Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

(51 м Н 02 М 5/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ф Г, Г и рвФ В С.:".;ф 351 .",ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) В.С. Дубровин(56) Авторское свидетельство СССР М 702469, кл, Н 02 М 5/14, 1978., Авторское свидетельство СССР ЛВ 1432692, кл, Н 02 М 5/14, 1987,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления вентильных регулируемых электроприводов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания, Цель изобретения - повышение точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения входной частоты путем линеаризации характеристики управления. Устройство состоит из задающего(19).спи 1594665 А 1 генератора 1, выход которого соединен с выходным выводом 12, одним из входов сумматора 2 и входом формирователя 7 фазы. Сумматор 2 выполнен на дифференциальном усилителе 3, выход которого соединен с выходным выводом 13, его инвертирующий вход через резистор 6 соединен с выходным выводом 14, являющимся одновременно вторым входом сумматора 2, и неинвертирующий вход соединен с общей шиной. Выход формирователя 7 фазы соединен с выходным выводом 14, Выполнение формирователя 7 фазы на двух дифференциальных усилителях 8 и 15, перемножителе 16, использование в нем блока 17 преобразования частота - напряжения, резисторов 9,10,18-20, конденсатора 11 и определенного соединения указанных элементов между собой позволило формирователю выполнять функцию всепропускающего фильтра первого порядка, коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице. При этом фазовый сдвиг определяется только постоянной времени резистора 19 и конденсатора 11 и не зависит от частоты входного сигнала. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления регулируемых электроприводов и инверторов, входящих в состав агрегатов гарантированного питаЦелью изобретения является повышение точности и стабильности формирования фазовых сдвигов выходного напряжения в широком диапазоне изменения входной частоты путем линеаризации характеристики управления,На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.Преобразователь содержит однофазный задающий генератор 1, сумматор 2 с двумя входами, выполненный из дифференциального усилителя 3 постоянного тока, резистора 4 отрицательной обратной связи, первого 5 и второго б входных резисторов, причем резистор 4 отрицательной обратной связи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилителя 3 постоянного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора 2, а между инвертирующим входом дифференциального усилителя 3 постоянного тока, первым и вторым входами сумматора 2 включены соответственно первый 5 и второй б входные резисторы, формирователь 7 фазы, выполненный из дифференциального усилителя 8 постоянного тока, первого 9, вто; рого 10 резисторов и конденсатора 11, причем выход формирователя фазы 7 соединен с выходом дифференциального усилителя 8 постоянного тока и одним выводом первого резистора 9, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 8 постоянного тока и одним выводом второго резистора 10, второй вывод которого соединен с входом формирователя фазы 7, неинвертирующий вход дифференциального усилителя 8 постоянного тока соединен с общей шиной, При этом выход однофазного задающего генератора 1 соединен с входом формирователя 7 фазы, с первым входом сумматора 2 и первым выходным выводом 12 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное. Второй 13 и третий.14 выходные выводы преобразователя соединены соответственно с выходом сумматора 2 и выходом формирователя 7 фазы, выход которого также соединен с вторым входом сумматора 2. В формирователь 7 фазы дополнитепьно введены дифференциальный усилитель 15 постоянного тока, перемножитель 16, блок 17 преобразования частота - напряжениеф17, третий 18, четвертый 19 и пятый 20 резисторы, причем общая точка соединения третьего 18 и четвертого 19 резисторов соединена с выходом перемножителя 16, а их 5 свободные выводы подключены к инвертирующим входам соответственно дифференциальных усилителей 8 и 15 постоянного тока, Конденсатор 11 включен между инвертирующим входом и выходом дифференци ального усилителя 15 постоянного тока. неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и первым входом перемножителя 16, второй вход которого подключен к выходу блока 17 15 преобразователя частота - напряжение, вход которого соединен с входом формирователя 7 фазы и одним выводом пятого резистора 20, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом диффе ренциального усилителя 15 постоянного тока.Устройство работает следующим образом.Нэ выходе однофазного задающего ге нератора 1 формируется синусоидальное напряжения 01(т) = Озп соус амплитудой Опи круговой частотой в = 2 л 1, соторое является также выходным напряжением преобразователя однофазного напряжения 30 в трехфазное, причем с нулевой начальной фазой (выход 12).