрядным выходам реверсивного счетчикарые входы - с выходом схемы 12 фиксации 42,уровня, первый элемент 16 задержки, вход - На фиг,7 представлена функциональнаякоторого соединен с выходом первой схемы 25 схема распределителя импульсов, который14 сравнения, второй 17 итретий 18 элемен- содержит 7 К - триггеры 46 и логическиеты задержки, входы которых подключены к элементы И - НЕ 47,выходу второй схемы 15 сравнения, первый На фиг,8 представлена функциональная19 и второй 20 элементы И, первые входы схема генератора пилообразного напряжекоторых связаны с выходами элементов 17 30 ния; на фиг,9 - диаграммы напряжений. пои 18 задержки соответственно, элемент ясняющие его работу.ИЛИ 21, входы которого подсоединены к Он содержит операционные усилителивыходам элемента 16 задержки, элементов 48, интегрирующий конденсатор 49 и рези-,И 19 и 20 соответственно, первый счетный сторы 50 - 56,триггер 22,счетный входкоторого соединен 35 На фиг.10 приведена функциональнаяс входом 9 блока 8 преобразования, а выхо- схема схемы фиксации уровня,дй - с входами генератора 13 пилообразно- Схема содержит операционный уСили-го напряжения и вторыми входами первого тель 57, пиковый детектор 58 и резисторы 59 -и второго элементов И 19 и 20 соответствен,но, второй счетный триггер 23, счетный вход 40 Временные диаграммы на фиг.11, 12, 13которого соединен с одним из выходов пер- поясняют методику формирования широтвого триггера 22, третий элемент И 24 и но-импульсного выходного напряжения,элемент И-НЕ 25, первые входы которых Устройство для управления инверторомсоединены с выходами второго счетного работаетследующим образом.триггера 23, а вторые входы - с выходом 45 В исходном состоянии в счетчике 4 спервого элемента ИЛИ 21, второй элемент переменным коэффициентом деления (пеИЛИ 26, входы которого подключены к вы- ресчета) коэффициент пересчета установ ходам третьего элемента И 24 и элемента лен таким, что частота следованияИ - НЕ 25, а выход является первым выходом импульсов на его выходе соответствует но 27 устройства, при этом выходы первой 14 и 50 минальной пусковой частоте электродвигавторой 15 схем сравнения являются вторым, теля, Гармонический сигнал частотой 1 =28 и третьим 29 выходами устройства для =1/Т(фиг.2,а поступает на входформироуправления инвертором, вателя 3, в котором преобразуется в прямоНа фиг.З представлена функциональная угольные импульсы с частотой следованиясхема формирователя; на фиг.4 - даграммы 55 и фиксированием поположению на времен-,напряжений, иллюстрирующие его работу, ной оси с моментами времени пересеченияФормирователь 3 содержит выпрями- гармоническим колебанием нулевого уровтельные диоды 30 и 31, ВС-фильтр 31 - 31 ня (фиг,2,б), Выпрямитеьные диоды 30 и 301постоянной составляющей, компаратор 32 и ЯС-фильтр 31 - 31 формирователя 3 обес-.напряжения и счетный триггер.33. печивают выпрямление и фиксацию по ну(Фиг.4,б): На выходе амплитудного дискри-,минатора 32 формируются прямоугольные,импульсы, которые делятся по частоте следования на два с помощью счетного триггер-. 5ра 33, обеспечивая фиксацию момента.пересечения при переходе через ноль вседа в одном направлении. Точность моментафиксации регулируется напряжением Оо навтором. входе дискриминатора 35. С выхода 10формирователя 3 импульсы с частотой сле-.дования Ь поступают на счетный вход йерестраиваемого счетчика 4 (фит.;6),Коэффициент пересчета двоичного счетчика41 однозначно определяется состоянием 15разрядов реверсивного счетчика 42,:Этообусловлено тем, что при появлений первого импульса на выходе двоичного счетчика41 этот импульс через формирователь 44импульса сброса и элемент 45 задержки по- . 20ступает на первые входы группы элементовИ 43, вторые входы которых соединены с. разрядными выходами реверсивного счет;чика 42. Те элементы И группы 43, у которых,вторые входы оказываются под высоким потенциалом, пропускают импульс на выход-.,ные шины и далее на разрядные входысоответствующих разрядов двоичного счетЧика 41, которые окажутся переключенныМив инверсное состояние, Таким образом; со-. 