Способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицесааРеспублик п 653720(23) Приоритет -02 Р 13/16 осударственный комет СССР ла делам изобретений и открытий) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Настоящее изоб ласти регулировани гателей постоянного пользовано в быстро гулируемых электроп темах. ретение относится к обя скорости электродвитока и может быть исдействуюших широкорериводах и следящих сисВ современных системах широтно-импульсного тиристорного управления электродвигателями применяется, как правило, раздельное управление, обеспечивающее наиболее экономичные режимы работы преобразователя.Известен способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем с поочередным законом коммутации 1, состоящий в том, что формируют два напряжения прямоугольной формы с постоянными 1 скважностями 0,5, меняют фазу одного напряжения относительно другого и суммируют эти напряжения на нагрузки или формируют два напряжения с регулируемой скважностью.Первый способ не обеспечивает необходимого диапазона скважности, а второй не исключает перекрытия ключей преобразователя. Недостатком данного способа является том, что уменьшая пульсации якорного тока путем повышения частоты коммутации, он не устраняет наличия релейного участка в плоскости электромеханических характеристик.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату заявляемому объекту является способ управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя 2, состоящий в том, что скважность на нагрузке широтно-импульсного мостового преобразователя формируют замыканием двух ключей, обеспечивающих определенную полярность выходного напряжения нагрузки широтно-импульсного мостового преобразователя, Скважность ключей регулируют от половинного до максимального значения (0,5(ра ( с.,).Способ осуществляется устройством для управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя, содержащим задающий генератор, делитель частоты на два, генератор пилообразного напряжения, парафазный усилитель постоянного тока, два пороговых элемента и реверсивный мост широтно-импульсного преобразователя, образованный четырьмя ключами и четырьмя обратными диодами.Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает необходимый диапазон регулирования.Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей, Поставленная цель достигается тем, что в способе управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, заключающемся в том, что формируют два прямоугольных напряжения и суммируют эти напряжения на нагрузке, формирование прямоугольных напряжений производят с переменной скважностью.Устройство для осуществления данного способа, содержащее задающий генератор, подключенный через делитель частоты и генератор пилообразного напряжения к первым входам двух пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы - к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к одноЙ паре ключей мостового широтно- импульсного преобразователя, снабжено генератором пилообразного напряжения и двумя пороговыми элементами, причем вход генератора пилообразного напряжения подклю. чен к выходу делителя частоты, а его выход к первым входам дополнительных пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы - к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к другой ггаре ключей,На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации данного способа управления мостовым широтно-импульсным преобразователем; на фиг, 2 приведена схема широтно-импульсного мостового преобразователя; на фиг. 3 приведены диаграммы напряжения, поясняющие работу схемы.Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу делителя частоты на два 2, выходы которого подключены ко входам генераторов пилообразного напряжения 3 и 4, выходы которых соответственно подключены к первым входам пороговых элементов 5, 6 и 7, 8, выходы парафазного усилителя 9 подключены ко вторым входам пороговых элементов, а именно: прямой - к пороговым элементам 5, 7, а инверсный - к пороговым элементам 6, 8, Выходы пороговых элементов подсоединены к ключам широтно-импульсного мостового преобразователя 10, 11, 12, 13, шунтированным обратными диодами 14, 15, 16, 17, образующими обратный диодный мост.Устройство работает следующим образом.10 50 55 15 20 25 30 35 40 Задающий генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов (фиг. За) с частотой следования 1. Делитель частоты 2 разделяет эту последовательность на две со сдвигом по фазе 1 Л и частотой 1/2 (фиг. Зб, в).Эти последовательности, в свою очередь, осуществляют синхронизацию пилообразного напряжения. В результате генерируется пилообразное напряжение с периодом Т: = 2/1 и со сдвигом по фазе 1/1 (рис. Зг,д). На вход каждого порогового элемента 5 - 8 (фиг. 1) поступает усиленный входной сигналК "-ЗВк = К (1-за - 1-"ос )где К - коэффициент усиления парафазного усилителя;Б щу - напряжение задания;1.1 фс - напряжение обратной связи (например, по скорости) и сигнал с выхода устройства токоограничения 11 то, Пример результирующего сигнала .на входе порогового элемейта (КЬь+ 11 о) представлен на фиг. Зе.Длительность импульса на выходе 1-того порогового элемента ПЭ; и соответственно скважность работы 2,г ключа определяется алгебраической суммой (К Бц + 11) на входе ПЭ (фиг. Зж, З) и изменяется от нуля до с,(фиг. Зи, к).Таким образом, устройство осуществляет управление ключами диагонали моста, обеспечивающей определенную полярность напряжения на нагрузке со скважностью, регулируемой в пределах от нуля до максимального значения (О ( (с, Я,) со сдвигом фазы управления одного ключа относительно другого на половину периода частоты коммутации ключей.Данный способ обладает преимуществами по сравнению с другими способами управления ключами широтно-импульсного мостового преобразователя, так как обеспечивает повышение быстродействия привода, повышение надежности преобразователя, улучшение динамических и энергетических характеристик привода путем повышения коэффициента использования двигателя (уменьшение импульсации якорноготока) за счет расширения диапазона регулирования скважности ключеи при торможении противовключением в режиме токо- ограничения при постоянной частоте коммутации клочей.Данное устройство несмотря на некоторое усложнение схемы (увеличение вдвое числа некоторых элементов - генератора пилообразного напряжения и пороговых элементов) обладает значительными преимуществами по сравнению с известными устройствами управления ключами широтно-импульсного преобразователя, так как позволяет осуществить предложенный способ, чего не может ни одно другое известное устройство.653720 формула изобретения 2. 2 2.г ова Корректор Л. Небол Подписное Редактор Д.МеЗаказ 1304/41Ц 1. ришвил та СССРткрьпийнаб., д. 4/5ул. Проектная, 4 1130 лиал 1. Способ управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, заключающийся в том, что формируют два прямо угольных напряжения и суммируют эти напряжения на нагрузке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, формирование прямоугольных напряжений производят с переменной скважностью.102. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит задающий генератор, подключенный через делитель частоты и генератор пилообразного напряжения к первым входам двух пороговых элементов, вторые 15 входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилИтеля, третьи входы - к выходу блока токеограничения, а выходы порого- вых элементов предназначены для подключения к одной паре ключей мостового широтно-импульсного преобразователя, и имеет доСоставитель О, Пи Техред О. ЛуговаТираж 856 И П И Го суда рствени о го ком ите по делам изОбретений и о 5, Москва, Ж, Раушская ППП Патент, г. Ужгород,полнительный генератор пилообразного напряжения и два пороговых элемента, причем вход генератора пилообразного напряжения подключен к выходу делителя частоты, а его выход - к первым входам дополнительных пороговых элементов, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу парафазного усилителя, третьи входы - к выходу блока токоограничения, а выходы пороговых элементов предназначены для подключения к другой паре ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Гольц М. Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями М., Энергия, 1972, с. 8 - 10.2. Гольц М. Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями - М Энергия, 1972, с. 57 - 70.