Устройство для управления однофазным инвертором напряжения

) Н 02 Р 13/18 ОПИС ЗОБРЕТЕ ыгинкибернетир. Систе нветораГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙ(72) В.И,Олещук и Е.ЕаЧапл (71) Отдел энергетической ки АН МССР(56) 1. Калашников Б.Е. и д мы управления автономными и ми. М., 1974, с. 95.2. Авторское свидетельство СССР 9 537431, кл, Н 02 Р 13/16, 1975., (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ, ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖНИЯ, содержащее источник управляющего напряжения, интегратор и компаратор, связанный с распределителем управля, ющих импульсов, о т л и ч а ю щ е е 4 с я тем, что, с целью расширения Функциональных Возможностей, устройство снабжено коммутатором полярности напряжения, генератором тактовых импульсов, двухразрядным счетчиком, двумя пороговыми узлами, дизъюн-.ктором и счетным. триггером с установочным и Р и 5 -входами, причем выходинтегратора соединен с входами ком .апаратора и пороговых узлов, вьжодпервого из которых соединен с М -входом счетного триггера, а выход второго - с 5 -входом через дизьюнктор,выход счетного триггера подключенчерез коммутатор полярности напряжения к интегратору, а генератор тактовых импульсов соединен со счетчиком, прямой выход младшего разряда дкоторого соединен с установочнымвходом триггера, а инверсный выходмладшего разряда - с дизьюнктором, , Яфвыход старшего разряда счетчика связан с распределителем.. Известно устройстно для управления иннерторами с широтно-импульснымрегулирЬванием (ШИР), содержащееэ дающий генератор, пересчетное5кольцо, подключенное к дешифратору,в котором выходная частота свяэанас частотой коммутации вентилей, какправило, же тко, в то время как вбольшинстве случаев требуется изменять частоту ныходного напряжения в .широких пределах при постоянной частоте коммутации (1 .В устройстве при некратных соотношениях выходной и коммутирующей (5частот формирование симметричной однополярной кривой выходного напряжения инвертора встречает значительныетрудности из-за того, что смена полярности импульсов выходного кривой 20может происходить и на интервалеимпульса, и на интервале паузы, Подобные режимы приводят обычно такжек перегрузке контуров коммутациивентилей инвертора. 25Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для управления вентильнымпреобразователем, содержащее источники опорного и управляющего напряжений, подключенные через сумматорк компаратору, вЫход которого подключен к ключевому элементу интегра. -тора, выход которого подключен ккояпаратору. При непосредственномиспользовании оно не обеспечиваетреализацию однополярного ШИР припеременном числе импульсов на полупериоде и определенном порядке сменыполярности импульсов кривой выходного напряжения инвертора (2) 40/Цель изобретения - расширениефункциональных нозможностей устройства.Поставленная цель достигаетсятем что в устройство для управления однофазным инвертором напряжения, содержашее источник управляющего напряжения, интегратор и кампаратор, связанный с распределителем управляюших импульсов, введеныкоммутатор полярности напряжения,подключенный к интегратору, генератор тактовых импульсов и днухразрядный счетчик, связанные междусобой, два пороговых узла входы которых связаны с выходом интегратора, счетный 85 -триггер, тактовыйвход которого связан с прямым выходом. младшего разряда счетчика,-вход соединен с выходом одного порогового узла непосредственно, а 605-вход через дизъюнктор с выходомвторого порогового узла, выходсчетного триггера подключен к коммутатору полярности напряжения,инверсный выход младшего разряда 65 счетчика связан с диэьюнктором, авыход старшего разряда соединен сраспределителем.На фиг.1 показана структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы (выходноенапряжение формируется из пяти импульсов на полупериоде).Предложенное устройство содержитинтегратор 1, связанный через компаратор 2 с распределителем 3 управляющих импульсов, К входу компаратораподключен источник 4 управляющегонапряжения,к выходу - пороговыеузлы 5 и б. Выход узЛа 5 непосредственно, а узла б через дизъюнктор7 подсоединены соответственно кн 5-входам счетного триггера 8,выход которого через коммутатор 9полярности напряжения связан с интегратором 1. Генератор 10 тактовыхимпульсов связан с двухраэряднымсчетчиком 11, Прямой выход младшегоразряда счетчика 11 связан с тактовым входом триггера 8, инверсныйвыход младшего разряда - с дизъюнктором. ВыхОд старшего разряда счетчика .11 соединен с распределителем3.