Система управления регулируемым автономным инвертором

Союз Советских Социалистических Респуйлин318 27 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 17.111,1969 ( 131326824-7)с присоединением заявки-Приор итет -Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень31Дата опубликования описания 29,Х 11.1971 МПК Н 02 пт 1/08 Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 621,314,26(088,8) Авторыизобретения Б. Е, Калашников, С. О, Кривицкий и И. И, Эпштейн Заявитель Известна система управления регулируемым автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащая задающий генератор, делитель частоты с промежуточными выходами, пересчетное кольцо, одновибратор с длительностью выходного импульса, обратно пропорциональной величине управляющего сигнала, полупроводниковые ключи и полупроводниковые реле.Однако известная система не обеспечивает достаточно хорошей формы кривой выходного напряжения инвертора при экономичном регулировании напряжения,Предложенная система управления регулируемым автономным инвертором отличается от известной тем, что с целью улучшения формы кривой выходного напряжения инвертора при экономичном регулировании напряжения и частоты в широких пределах вход запуска одновибратора подключен к коммутирующим выходам делителя частоты через полупроводниковые ключи, коммутируемые полупроводниковыми реле, причем выходы этих же реле подключены и к другим полупроводниковьв ключам, шунтирующим плечи омического делителя напряжения на входе одновибратора, определяющего длительность его импульса таким образом, что при срабатывании реле изменяются частота запуска одновибратора и обратно пропорционально длительность его импульса таким образом что при срабатывании реле изменяется частота запуска одновибратора, а входы полупроводниковых реле подключены к входу за дающего генератора, что обеспечивает п,срабатывание в функции выходной частоты.Работа схемы иллюстрируется чертежами.На фиг. 1 изображена блок-схема предла 10 гаемой системы управления; на фиг. 2кривая выходного напряжения инвертора широтно-импульсной модуляцией (линейно напряжение); на фиг. 3 - кривая выходног напряжения инвертора с ШИМ иа изко 15 частоте с одной дополнительной коммутацие"и с четырьмя дополнительными коммутация ми; на фиг. 4 - временные диаграммы вы ходных сигналов элементов системы управ 1 л ения.20 Блок-схема системы управления регулируемым автономным инвертором содержит за дающий генератор 1, делитель 2 частоты пересчетное кольцо 3, одновибратор 4, оми ческий делитель б напряжения на выходе ОВ 25 полупроводниковые реле б, 7, дешифратор 8полупроводниковые ключи 9 - 12.Число дополнительных коммутаций в инверторе определяется частотой следовани выходных импульсов одновибратора 4, при З 0 чем с изменением частоты обратно пропорционально ей изменяется длительность еговыходных импульсов. Одновибратор имеетдва входа - запускающий и управлениядлительностью, Управление частотой запускаи длительностью импульса одновибратора 4осуществляется при помощи делителя 2 частоты, полупроводниковых ключей 9 - 12 иполупроводниковых реле б, 7.Каждое реле срабатывает при определенной величине входного напряжения управления задающего генератора У., , соответствующей граничной частоте, при которой требуется изменить количество дополнительныхкоммутаций,Реле 7 срабатывает на границе нижнихсредних частот, реле б - на границе средних частот.Выходные сигналы реле управляют полупроводниковыми ключами 9 - 12: сигнал реле б - ключами 9, 10, а сигнал реле 7 - ключами 11, 12, Причем ключи 9, 11 включеныв цепи запускающего входа одновибратора4, а ключи 10, 12 подключены к участкамомического делителя 5 напряжения на входеодновибратора 4, т. е. управляют длительностью его выходного импульса.Увеличение числа дополнительных коммутаций в инверторе соответствует увеличениючастоты запуска одновибратора, причем одновременно с увеличением частоты запусканеобходимо соответственное уменьшение длительности выходного импульса одновибратора,Выходные сигналы задающего генератора1 с частотой 24 и делителя 2 частоты с частотами 12 и 6 подаются на запускающийвход одновибратора 4, Причем сигналы с частотой 24 и 12 на входе одновибратора проходят через полупроводниковые ключи 11, 9,а сигнал с частотой 6 подается непосредственно на вход одновибратора.Рассмотрим работу схемы во всем диапазоне регулирования частоты.На фиг. 4 приведены временные диаграммы выходных сигналов задающего генератора, делителя частоты, обоих реле, одновибратора в процессе регулирования частоты играфик изменения напряжения управлениязадающего генератора, а следовательно, иего частоты во времени. Для удобства изображения на чертеже все переключения показаны при одной и той же частоте, однакоследует иметь в виду, что частота увеличивается во времени оти дод, согласно приведенному графику.1, Область нижних частот. Напряжениеуправления на входе задающего генератораСlменьше напряжения срабатывания обоих реле, и сигналы на их выходах отсутствуют, все полупроводниковые ключи разомкнуты.