Устройство для управления мостовым инвертором

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К"Энергия",(56) 1. Панкратьевные и релейные следпостоянного тока сми усилителями, М.с. 45-48.2. Авторское свУ 467444, кл. Н 02 ул овы,идетельство СССР Р 13/18, 1975.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее предварительный усилитель, первый выходкоторого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя; делительнапряжения, первый и второй выходыкоторого соединены с первыми входа ми первого и второго компараторов,вторые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а выходы компараторов предназначены для соединения с управляющими входами мостового инвертора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения стабильности выходных характеристик путем обеспечениянезависимости результата преобразования от уровня входного сигнала и повышения помехоустойчивости путем автоматического исключения из диапазона преобразования значений информационного параметра, соизмеримых с уровнем помех, оно снабжено формирователем модуля сигнала, регулятором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя модуля сигнала и входом делителя напряжения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с первыми входами третьего и четвертого компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входами первого и второго компараторов, третий выход делителя напряжения соединен с вхо дом регулятора зоны нечувствительности, выход которопо соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формирователя модуля сигнала соединен с вторым выходом предварительного усилителя, выходы третьего ичетвертого компа" раторов соединены соответственно,с управляющими входами первого и второго ключей.1083326 1Устройство относится к электротехнике и может быть использованодля реверсивного управления двигателем постоянного тока в системах автоматического управления, В подобныхсистемах информация, преобразуемаяв широтно-импульсное напряжение управления электроприводом, нередкопредставляет собой информационныйпараметр, пропорциональный некоторому несущественному параметру (например, интенсивности),Известно устройство для регулирования и реверсирования скорости вращения электродвигателей постоянноготока с использованием принципа широтно-импульсной модуляции 11,Недостатком указанного устройстваявляется то, что в нем не предусмотрены меры по устранению сквозных токов в плечах мостового инвертора,вследствие чего оно имеет низкую надежность, а также не обеспечиваетпомехоустойчивости и стабильностивыходных характеристик. 25Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для управления мостовым ин-,.вертором, содержащее предварительныйусилитель, фазочувствительный выпрямитель, компараторы, генератор пилообразного напряжения, делитель напряжения, второй компаратор, соединенныйс первым компаратором и делителем напряжения, причем выход фазочувстви 35тельного выпрямителя через делительнапряжения, подсоединен к входам компараторов, а выход генератора пиЛообразного напряжения связан с общейточкой соединения компараторов, выхо Оюды которых подключены к входам мостового инвертора 2 5.. Недостатком известного устройстваявляется ухудшение точности преобразования при значениях входного сигнала, соизмеримых с уровнем помех, кроме того, в нем не предусмотрены мерыобеспечения стабильности выходных характеристик при изменении интенсивности входного сигнала.Цель изобретения " повышение стабильности выходных характеристик путем обеспечения независимости результата преобразования от уровня входного сигнала и повышение помехоустойчивости путем автоматического исклю 55чения из диапазона преобразованиязначений информационного параметра,соизмеримых с уровнем помех,Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления мостовым инвертором, содержащее предварительный усилитель, первый выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя, делитель напряжения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора пчообразного напряжения,а выходы компараторов предназначеныдля соединения с управляющими входами мостового инвертора, снабжено формирователем модуля сигнала, регулятором зоны нечувствительности, третьим и четвертым компараторами, первым и вторым ключами, причем управляю-,щий вход генератора пилообразногонапряжения соединен с выходом формирователя модуля сигнала и входом делителя напряжения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен спервыми входами третьего и четвертого компараторов и сигнальными входами первого и второго ключей, а выходы первого и второго ключей соединены между собой и с вторыми входамипервого и второго компараторов, третий выход делителя напряжения саединен с входом регулятора зоны нечувствительности, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, вход формирователя модуля сигнала соединен с вторымвыходом предварительного усилителя,выходы третьего и четвертого компараторов связаны соответственно с управ" ляющими входами первого и второго ключей.