30держимое реверсивного счетчика 42 будетпереписано в двоичный счетчик 41,.В.даль-.нейшем, если содержимое реверсивйогосчетчика 42 не изменяется, процесс перезаписи повторяется в той же последовательности при появлении каждого импульса навыходе счетчика 41,Предположим, что счетчики 41 и 42 имеют по 4 разряда, Пусть выходной код навыходах, разрядов счетчика 42 будет равен 401001, что соответствует десятичному числу9, Таким образом, вторые входы первого и. четвертого элементов И 43 окажутся подвысоким потенциалом, пропустят импульсна выход и установят первый и четвертый 45разряды двоичного счетчика 41 в единичноесостояние. Таким образом, двоичный код1001 будет перенесен в счетчик 41, переполнение которого, а следовательно; и по явление импульсов на выхОде будет 50происходить через 7 импульсов (16 -;9 7),т.е. каждый 7-й импульс будет появляться навыходе счетчика 41, т.е. его эквивалентныйкоэффициент пересчета будет равен 7.В,общем случае коэффициент пересчета 55двоичного счетчика 41 равен:К =2 л-К, (1)где и - разрядность счетчиков 41 и 42;К - десятичное выражение выходногокода на разрядных выходах счетчика 42; равное числу импульсов, накопленных внем.Комбинируя прямые и инверсные выходы разрядов реверсивного счетчика 42 инулевые и единичные входы двоичного счетчика 41 можно получить значение коэффициента пересчета счетчика 4 после егоустановки в ноль.В качестве реверсивного счетчика 42может быть использован любой реверсивный счетчик, но имеющий выходы каждогоразряда и управление реверсом. На фиг,бпоКазан реверсивный счетчик последовательйого счета с одним счетным входом идвумя управляющими входами 5 и. 6. Приналичии разрешающего сигнала на любомиз входов, например на входе 5 (У 5 = 1),происходит суммирование импульсов, приУ 6= 1 - вычитание импульсов. КомбинацияУ 5 = 1, у 6- - 1 является запрещенной. Такимобразом,. при действии разрешающего сигнала у 5 = 1 происходит уменьшение коэффициента пересчета. счетчика 4 за счет записиимпульсов в реверсивный счетчик 42 и наоборотЭти импульсы с выхода счетчика 4поступают на вход распределителя 7 импульсов. Распределитель 7 на 3 фазы представлен на фиг,7, который выпблнен в видекольцевого счетчика на УК-триггерах 46.Элементы И-НЕ 47 служат для исключениязапрещенных состояний. Импульсы с выходов распределителя, 7 с частотой следова/нияР: й/в К 4,(2)где е - число выходов распределителя,поступают на первые входы блоков преобразователя 8,Гармонический сигнал с выхода генератора 1 поступает на вход регулируемого усилителя 2 (фиг.5), представляющего собойинструментальный усилитель. Данный усилитель имеет высокое входное сопротивление по обоим входам и обеспечиваетустановку заданного коэффициента усиления с помощью одного изменяемого сопро тивления Яю - внутреннего сопротивлениятранзистора 36.Усилитель построен,на двух операционных усилителях 34 и 35 Для этого усилителяпри условиях йз 7 = Язв = Ваза = Й 40 выходноенапряжение находится по формуле0 вых = 2(01 - 02)(1 - йз 7)(Яка)Если на первый вход подать гармонический сигнал 01, то 02 может служить для регулирования уровня постоянной составляющей выходного сигнала, Изменение амплитуды выходного. напряженияосуществляется изменением внутреннего сопротивления транзистора 36 путемпЬдачи на его базу управления сигнала Оу. На тектированный пиковым детектором 58 гарсхеме фиг,5 показан прймер выполнения монический сигнал с одного из выходов ререгулируемого у илируемого усилителя 2, Инверсный гулируемого усилителя 2 (диаграмма 066 на выход может быть реализован путем фиг.2). включения в выходную цепь усилителяля 2 5 В 59 В 61 операционного усилителя в режиме повто- В 60 В 62 рителя(не показан) напряжение 012 будет изменяться пропорВыходное парафазное напряжение си- ционально разности входных напряжений: нусоидальной формы частоты Ь поступает О ),о.12= о щ)-на второй и третий 11 входы блоков 8 пре.) В образования и далее на первые входы схем где О = 066; - амплитуда гармонического 14 и 15 сравнения, на вторые входы кото . сигнала; рых поступает пилообразное напряжение О - амплитуда пилообразного напряс выхода схемы 12,фиксации уровня, Акт жения. сравнения гармонйческого сигнала с пи, Сигналы с выходов схем 14. и 15 сравне-лообразным напряжением фактически ния суммируются первым элементом ИЛИ обеспечивает формирование широтно-им (диаграммы 027 на фиг.11 и 12, покаэывапульсного модулированного напряжения, ющие форму напряжения на выходе элеменкотороепоступаетнавыходы 28 и 29 блока та 21 для значений .