На запускающий вход одновибратора поступают сигналы всех частот (24, 12, 6),и импульсы выхода следуют с частотой 24,что соответствует четырем дополнительным 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 коммутациям в инверторе. Напряжение управления на входе одновибратора О.,снимаемое с делителя 5 напряжения, максимальное, чему соответствует минимальнаядлительность выходного импульса одновибратора. Описанное состояние схемы справедливо для интервала О+1, на фиг. 4,2, Область средних частот. В момент времени 1 когда величина напряжения Удостигнет напряжения срабатывания реле 7,на выходе последнего появляется сигнал,замыкающий ключи 11, 12. Теперь сигнал 24шунтируется замкнутым ключом 11 и не попадает на вход одновибратора 4. На выходепоследнего импульсы следуют с частотой 12,что соответствует двум дополнительным коммутациям в инверторе. Одновременно ключ12, замыкаясь, шунтирует плечо омическогоделителя 5 напряжения на входе одновибратора, и напряжение его управления уменьшается, что приводит к увеличению длительности выходного импульса. Этому состояниюсхемы соответствует интервал времени , - 1.,3. Область верхних частот. В моме нтвремени 1 величина напряжения С;. достигает напряжения срабатывания реле б, ина его выходе появляется сигнал, замыкающий ключи 9, 10. Замкнутый ключ 9 шунтирует сигнал 12 и не пропускает его на входодновибратора 4. Последний вырабатываетимпульсы с частотой 6, что соответствуетодной дополнительной коммутации в инверторе. Одновременно ключ 10 шунтирует сле,дующее плечо омического делителя 5, ещебольше уменьшая напряжение У ,. , и увеличивая тем самым длительность его выходного импульса.При регулировании частоты вниз от ,до;и то же самое происходит в обратномпорядке.Для сохранения требуемой величины выходного напряжения инвертора при переключении, как уже отмечалось выше, длительность импульса одновибратора должна меняться обратно пропорционально частоте егозапуска. Это достигается соответствующимподбором делителя 5 напряжения на входеодновибратора 4. Граничные частоты переключений настраиваются при помощи входных цепей полупроводниковых реле.Таким образом, предлагаемая система управления инвертором отличается наличиемделителя частоты, промежуточные выходы которого через полупроводниковые ключи подключаются к запускающему входу одновибратора.Полупроводниковые ключи управляютсяпосредством полупроводниковых реле в Функции сигнала управления задающим генератором, и следовательно, его частоты. Сигналы с того или иного выхода делителя частоты могут в зависимости от состояния реле либо шунтироваться замкнутыми ключами, лиоозапускать одновибратор, Одновременно дргнеполупроводниковые ключи, управляемые теми318127 фиа же реле, воздействуя на входные цепи одновибратора, осуществляют соответствующее изменение длительности его импульса, таким образом, чтобы во всем диапазоне регулироУвания соблюдался закон - =сопз 1. Предлагаемое построение системы управления инвертором с ШИМ позволяет значительно улучшить гармонический состав выходного напряжения при глубоком регулировании, Это улучшает условия работы приводного двигателя и элементов силовой схемы инвертора в области нижних частот и обладает сравнительной простотой и универсальностью. Предмет изобретения Система управления регулируемым автономным инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащая задающий генератор, подключенный к делителю частоты с про 6межуточными выходами, пересчетное кольцо,связанное с выходом делителя частоты и свыходом одновибратора с первым и вторымвходами, длительность выходного импульса5 которого обратно пропорциональна величинеуправляющего сигнала по второму входу,ключи, образующие две группы, и полупроводниковые реле частоты, отличающаяся тем,что, с целью улучшения формы кривой выход 10 ного напряжения инвертора при экономичномрегулировании напряжения и частоты в широких пределах, первый вход одновибратораподключен к низкочастотному промежуточному выходу делителя частоты непосредственБ но, а к остальным, - через ключи одной изуказанных групп, и ко второму входу одновибратора подключен омический делитель напряжения с дискретно изменяемым коэффициентом деления, имеющий входы, каждый из20 которых управляется одним из ключей второйгруппы, причем обе группы ключей коммути-руются упомянутыми реле, подсоединеннымик задающему генератору,//азг Редактор В. фельдма Заказ 502/1962 Изд.1372 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб д, 4/5 ип. Харьк, фил. пред. Патент Составитель А. ДулькТехред Л, Евдонов Корректоры Л. Царькова иО, Тюрина