Устройство для управления плечом транзисторного -фазного мостового инвертора

(5 у 4 Н ГО ОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТ 816442/24 -7.11.843.06.86. БюИнститут эли Опытно-экУ 20 гражданЭ. Н. Гречко,(21) 3 (22) 2 (46) 2 силитель м нератор,9, выходи задающииности (УМ тор (Тр) мотками. и трансформаторичными обвведены УМ 10 триггер 1, опт 4, 7, 8, одно- и логические с двумя устройств Тр 16, Т(ОК) 3, л. Ь 23ктродинамикперименталькой авиацииЮ.Г.СалиенкЮсов и В АНй за ные ключи раторы 19 и обмотки Тр 1 но-последова 3 к перехода чн лемент 16 подключень но через диод коллектор-баз 27 (одно плеч) 26 ранзистор нвертора) ть одновр нног рающих сигналовв одного плеча й Т 26,управуленты переклюбаза-эмитт х формируютс льности с ор-база - за иеОК 3, 4, астью и УМ 9ащищенность у а на пепирающий7, 8 межобе ил. АРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ Й АВТОРСКОМУ В.Е,Павленко, И,В П.С доренко(56) Авторское свидетельство СССР Е 668053, кл. Н 02 М 7/48, 1978.Авторское свидетельство СССР Ф 936270, кл. Н 02 М 7/48, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛЕЧОМ ТРАНЗИСТОРНОГО т-ФАЗНОГО МОСТОВОГО ИНВЕРТОРА(57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания частотного электропривода. Цель изобретенияспечение регулирования напряжения и частоты инвертора, Устройство содержит В-фазный мостовой инвертор,БО 1239 лючает вероятнФормирования о обоих транзист вертора. В мом 27 на переходы ляющих импульс вые паузы длит рехадах коллек импульс. Введе ду логической выщает помехоз15 45 12398Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности кустройствам управления силовыми ключами транзисторных автономных мостовых инверторов с модуляцией напря 5жения, которые могут быть использованы для питания частотного электропривода, построения бортовых источников электропитания,Целью изобретения является обеспечение регулирования напряжения ичастоты инвертора.На фиг. 1 представлена схема устройства; на Фиг.2 " диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит Т-триггер 1,вход которого предназначен для подключения к задающему генератору, первый КБ-триггер 2, к прямым выходамкоторых через первый 3 и второй 4оптронные ключи, а к инверсным выходам через первый 5 и второй 6 элементы И и третий 7 и четвертый 8 оптронные ключи подключены входы первого 9 и второго 10 усилителей мощности, каждый из которых содержиттранзисторы 11, 12 и 13, 14 и выходные трансформаторы 15 и 16, первыевходы элементов И 17 и 18 подключенык выходам триггера 1, а выходы - квходам триггера 2, выход одновибратора 19, подключенный через элементИЛИ 20 и одновибраторы 21 и 22 квыходам триггера 1, второй КБ-триггер 23, подключенный к пусковомутумблеру 24, усилители 9 и 10 питаются от выводов источника 25 питания.Силовая схема инвертора представленатолько одним плечом и содержит силовые транзисторы 26 и 27, базовые40резисторы 28 и 29, ограничительныерезисторы 30 и 31 в базовых цепях идиоды 32 и 33, подключенные катодами к коллекторам силовых транзисторов аВыходные трансформаторы 15 и 16усилителей мощности имеют по четыревыходных обмотки 15.1-15,4, 16.116.4. Обмотки 15. 1 и 15,2 и 16, 1 и16,2 попарно подключены согласнопоследовательно к переходам база 50эмиттер, а обмотки 15. 3, 15. 4, 16. 3и 16,4 попарно включены встречнопоследовательно через диоды 32 и 33к переходам коллектор - база силовыхтранзисторов инвертора.На Фиг.2 д привецена кривая Фазного напряжения трехфазного мостового инвертора с широтно-импульсной 08 2модуляцией, На интервале повторяемости работы трехфазного инвертора формируется по два импульса. Длительность Формируемых импульсовйс =где- угол регулирова 12ния выходного напряжения инвертора, Алгоритм переключения одних транзисторов первого, второго и третьего плеча мостового инвертора приведен на фиг,2 Г,5, .Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 23 1обнулен и сигналом с его прямого выхода триггеры 1 и 2 установлены в "0", элементы 5 и 6 закрыты, На входах ключей 3, 4, 7 и 8 сигналы отсутствуют. При переводе тумблера 24 в положение"Пуск" триггер 23 устанавливается в "1", и снимается сигнал запрета с К-входов триггеров 1 и 2. Сигнал задающего генератора (фиг.1 о ) поступает на вход триггера 1, затем через ключи 3 и 4 на усилитель 9, На четырех вторичных обмотках 15. 1-15,4 выходного трансформатора 15 формируются две пары (основная и вспомогательная) противофазных импульсов, Одна из пар про тивофазных импульсов, формируемых на обмотках 15. 