времени задержки 8 преобразования и на выход устройства 20 элементов 16, 17 и 18 х 1 =г 2 =хз =Осоот(диаграммы 026 и 029 на фиг.11 и 12). Пило ветственно), Суммирование напряжений образное напряжение формируется генера и 029 приводит к увеличению коэффици.- тором 13 который представляет собой ентазаполнения,чтозначительноулучшает интегрирующий усилитель, выполненный гармонический состав выходного напряжена двух операционных усилителях (фиг.8), 25 ния, снижая амплитуду высших гармоничеЕсли В 61 = В 6 о, В 64 = Вбз, В% = В 66, В 62 = ских составляющих. Включение элементов . =Вбз+ В 65 задержки 16, 17 и 18 обеспечивает снижето передаточная функция для данного ин- ние чистка коммутаций выходных силовых тегратора имеет вид ключей инвертора за счет слияния импуль 02 Р - Й Р . В 66 З 0 сов, отстоящих на расстоянии % (%, где О гР 1 В 6 оС 49 В 59 интервал гЪ отсчитывается между пере- и нет необходимости предъявлять требова- дним и задним фронтом двух смежных им- . ния к точности выполнения равенств двух пульсов. Пороговая величина хо выпостоянных времени, В этом случае дли- бирается в процессе проектирования и оттельности прямого и обратного ходов пило З 5 ладки в процессе динамических испытаний образного напряжения равны и интегратор инвертора, Исходя из условия симметрии формирует треугольное напряжение (диаг выходного напряжения соотношения между раммы 01 з на фиг.2 и Овцх на фиг.9), Пара величиной задержки первого элемента за. фазные напряжения типа "меандр" 01 и 02, держки 16 т 1 и величины времени задержки подаваемые на входы интегратора с часто второго 17 - 12 и третьего 18 - тз элементов той, определяемой выражением (2), форми- задержки определяется следующими соотруются с помощью:счетного триггера 22, на ошениями: счетный вход которого поступают импульсы т 2= 05 т 1; с первого входа блока 8 преобразования.Схема 12 фиксации уровня обеспечива при этом интервал т, определяющий моет привязку пилообразного напряжения к мент слияния двух смежных импульсов, опамплитудному значению гаРмонического ределяется из условия сигнала(диаграмма 01 гнафиг 2),чемдости- т:г - г 1 =1,5 т 1 - г 1 =0,5 т 1 =а. гается изменение глубины модуляции при тообеспечиваетвысокийКПдэлектроизменении амплитуды гармонического сиг привода переменного тока, который обрат- нала за счет изменения Оу в Регулируеом но пропорционален частоте выходного усилителе 2. Нафиг.11 показаныдиагр напряжения и числу высокочастотных имнапряжений для коэффициента глубины мо пульсов в полуволне- выходного напряжеуляции а ==1, на фиг,12 для юг= 55 ния. Такое соотношение не ухудшаетплавность движения электродвигателя; но =0,5, Функциональная схема 12 фиксации значительно снижает динамические потери уровня изображена на фиг.10 и представля в силовых элементах инвертора. ет собой дифференциальный усилитель, на Элементы И 19 и 20 обеспечивают попе"первый вход которого подается пилообраэ- ременное в течение первого полупериоданое напряжение, а на второй вход - продеподключение элементов задержкии 18 квходу суммирующего элемента ИЛИ 21, Диаграммы напряжений на фиг.13 поясняют,.принцип действия этой части схемы, Очевидно, что действие данного механизма начин ается при увеличении частотывыходного напряжения при изменении частоты генератора гармонического сигналапри поддержании постоянства коэффициента пересчета счетчика 4 10Триггер 23, элемент И 24, элемент И-НЕ25 и элемент ИЛИ 26 обеспечивают изменение фазы выходного напряжения на 180, поистечении каждого полупериода. Таким,образом, создается гармоническая сгибающая выходного широтно-импульсногоколебания, в котором полярность определя.