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для управления мостовым инвертором; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу,Устройство для управления мостовым инвертором содержит предварительный усилитель 1, фазочувствительныйвыпрямитель 2, формирователь 3 модуля сигнала, регулятор 4 зоны нечувст. вительности, делитель 5 напряжения, первый, второй, третий и четвертый компараторы 6 - 9, первый и второй ключи 10 и 11, управляемый генератор 12 пилообразного напряжения, мостовой инвертор 13.Все узлы устройства могут быть реализованы на операционных усилителях, например 140 УД 7, и аналоговых ключах, например 168 КТ 2.26 45 3 10833На фиг. 2 обозначены сигналы, получаемые на втором и третьем выходах делителя 5 напряжения КЗО -КзО3 1 3 (2,1); сигнал, получаемый на выходе генератора пилообразного напряжения КО (2,1); сигналы О, получаемые на выходах компаратаров 6 и 7 при отсутствии входного сигнала 01 (2.2 и 2.3); сумма сигналов, поступающих с выхода фазочувствительного выпря О мителя 2 и делителя 5 напряжения на . входы компараторов 6 и 7 К О К 50; К 0-К 5 0(2.4); сигналы, поступающие с выхода компараторов при наличии входного сигнала,01(25 и 2.6), 15Устройство работает следующим образом.На вход предварительного усилителя 1 подается сигнал, .содержащий информационный параметр Км (например, 20 коэффициент амплитудной модуляции), подлежащий преобразованию в ШИИ напряжения управления электроприводом. .С первого выхода предварительного усилителя 1 на вход фазочувствитель ного выпрямителя 2 подается составляющая входного сигнала, пропорциональная информационному параметру и уровню входного сигнала КО(например, огибающая амплитудно-модулированного сигнала), а на втором выходе предварительного усилителя 1 образуется выпрямленное значение входного сигнала (например, несущей) ЦЯ). Если принять коэффициенты пе 35 редачи фазочувствительного выпрямителя 2 и формирователя 3 модуля сигнала, представляющего, например, фильтр НЧ, равным единице, то их выходные сигналы имеют соответственно вид Полярность напряжения (2) определяется знаком регулируемого параметра системы АР (направлением вращенияэлектропривода). 50Напряжение (1) подается на первые входы компараторов 8 и 9 и на сигнальные входы ключей 10 и 11, а напряжение (2) - на вход делителя 5 напряжения, третьим выходом подклю" ченного к входу регулятора 4 зоны нечувствительности, представляющего собой регулируемый делитель напряжения, выходное напряжение которого имеет вид=Кдел Крег О, (3) где К - коэффициент передачи делиделтеля 5 напряжения по первому выходу;К- коэффициент передачи регулятора 4 зоны нечувствительности.Напряжение (3) подается на вторые входы компараторов 8 и 9, при этом в зависимости от полярностИ напряжения (1) срабатывает один из указан-. ных компараторов, при условии, если уровень напряжения (1), подаваемого на их первые входы, превышает уровень напряжения, подаваемого на их вторые входы, т.е.04 Э К рег Кдел " (4) подставив (2) в (5), получим)Км) Ъ Кдел К рег(5)Выражение (5) определяет условие срабатывания компараторов 8 и 9. Как видно из (5), порог срабатывания компараторов 8 и 9 определяется коэффициентами передачи делителя. 5 напРяжения и регулятора 4 зоны и не зависит от уровня входного сигнала.Выходные напряжения компараторов 8 и 9 поступают соответственно на управляющие входы ключей 10 и 11, причем приКм)Рмср) =1 Крег Кел) ключи закрыты.При этом на первые входы компараторов 6 и 7 с второго и третьего выходов делителя 5 поступают соответственно равные по величине и противоположные по знаку напряжения смещения "сми Уса УРовень которых выбирается в зависимости от длительности фронта переключения плеч мостового инвертора 13:(7) где К - коэффициент передачи делителя напряжения по второму выходу, определяющий длительность задержки на переключение транзисторов мостового инвертора 13.На вторые входы компараторов 6 и 7 поступает пилообразное напряжение, формируемое генератором 12, амплитуда которого пропорциональна напряжению (2):Од =К О, (8) где К - коэффициент пропорциональности между уровнями напряжения и амплитудой пилообразного напряжения.1083326 О Фкаэ 1772/50одписное ираа 667 Патент",ул. Проектн иал ород При переходе пилообразного напряжения, например, от положительного полупериода к отрицательному компараторы 6 и 7 переходят от одного устойчивого состояния в другое, при этом фронт перключения компаратора б не. совпадает с фронтом переключения компаратора 7 и, следовательно, исключается возможность появления сквозных токов.При К,Ъ 1 К с 1 третьи входы компараторов б и 7 через ключ 10 или 11 в зависимости от полярности сигнала (1) подключаются к выходу фазочувствительного выпрямителя 2 одновременно с напряжениями смещения (6) и (7), поступающими на их первые входы, Уровни сигнала (1) определяют время включения плеч мостового инвертора, а напряжения (6)и (7) - длительность задержки переключения, исключающей возможность 5 появления сквозных токов,Ло эпюрам фиг. 2 видно, что времявключения плеч мостового инверторане зависит от уровня входного сигнала. Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает независимость результата преобразования от уровня входного сигнала, кроме того, регулируемая эона нечувствительности не зависит от уровня входного сигнала, что повьппает стабильность и помехоустойчивость,