В основе. алгоритма работы устройства лежит вертикальный принципуправления. Формируемое на выходеинтегратора 1 близкое к линейному напряжение сравнивается н компараторе 2 спостоянным управляющим напряжением(фиг.2 а) срабатывание компаратора вызывает переключение силовьивентилейинвертора, вмоменты указанных переключений формируются Фронты импуль-сов кривой выходного напряжения(фиг.26). Пороговые узлы 5 и б Фиксируют соответственно максимальную иминимальную величины порогового напряжения и поочередно переключаюттриггер 8, выходное напряжение которого изображено на фиг.2 б., Триггер 8периодически перебрасывает коммутатор9 полярности, напряжение которого,имеющее стабильную. величину, заряжает интегратор 1,Предлагаемый порядок Функционирования схемы имеет место при Формиро ванин середин четвертей периода выходного напряжения инвертора. уграниц четвертей периода укаэанный алгоритм работы устройства видоизменяется. В начале полупериодов (моменты с13 , фиг.2) на счетчике 11 устанавливается ноль младшего разряда,.инверсный сигнал младшего разряда устанавливает триггер 8 н положение 1, что способствует формированию паузы н кривой выходного напряжения в начале каждого полупериода (Фиг,2 а, б).В середине полупериодэ (момент 12) младший разряд счетчика 111062838 3 =) ЪЧ =Цф - . ) -хф =ХЪВ= Х+х: Составитель О.Парфеноведактор А.Коэориз Техред М,Тепер рректср А Ференц Подписное СР ксмитета С открытийушская наб., д.4/5 лиал ППП фПатент, г.ужг д, ул.Проектная,принимает единичное состояние, его .выходной сигнал перебрасывает триггер 8 по счетному входу. Состояние счетЧика 11 отображены на,фиг.2 г, Как видно из временных диаграмм (Фиг,2), процессы во второй четверти полупериода выходной частоты инвертора развиваются симметрично, чем обеспечивается повышенное качество гармонического состава выходного напряжения.1 ОВ начале. и в конце каждого полу- периода кривой выходного напряжения Формируется пауза нулевого уровня, благодаря чему достигается определенность в последовательности йере ключения силовых вентилейинвертсра при смене полярности выходного напряжения н облегчается построение контуров искусственной коммутации вентилей. Средняя частота коммутации в схеме почти постоянная, изменяясь в узком диапазоне лишь настолько, чтобы обеспечить кратность выходной частоты и частоты коммутации, что также благоприятно влияет на гармонический состав выходного напряжения инвертора.Отмеченные прегмущества предлагаемого устройства достигаются введением в систему простейших элементов. Коммутатор 9 полярности может бытьвыполнен, например, в виде операционного усилителя (ксмпаратора) со стабилизацией выходного сигнала в обоихаправлениях. Распределитель 3 предтавляет собой простейшее комбинацинное логическое устройство. Так, при Заказ 10258/57 Тираж 687 ВНИИПИ Государственно пс делам изобретений 113035, Москва, Ж, Руправлении костовой схемой инвертсра. и Формировании положительной пслувслны :.:. хсднсго напряжения включенывентили А и С, при Формировании нулевой паузы - А н В, соответственно настрн -тельной пслувслне ьключеныВ н т,. на нулевой паузе С .и Р , Обозначая сигнал на выходе ксмпаратора ,через х, а сигнал старшего разрядасчетчика через , получаем логические уравнения, характеризующие распределитель, Пороговые узлы устройства могутбыть выполнены в виде элементарныхксмпараторсв, на вторые входы которых поданы эталонные напряжения.Таким образом, добавление в схемунебольшого числа элементарных логичных узлов значительно рае щряет Функциональные возможности ус:рсйства,позволяя использовать его для управления инвертсрами, Формирующими симметричное сднсполярное выходное напряжение при воэможности варьирования количества импульсов на периодевыходного напряжения в широких пре,целах, обеспечивая при этом нсминаш.-.ную загрузку контуров, коммутациисиловых вентилей инвертора,