ется фазой импульсного напряжения,Идентичные блоки преобразования 8 й8 обеспечиваютполучениетрехфазногонапряжения на выходах устройства для управ-ления инвертором. В. общем случаевременный сдвиг между. напряжениями кадой равен:Т = К 4 ХТо., ., 25Таким образом, введение генератора 1гармонических колебаний, формирователя3, вход которого соединен с выходом. генератора 1 гармонических колебаний, а выход- со счетным входом счетчика 4 с переменным коэффициентом деления, управляю-,.щие входы которого являются входами 5 и 6устройства, обеспечивают повышение стабильности выходного напряжения, так какеслучае использования стабилЬного генера-, 35тора 1 управляющие сигналы будут такжестабильны.,Введение регулируемого усилителя 2,вход которого соединен с выходом генератора 1 гармонических колебаний, а прямой 40и инверсный выходы подключены к.вторыми третьим входам каждого блока преобразования, обеспечивает изменение глубинымодуляции выходного сигнала с ШИМ с гармонической огибающей, что в значительной 45степени улучшает гармонический состав выходного сигнала,Введение в каждом блоке преобразования 8(8, 8) схемы 12 фиксации уровня, первый вход которой подсоединен к второму 50входу 10 блока 8 преобразования, а второйвход соединен.с выходом генератора.13. пилообразного напряжения, второй схемы 15сравнения, первый вход которого соединенс третьим входом 11 блока 8 преобразования, второй вход 10 которого подключен кпервому входу первой. схемы 14 сравнения,а вторые входы первой 14 и второй 15 схемсравнения соединены с выходом схемы 12сравнения, обеспечивает формирование широтно-импульсного сигнала высокой ста-бильности и опТимальным гармоническимсоставом и позволяет осуществлять регулировку глубины модуляции в пределахО( п 1 51. Введение первого элемента задержки16, вход которой соединен с выходом первой схемы 14 сравнения. второго 17 и треть-.его 18 элементов задержки, входы которых,соединены с выходом второй схемы 15 сравнения, первого и второго элементов И 19 и20, первые входы которых подключены квыходам второго 17 и третьего 18 элементовзадержки, первого элемента ИЛИ 21, входыкоторого подсоединены к выходам первогоэлемента задержки 16, первого 19 и второго20 элементов И обеспечивает снижение числа коммутаций и уменьшение динамическихпотерь в силовых элементах инвертора,Введение первого 22 и второго 23 счетных триггеров, третьего элемента И 24, элемента И-НЕ 25, элемента ИЛИ 26 и связеймежду ними обеспечивает работу устройства, а также получение противофазногонапряжения во втором полупериоде выход-,ного напряжения,Технико-зкономическая эффективностьизобретения оценивается в сравнении спрототипом положительным эффектом. который состоит в более высокой. стабильности частоты и .более низком содержаниигармоник в высокочастотном участке спектра выходного сигнала, а также в снижении:динамических потерь при увеличении частоты за счет уменьшения числа силовых ключей инвертора. Стабильность .частотывыходного напряжения оказывается дляпредложенной схемы не ниже стабильностичастоты генератора гармонического сигнала. Действительно, относительная нестабильность выходного напряжения:Ьгп Ф К 4 Ао, АоУЕп Е К 41 о 1 о Так как частота выходного сигнала в соответствии с (2), определяется однозначно коэффициентом пересчета счетчика 4 при 1 о = сопз и е = сопзт,.то может быть осуществлена кварцевая стабилизация частоты генератора 1.В этом случае относительная нестабильность частоты у может быть достигнута величины 10 -10 . Это особенно важно на частотах порядка десятков герц, так как на этих частотах нИ один из известных методов аппаратурной реализации поддбных устройств практически обеспечить такой стабильности не может,Гармонический состав выходного сигнала для данной схемы можно считать оптимальным, так как он формируется изсинусоидального сигнала непосредственным преобразованием в ШИМ-напряжение, 5Кроме того, предложенный метод преобразования позволяет избежать сложной процедуры формирования низкочастотного трехфазного синусоидального напряжения с последующим преобразованием его в ши ротно-импульсное, как это делается традиционными методами, в том числе и при программном методе формирования ШИМ сигнала, когда мгновенные значения сину соиды хранятся в памяти в виде массива 15 данных, что в значительной степени снижает эффективность подобных устройств.