Дифференциальный усилитель 15 постоянного тока, перемножитель 16, резисторы 19 и 20, а также конденсатор 11 образуют 35 управляемый фильтр нижних частот, на управляющий вход которого (второй вход перемножителя 16) подается напряжение Е 17= = К 171, пропорциональное частоте входного сигнала, где К 17 - коэффициент пропорцио нальности блока 17 преобразователя частота - напряжение.Напряжение на выходе перемножителя16 в операторной форме 45 и 63= В 19 йго (В 19 С 11 1К 16 К 17 1 lК 5 О Овх( Б ) = - .ОехБ ), где Кф = б 19/Вго - коэффициент передачиупрэвляембго фильтра;ту = 819 С 11(К 1 бКФ - управляемая постоянная времени фильтра; К 16- кОЭффициЕнт пЕрЕдачиперемножителя 16.Дифференциальный усилитель 8 постоянного тока, резисторы 9.10 и 18 образуют= -К 1 О ах ( Я ) + К 2 О 18 ( 5 )10 где К 1 и К 2 - коэффициенты передачи инвертирующего сумматора.Напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 постоянного тока является одновременно и выходным напряжением формирователя 7 фазы При К 1 = 2, К 2 = Кф = 1 формирователь 7 фазы выполняет функцию всепропускающего фильтра первого порядка с передаточной функцией Ю 7(5) =(гу Я - 1)/(гу 5+1), коэффициент передачи которого не зависит от частоты и равен единице, а фазовый сдвиг между вйходными и входными колебаниями определяется выражением ф(г) = - 2 агс 19 (21 у) == - 2 агсс 9 2 7 г 1В 1 дС 11 1 чК 18 К 17 ) При заданных значениях коэффициентов К 18 и К 17 фазовый сдвиг определяется 40 только постоянной времени Т = В 1 д С 11 и не зависит от частоты входного. сигнала,Для получения фазового сдвига уЪ = =-240 эл,град = 120 эл.град постоянная времени должна выбираться из соотношения 45 Т =19 (ДЪ/2 ) К 16 К 171/2 Л Напряжение Оф) = Чвз)п(в т+ 120 О) с выхода формирователя 7 фазы поступает на 50 выход 14 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное и на второй вход сумматора 2, на первый вход которого поступает напряжение Оф) = Чвз 1 п а т.Предположив, что величины сопротив ления, входящих в состав сумматора 2, резисторов 4 - 6 относятся между собой как 1;1:1, напряжение на выходе дифференциального усилителя 3 постоянного тока 3, а следовательно, на выходе сумматора 2 и на выходе 13 преобразователя однофазногонапряжения в трехфазное равно Н 1 з = -1Чгп 1 8 п 601+ + 1 Чп, зп (ат + 120 )= =Чв 1 ви (а 1 - 120 ). Таким образом, выходные напряжения О 1 Я 1), О 1 з 1) и О 141) представляют собой напряжения, фазы которых сдвинуты друг относительно друга на 120 эл.град.Формула изобретения Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий однофазный задающий генератор, сумматор с двумя входами, выполненный иэ первого дифференциального усилителя постоянного тока, резистора отрицательной обратной связи, первого и второго входных резисторов, причем резистор отрицательной обратной связи включен между выходом и инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с общей шиной и выходом сумматора, а между инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного тока, первым и вторым входами сумматора включены соответственно первый и второй входные резисторы, формирователь фазы, выполненный из второго дифференциального уси-, лителя постоянного тока, первого, второго резисторов и конденсатора, причем выход формирователя фазы соединен с выходом второго дифференциального усилителя постоянного тока и одним выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя постоянного тока и одним выводом второго резистора, второй вывод котороо соединен с входом формирователя фазы, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя постоянного тока соединен с общей шиной, при этом выход однофазного задающего генератора соединен с входом формирователя фазы, с первым входом сумматора и образует первый выходной вывод, а второй и третий выходные выводы образованы соответственно выходом сумматора и выходом формирователя фазы, выход которого также соединен с вторым входом сумматора, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью .повышения точности и стабильности формирования фазовых сдвиговвыходного напряжения в широком диапазоне изменения .входной частоты путем линеариэации хаЗаказ 2836 Тираж 494 Подписное ВНИИПИ Государственного комитетапо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 рактеристик управления, в Формирователь фазы дополнительно введены третий дифференциальнцй усилитель постоянного тока, перемножитель, блок преобразования частота - напряжение, третий, четвертый и пятцй резисторы, причем общая точка соединения третьего и четвертого резисторов соединена с выходом перемножителя, а их свободнце выводц подключены к инвертирующим входам соответственно второго и третьего дифференциальных усилителей постоянного тока, укаэанный конденсатор включен между инвертирующим входом и выходом третьего дифференциального усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход и вцход которого соединены соответст венно с общей шиной и первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к выходу блока преобразования частота - напряжение, вход которого соединен с входом формирователя фазы и одним выводом пятого 10 резистора, второй вывод которого соединен синвертирующим входом третьего дифференциального усилителя псстоянного тока,