Устройство для формирования -фазного гармонического сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК цю 0 06 0 722, 7/26 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯДатОРСК 0 МУ ЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛ в-ФАЗНОГО ГАРМОН ФОРМИРОВАНИЯ ЕСКОГО СИГНАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Московский энергетический инстит(56) Авторское свидетельство СССРМ 1220103, кл, Н 02 Р 7/42, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1536402, кл. О 06 О 7/22, 1988. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах электротехники для формирования в-фазного сигнала задания тока или напряжения электропривода переменного тока.Известен формирователь двухфазного гармонического сигнала, содержащий интегратор, первый и второй инверторы, первый и второй индикаторы знака, индикатор уровня, блок логики совпадения знака, первый, второй и третий переключающие ключи, сумматор и два функциональных преобразователя пилообразного сигнала в гармонический. На вход первого функционального преобразователя поступает .пилообразное напряжение с выхода интегратора, на.вход второго - пилообразное напряжение, сдвинутое по фазе на 90 эл.град. На выходах функциональных преобразователей, являющихся и выходами устройства, формируются два гармонических сигнала, сдвинутых на 90 эл, град, друг относительно друга,(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - уменьшение аппаратурных погрешностей, Устройство содержит е формирователей гармонического устройства заключается в формировании треугольных напряжений соответствующей фазы с помощью звена с нелинейной характеристикой и сумматора, подключенных к выходу блока выделения модуля, 3 ил,Недостатком данного устройства является невозможность получения гармонического сигнала с числомфаз; большим двух,Наиболее близким к предлагаемому д техническим решением является устройство для формирования гп-фазного гармонического сигнала, содержащее формирователь а пилообразного напряжения, к входу которого подключена шина задания частоты. а к выходу - а формирователей гармонического сигнала, каждый из которых содержит блок преобразования треугольного напряжения в гармоническое, выход которого яв- Оф ляется выходом одной из фаз устройства, 4 источник смещающего напряжения, сумматор, блок выделения модуля и два пороговых элемента, вход формирователя гармонического сигнала соединен с входами пороговых элементов и с первым входом сумматора, выходы пороговых элементов соединены соответственно с вторым и третьим входами сумматора, четвертый вход которого соединен с выходам источника смещающего напряжения, а выход через5 10 35 40 50 Ьг сов м 1+,блок выделения модуля соединен с входом блока преобразования треугольного напряжения в гармоническое.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность формирования в-фазного гармонического сигнала, определяемая сложностью обеспечения сдвига 2 те рад между гп фазами сигнала, обусловленной необходимостью согласования уровней напряжений срабатывания первого и второго компараторов и источника смещающего напряжения.Цель изобретения - уменьшение аппаратурных погрешностей и повышение точности формирования в-фазного гармоническогосигнала за счет уменьшения числа параметров, определяющих сдвиг каждого из п гармонических сигналов, до одного. Положительный эффект от использования изобретения заключается в уменьшении потерь энергии в злектроприводе переменного тока и улучшении качества регулирования момента двигателя при использовании изобретения в качестве эадатчика фазных токов и напряжений эа счет увеличения точности формирования щфазного гармонического сигнала,Цель достигается тем, что в устройстве для формирования е-фазного гармонического сигнала, содержащем формирователь пилообразного напряжения, к входу которого подключена шина задания частоты, а к выходу - гп формирователей гармоническо.го сигнала, каждый из которых содержит пеовый сумматор, первый вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, источникСмещающего напряжения. выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом блока выделения модуля, а также блок преобразования треугольного напряжения в гармоническое, выход которого является выходом соответствующей фазы устройства, в каждый формирователь гармонического сигнала введены второй сумматор и звено с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью, при этом выход блока выделения модуля соединен непосредственно и через звено с нелинейной характеристикой с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с входом блока преобразования треугольного напряжения в гармоническое.В устройстве сдвиг на 2 7 т/гп рад каждого из гп формируемых гармонических сигналов определяется одним параметром - нап)эяжением на выходе источника смещающего напряжения вместо трех параметров (порогов срабатывания двух компараторов и напряжения источника смещающего напряжения), Этим достигается повышение точности формирования гл-фазного гармонического сигнала.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - схема формирователя гармонического сигнала; на фиг. 3 - характеристика вход - выход звена с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью.Устройство формирования п-фазного гармонического сигнала (фиг, 1) содержит формирователь 1 пилообразного напряжения 1, к входу которого подключена шина задания частоты щ, а к выходу - в формирователей 2 гармонического сигнала, выходы которых образуют щ выходов устройства.Каждый из т формирователей 2 гармонического сигнала 2 содержит (фиг, 2) первый 3 и второй 4 сумматоры, блок 5 выделений модуля, звено 6 с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью, блок 7 преобразования треугольного напряжения в гармоническое и источник 8 смещающего напряжения. Выход источника 8 смещающего напряжения соединен с входом первого сумматора 3, другой вход которого является входом формирователя гармонического сигнала, а выход первого сумматора 3 через последовательно включенные блок 5 выделения модуля и звено б с нелинейной характеристикой соединен с входом второго сумматора 4, другой вход которого соединен с выходом блока 5 выделения модуля, а выход соединен с входом блока 7 преобразования треугольного напряжения в гармоническое, выход которого является выходом формирователя 2 гармонического сигнала.