Предложенная схема допускает сочетание аппаратного и программного способов получения ШИМ-сигнала, когда генератор гар монического сигнала 1 может выполнятьфункции элементов памяти, а управление двоичным счетчиком 41 может осуществляться от микропроцессора с учетом динамики работы электропривода. 25Предложенное устройство позволяет снизить динамические потери в инверторе за счет автоматического регулирования числа коммутаций силовых ключей.Формула изобретения 30 1. Устройство для управления инвертором, содержащее счетчик с переменным коэффициентом деления, выход которого.соединен с входом распределителя импульсов, выходы которого подсоединены к ЗЬ первым входам идентичных блоков преобразования по числу фаз выходного напряжения, каждый иэ которых содержит генератор пилообразного напряжения и первый блок-сравнения, о т л и ч а ю щ е е - 40 с я тем, что, с целью повышения стабильности частоты и улучшеия гармонического состава выходного напряжения, в него введены регулируемый усилитель, генератор гармонических колебаний, формирова тель импульсов, вход которого соединен с выходом генератора гармонических колебаний, а выход - со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом деления, управляющие входы которого являются входа ми устройства, вход регулируемого усилителя соединен с выходом генератора гармонических колебаний, а прямой и инверсный выходы подключены к вторым и третьим входам каждого блока преобразо вания соответственно, в каждый блок пре/образования введены первый, второй и третий элементы задержки, первый, второй итретий элементы И, первый и второй элементы.ИЛИ, элемент И - НЕ, первый и второй счетные триггеры, второй .блок сравнения и блок фиксации уровня, первыйвход которого подсоединен к второму входу блока преобразования, а второй входсоединен с выходом генератора пилообразногонапряженияпервый вход второго блока сравнения соединен с третьим входом блока преобразования, второй вход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены с выходом блока фиксации уровня, вход первого элемента задержки соединен с выходом первого блока сравнения, входы второго и третьего элементов задержки соединены с выходом второго блока сравнения, первые входы первого и второго элементов И подключены к выходам второго и третьего элементов задержки, входы первого элемента ИЛИ подсоединены к выходам первого элемента задержки, первого и второго элемен-.тов И соответственно, счетный вход первогосчетного триггера соединен с первым входом блока преобразования, а выходы - с входами генератора пилообразного напря- жения и вторыми входами первого и второгоэлементов И соответственно, счетный вход второго сМетного триггера соединен с одним из выходов первого счетного триггера,пер- . вые входы третьего элемента И и элемента И-НЕ подклюнены к выходам второго счетного триггера соответственно, а вторые входы - к выходу первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подсоединены к вы- . ходу третьего элемента И и выходу элемента . И-НЕ соответственно, а выход - к первому выходу блока преобразования и выходу устройства; при этом выходы первого и второго блоков сравнения соединены с вторым и третьим выходами блока преобразования соответственно.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения числа комму; таций силовых элементов инвертора и уменьшения динамических потерь при увеличении частоты выходного напряжения, время задержки первого элемента задержки в два раза выше времени задержки второго элемента задержки, а время задержки третьего элемента задержки в полтора разавыше времени задержки первого элементазадержки.