Устройство для управления мостовыминвертором c широтно импульсноймодуляцией

О П И С А Н И Е 11118 И 483ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Саюз Оаветских Сациалистических Раслублик(45) Дата опубликования описания 07.03.81(72) Авторы изобретен В. Е. Прокопов, В зов и С, В,1) Заявител 54) УСТРО Й СТВО ДЛЯ УП РАВЛ Е Н ИЯ МОСТОВ ИНВЕРТОРОМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙГосударственный комитет (23) Приоритет Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления статическими преобразователями на управляемых вентилях, и может найти применение в различных электротехнических установках, например, в мостовых инверторах напряжения с ШИМ для асинхронного электропривода транспортных средств.Известно устройство для управления инвертором, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные к устройству сравнения, выход которого соединен со входом формирователя отпирающих импульсов, дополнительный выход которого подключен к дополнительному входу генератора опорного пилообразного напряжения 11.Однако, данное устройство не обеспечивает широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения инвертора.Наиболее близко к предлагаемому устройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные к входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя импульсов, распределитель импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов 2.В этом устройстве возможно переключение тиристоров инвертора с более высокой 5 частотой, чем частота опорного напряжения, что может послужить причиной срыва коммутации и развития аварийного режима.Аварийный режим инвертора возникает при многократном равенстве мгновенных значе ний сравнимаемых управляющего и опорного напряжений в течение полупериода опорного напряжения и может быть вызван высокочастотной помехой, характерной для инверторных схем и искажающей опорное 15 либо управляющее напряжение, при использовании ступенчатого напряжения в качестве управляющего.Наличие аварийных режимов снижает надежность работы инвертора.20 Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуля цией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные ко входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя 30 импульсов, распределитель импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов, снабжено дополнительным формирователем импульсов и Ю-триггером, причем дополнительный выход генератора опорного напряжения подключен ко входу дополнительного формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов ЯЬ-триггера, другой вход которого подключен к выходу упомянутого формирователя, а выход К 8-триггера соединен со входом упомянутого распределителя импульсов.На фиг. 1 представлена схема устройства для управления мостовым инвертором с ШИМ, а на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Схема содержит генератор опорного пилообразного напряжения 1, устройство сравнения 2, генератор управляющего напрякения 3, дополнительный формирователь импульсов 4, формирователь импульсов 5, КЬ-триггер 6, распределитель импульсов 7, формирователь отпирающих импульсов 8.На фиг. 2: 9 - выходное напряжение генератора опорного напряжения 1 (У,) и генератора управляющего напряжения 3 (Су); 10 - напрякение, снимаемое с дополнительного выхода генератора 1; 11 - выходное напряжение устройства сравнения 2;12 - выходные импульсы формирователя импульсов 4; 13 - выходные импульсы формирователя импульсов 5; 14 - выходное напряжение К 5-триггера 6; 15 - выходное напряжение распределителя импульсов 7;16 - отпирающие импульсы коммутирующего тиристора анодной группы инверторного моста; 17 - отпирающие импульсы коммутирующего тиристора катодной группы инверторного моста; 18 - отпирающие импульсы основного тиристора анодной группы тиристорного моста; 19 - отпирающие импульсы основного тиристора катодной группы тиристорного моста.Выход генератора опорного напряжения 1 подключен ко входу устройства сравнения 2. К другому его входу подключен выход генератора управляющего напряжения 3. Выход устройства сравнения 2 и дополнительный выход генератора 1 через соответствующие формирователи импульсов 4 и 5 подключены ко входам КБ-триггера 6. Выход триггера соединен со входом распределителя импульсов 7, выход которого подключен к формирователю отпирающих импульсов 8.Работает устройство следующим образом, При однократном переключении устройства сравнения 2 в каждый полупериод опорного напряжения (полупериоды Т, - Т, фиг.2 - 10) на выходе формирователя синхронизирующих импульсов 5 в моменты времени- Ь формируются узкие импульсы 13, С дополнительного выхода генератора опорных напряжений 1 снимается прямоуголь 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ное напряжение 10, совпадающее по частоте и фазе с треугольным напрякением 9, На выходе формирователя синхронизирующих импульсов 4 формируются узкие импульсы 12 в моменты времени, соответствующие амплитудным значениям опорного напряжения 9. К 8-триггер 6 под действием выходного импульсов формирователей 4 и 5 персключается, Частота переключения триггера 6 равна удвоенной частоте опорного напряжения 9. Переключение триггера 6 (фиг, 2-14) происходит в моменты равенства мгновенных значений опорного и управляющего напряжений, а возврат в исходное состояние - при амплитудных значениях опорного напряжения (каждый полу- период опорного напряжения). С помощью распределителя импульсов 7 осуществляется деление выходной частоты триггера 6 (15). Отпирающие импульсы формируются в моменты переключения распределителя 7 (16, 17, 18, 19).Рассмотрим работу устройства при многократном переключении устройства сравнения (полупериоды Т, Т, фиг. 2-9).В течение полупериода Т, происходит многократное переключение устройства сравнения 2 (фиг. 2-11), так как за это время опорное напряжение трижды пересекает управляющее (фиг. 2-9). В течение полупериода Т также происходит многократное переключение устройства сравнения 2 из-за влияния высокочастотной помехи на опорное напряжение (фиг. 2-9).В этих режимах в известном устройстве форь.: руютс дополнительные управляющие импульсы на коммутирующие тиристоры инвертора (пунктир на фиг, 2-16, 2-17) и на основные тиристоры (на фиг. 2 не показаны), которые могут вызвать аварийный режим инвертора, так как интервалы времени между фронтами основных импульсов, так же как и фронтами коммутирующих импульсов (фиг. 2-16; 2-17) могут быть значительно меньше времени, необходимого для гашения включенного ранее тиристора инвертора.При использовании предлагаемого устройства дополнительные импульсы не формируются. В рассматриваемом устройстве это достигается за счет использования в нем элемента память - КЬ-триггера 6, который переключается только один раз за полупериод под действием первого выходного импульса формирователя 5 (фиг.2-14). В этом случае частота следования отпирающих импульсов и вызванная ими частота переключения тиристоров инвертора равна частоте опорного напряжения, и аварийный режим инвертора не возникает.Таким образом, использование в данном устройстве дополнительного формирователя импульсов, подключенного к дополнительному выходу генератора опорного напряжения, КЬ-триггера, входы которогоподключены к выходам формирователей импульсов, а выход - к входу распределителя импульсов, предотвращает аварийный режим инвертора с ШИМ, что повышает надежность его работы.Формула изобретенияУстройство для управления мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащее генератор опорного пилообразного напряжения и генератор управляющего напряжения, подключенные ко входам устройства сравнения, выход которого соединен со входом формирователя импульсов, распределитель импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя отпирающих импульсов, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора, оно снабжено дополнительным формирователем импульсов и КЬ-триггером, причем дополнительный выход генератора опорного напряжения подключен ко входу дополнительного5 формирователя импульсов, выход которогосоединен с одним из входов КЗ-триггера,другой вход которого подключен к выходуупомянутого формирователя, а выходКЯ-триггера соединен со входом упомяну 10 того распределителя импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР351309, кл. Н ОЗК 7/04, 1970.15 2, Сандлер А. С., Гусяций Ю. М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсноймодуляцией для управления асинхроннымидвигателями, М., Энергия, 1968, с. 73,рис. 7-1 (прототип),