Устройство работает следующим образом,Формирователь 1 пилообразного напряжения вырабатывает пилообразное напряжение О с частотой. пропорциональной входному сигналу а, амплитудой и знаком, определяемыми знаком в, Напряжение 01 поступает на входы а формирователей 2 гармонического сигнала, преобразующих пилообразное напряжение в систему сдвинутых друг относительно другана 2 л/гп рад гармонических напряжений где и= 1- пт;каждому и соответствует однозначение К из множества целых чисел с ог-.раничениями для нечетного а:а для четного тк= --- Щ - 2 2 либо К=- 1- - ) -- ,п)2)Сдвиг на 2 л/щ рад в соответствующем и-м формирователе обеспечивается тем, что в этом формирователе с источника 8 смещающего напряжения на сумматор 3Ов подается напряжение Ов = К- - . Приэтом2 лКл и, соответственно ОвП 12что обеспечивает возможность работы устройства при разных знаках пилообразного напряжения, Когда задание аО,т, е, пилообразнос напряжение отрицательно, сдвиг по фазе 2 л К/гл рад меняет свойзнак,Рассмотрим работу формирователя гармонического напряжения при К=О, т. е, присдвиге равном нулю и, соответственно, напряжении смещения Ов=О. Линейно карастающее с нулевого значения напряжениеО 1 через сумматор 3 поступает на вход блока 5 выделения модуля, выходное напряжение Ов которого нарастает также полинейному закону с нулевого значения. иположительно независимо от знака пилы,При достижении напряжения Ов величины,равной Оп/2, на выходе звена б с нелинейной характеристикой с насыщением и не-. чувствительностью,-характеристика входывыход которого представлена на фиг. 3, появляется напряжение Ов противоположногознака, нарастающее в 2 раза быстрее, чемОв, После сложения Ов и Оа на сумматоре 4на его выходе получается напряжение треугольной формы О 4, которое. пройдя черезблок 7 преобразования треугольного напряжения в гармоническое, преобразуетсяв гармоническое напряжение От, соответствующее временной зависимости сов в 1 иявляющееся, таким образом, базовым.Описанная последовательность работы элементов формирователя повторяется в последующие периоды.Рассмотрим работу формирователя коГсинусоиды со сдвигом (+ - ) рад, т. е. при2гп=4, К=1. Для осуществления этого сдвиганеобходимо на выходе источника 8 смещающего напряжения соответствующего формирователя установить напряжение Ов= Ощ=+ - . 8 этом случае при линейно нарастающем с нулевого значения напряжении. О 1 выходное напряжение Ов блока 5 выде ления модуля линейно нарастает не с нуцлевого значения, а со значения Ов =, По4достижении напряжением Ов величины,Овравной, на выходе звена б с нелинейной характеристикой появляется напряжение Ов, которое приводит к линейному изменению напряжения О 4 сумматора 4 в противоположную сторону. По достижении 15 напряжением Ов величины, равной Оп, звено 6 входит в насыщение, дальнейший оост Ов прекращается и изменение напряжения О 4 сумматора 4 определяется изменением напряжения Ов блока 5 выделения модуля.20 В результате на выходе сумматора 4 получается напряжение треугольной формы О 4, опережающее по фазе на к/2 радиан базовое напряжение при К=-О, При прохождении через блок 7 преобразования треугольного 25 напряжения в гармоническое оно преобразуется в гармоническое напряжение Оу, соответствующее временной зависимостисов (в 1+ - )Л230 лДля осуществления сдвига (- -) рад2(в= 4, К= - 1) необходимо смещающее напряОвжение Ов= - . При этом на выходе блока 5435 выделения модуля напряжение Ов сначалауменьшается от Оп/4 до нуля, а затем увеличивается и при достижении величины Оп 2 появляется напряжение Ов на выходе звена 6 с нелинейной характеристикой, 40 Сумма напряжений ОБ и Ов определяетнапряжение треугольной формы О 4, отстающее на л/2 рад относительно базового (К=О), и гармоническое напряжение О 7, соответствующее временной зависимости 41 Лсов а 1 -- . Аналогично могут быть пол 2учены гармонические напряжения с продольными сдвигами по фазе + л рад, соответствующие напряжениям смеще Овния Ов =+2По этомуже принципуможет быть построена любая е-фазная система гармонических напряжений Ц,. и =1 - т, с 55 произвольными фазовыми сдвигами- к - уълотносительно базового сигнала при обеспечении смещающего напряженияОщ юпОв= -. При этом в каждом формирова 2 Л1751734 оставитель Ю.Барановехред М.Моргентал ректор З.Салко едакт га аказ 2691Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035; Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 теле 2 гармонического сигнала регулируемым является только один параметр - уровень смещающего напряжения 08, что при обеспеченной параметрическим путем точности работы остальных блоков уменьшает аппаратурные погрешности устройства и упрощает его настройку. формул а и зоб рете ни я Устройство для формирования щфаэного гармонического сигнала, содержащее формирователь пилообразного напряжения, к входукоторого подключена шина задания частоты, а к выходу - в формирователей гармонического сигнала, каждый из которых содержит первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, источник смещающего напряжения,выход которого соединен с вторым входом ,первого сумматора, выход которого соединен с входом блока выделения модуля, а также блок преобразования треугольного 5 напряжения в гармоническое, выход которого является выходом соответствующей фазы устройства; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения аппаратурных погрешностей, в каждый формирователь гар монического сигнала введены второйсумматор и звено с нелинейной характеристикой с насыщением и нечувствительностью, при этом выход блока выделения модуля соединен непосредственно и через 15 звено с нелинейной характеристикой с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с входом блока преобразования треугольного напряжения в гармонические;.