1 и 15.2, показана на фиг.2 н,) , Одновибратор 19, запускаемый при каждом переключении триггера 1 с помощью одновибраторов 2 1 и 22 и элемента 20, вырабатывает,цополнительную последовательность импульсов (Фиг,2) с длительностью импульсов, равной времени восстановлениясиловых транзисторов инвертора Триггер 2 запускается сигналами с выходов триггера задержанными на время Ги Формирует второй периодический сигнал (Фиг,2 в ), который через ключи 7 и 8 поступает на входы усилителя 10. На четырех вторичных обмотках 16,1-16.4 выходного трансформатора 16 формируются две вторых пары импульсов (Фиг 2 ь ц ).Так как вторичные обмотки 15.1, 15.2 и 16.1, 16.2 выходных трансформаторов включены согласно последовательно, то тем самым поочередно суммируются первые и вторые пары противофазных импульсов (суммируются импульсы, показанные на Фиг.2 ж и, О а также на Фиг,2 , и). Результирующие напряжения, формируемые на1239808 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и 3переходах база-эмиттер анодного и катодного транзисторов приведены на фиг,2 и, м . При этом положительные полуволны формируют отпирающий сигнал, а отрицательные полуволны запирающий сигнал для силовых транзисторов.Вторичные обмотки 15.3, 15.4 и 16.1, 16.4 подключены к переходам коллектор-база встречно последовательно и тем самым вычитают первую и вторую вспомогательные пары противофазных импульсов. В результате формируется дополнительная пара управляющих импульсов (фиг,2 Н, 0 ). Их положительные полуволны поступают в качестве запирающих импульсов на переходы коллектор-база анодного и катодного силовых транзисторов.В случае поступления команды "Авария" или переводе тумблера 24 в положение "Стоп" триггер 23 переводится в нулевое состояние и запрещает поступление управляющих импульсов на силовые транзисторы иня 1 О 15 20 25 торов в управляющих импульсах, подаваемых на переходы база-эмиттер, формируются нулевые паузы длительности 7, а в переходах коллектор-база ранее включенного транзистора формируется положительный запирающий импульс. За время ь он переводит выключаемый транзистор из области насыщения в область отсечки. Тем самым 35 полностью исключается возможность появления сквозных токов.При регулировании входного сигнала фиг,2 5 ) по частоте устройство также обеспечивает полное исключение 40 сквозных токов. Ьлагодаря неизменным значениям длительности импульсов, вырабатываемых одновибратором 19 в процессе регулирования выходной частоты инвертора времяостается 45 неизменным, что и необходимо для надежного выключения транзисторов.Введение оптронных ключей между, логической частью устройства и усилителями мощности устраняет основ ной недостаток устройств управления, заключающийся в низкой помехозащищенности логической части.Важным достоинством устройства явЛяется исключение возможности од новременного формирования отпирающих сигналов обоих транзисторов одного плеча инвертора. вертора. В моменты переключений транзисУстройство для управления плечом транзисторного щ -фазного мостовогоинвертора, содержащее задающий генератор, первый усилитель мощности с первым выходным трансформатором, с двумя вторичными обмотками, второй выходной трансформатор с двумя вторичными обмотками, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью обеспечения регулирования напряжения и частоты инвертора, оно снабжено 7 -триггером, двумя К 9-триггерами, тремя одновибраторами, элементом ИЛИ ичетырьмя элементами И, вторым усилителем мощности, четырьмя оптронными ключами, выходные трансформаторыснабжены каждый двумя вспомогательными вторичными обмотками, причемсчетный вход Т -триггера подключен квыходу задающего генератора, прямойвыход Т -триггера и выход пЕрвогоэлемента И через первый и второйоптронные ключи соединены с входамипервого усилителя мощности, прямойвыход первого 3 В -триггера и выходвторого элемента И через третий ичетвертый оптронные ключи соединеныс входами второго усилителя мощности, второй выходной трансформатор подключен к выходу второго усилителямощности, первые входы третьего ичетвертого элементов И годключенысоответственно к прямому и инверсному выходам Т -триггера, выходы этих элементов поцключены соответственно к-входу и первому-входу первого 5-триггера, выход первого одновибратора подключен к вторым входамтретьего и четвертого элементов И,выходы Т -триггера соединены через второй и третий одновибраторы и элемент ИЛИ с. входом первого одновибратора, инверсные выходы Т -триггераи первого 5 -триггера соединены спервыми входами первого и второгоэлементов И соответственно, вторыевходь 1 которых подключены к выходувторого 18-триггера, второму Е -входупервого Рб-триггера и 1 -входу Т -триггера, входы второго 85 -триггерапредназначены для подачи пусковыхсигналов, в каждом выходном трансформаторе две вторичные обмотки вклю.чены согласно последовательно и ихсвободные выводы предназначены дляподключения к базоэмиттерному переходу соответствующего транзистора пле