Устройство для управления -фазным автономным инвертором напряжения

) (И ЗОН 0 Т СССР ТНРЬП у выоровынеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспортаим. М.И.Калинина(56) 1. Калашников Б.Е. и др. Системы управления автономными инверторами. М., "Энергия", 1974. 2. Авторское свидетельство СССРР 714619, кл, Н 02 Р 13/16, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯВ"ФАЗНЫМ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее задающий генератор,одним выходомсоединенный с первыми -разрядным счетчиком на триггерах,который 2 п логическими выходами подключен к одним входам основного дешифратора, прямым выходом (и) -готриггера - с выходным каскадом несдвигаемой последовательности, выходной каскад сдвигаемой последовательности импульсов, второй счетчик 2 плогическими выходами соединенный сдругими входами основного дешифратора, фазосдвигающий блок, содержащийэлементы И-НЕ, ИЛИ, два элемента И,причем первый выход основного дешифратора подключен к одному входу элемента И-НЕ, другой вход которого сое.динен с первым выходом блока управле.ния, второй выход которого соединенс одним входом первого элемента И,к другим входам которого подключенывторой выход задающего генератора,второй вход основного дешифратора,выход элемента И-НЕ, соединенный содним входом второго элемента И, дру.гой вход которого подключен к первому выходу задающего генератора, выходы упомянутых элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу второго счетчика о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения в -фазного автономного инвертора напряжения, оно снабжено кольцевым распределителем несдвигаемых последовательностей, 11 распределителями сдвигаемых последовательностей на элементах И и элементе ИЛИ, триггером, дополнительным дешифратором на элементах И, причем кольцевой распределитель несдвигаемых последовательностей, содержащийтриггеров, входом соединен с прямым выходом и-го триггера первого счетчнка и своими 1-логическими Е выходаьж подключен кодним входамэлементов И в распределителей сдви Цф гаемой последовательности, а другие входы упомянутых элементов И соеди- Ъаю нены попарно и подключены к выходам элементов И дополнительного дешифра тора, причем входы первого элемента И дополнительного дешнфратора подключены к прямому выходу (и -1) -го триггера и ннверсным выходам (ь) - Ъеюф го я (о -31-го триггеров второго счет Сф чика, а входы второго элемента Ик инверсным выходам (ь -11-го и(п) - Ф го триггеров и прямому выходу (и) - ф го триггера второго счетчика, выходы (а упомянутых 1 элементов И каждого из распределителей сдвигаемой последо- ( А) вател. ности подключены к входу элемента ИЛИ, который соединен с первыми входами двух элементов И, выходы которых подключены к выходному кас- ВЭф каду сдвигаемой последовательности импульсов, вторые входы элементов И подключены к прямому и инверсномходам триггера, счетный вход котго соединен с первым логическимходом кольцевого распределителясдвигаемой последовательности.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления многофаэным автономным инаертором напряжения.Известно устройство для управления автономными инверторами, содержащее задающий генератор, делительчастоты, пересчетное кольцо, одновибратор, омический делитель напряжения,, полупроводниковые реле, дешифратор,полулроводниковые ключи. устройство 10позволяет формировать выходное напряжение автономного инвертора, состоящее из импульсов равной длительности, и осуществлять его широтное регулирование путем изменения длитель-ноотей импульсов на равные интервалы 11,Недостатком устройства являетсязначительное искажение формы выходного напряжения автономного инвертора,что вызывает необходимость установки на его выходе фильтр-устройствзначительной мощности.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство управления тиристорнымпреобразователем, содержащее задающий генератор, сдвигающее устройство,,дешифратор, выходные каскады сдвигаемой и несдвигаемой последовательностиимпульсов,два счетчика, причем с целью.Зуправления и-фазным преобразователемкаждый последующий триггер в счетчиках после первого соединены соответственно с прямым или инверсным выходомтриггеров предыдущего разряда. Выход ное фазное напряжение преобразователя представляет собой последовательность одноуровневых импульсов равной длительности. Регулирование выходного напряжения инвертора осуществляет ся широтным способом путем изменения длительностей формирующих выходные кривые импульсов на равные интервалы 2.Недостатком указанного устройства с; является плохой гармонический состав выходного напряжения инвертора, которое содержит интенсивные гармоники низкого порядка, что приводит к росту мощности выходных фильтров и к ухудшению технико-экономических показателей преобразователя.Цель изобретения - улучшение гармонического состава выходного регулируемого напряжения в -фазного авто-,. номного инвертора напряжения.Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее задающий генератор, одним выходом соединенный с первым и -разрядным счетчиком на триггерах, который 2 п логическими выО кодами подключен к одним входам основного дешифратора, а прямым выходом (и-го триггера - с выходным каскадом несдвигаемой последовательности, выходной каскад сдвигаемой последова тельности импульсов, второй счетчик, 2 й логическими выходами соединенный с другими входами основного дешифратора, фаэосдвигающий блок, содержащий элементы И-НЕ, ИЛИ, даа элементаИ, причем первый выход основного дешифратора подключен к одному входу элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с одним входом первого элемента И, к другим входам которого подключены второй выход задающего генератора, второй вход основного дешифратора, выход элемента И-НЕ, соединенный с одним входом второго элемента И, другой вход которого подключенк первому. выходу задающего генератора, а выходы упомянутых элементов Исоединены с входами элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу второго счетчика, снабжено кольцевым распределителем несдвигаемых последовательностей,в распределителями сдвигаемых последовательностей на элементах И и элементе ИЛИ, триггером, дополнительным дешифратором на элементах И, причем кольцевой распределитель несдвигаемых последовательностей содержащийтриггеров, входомсоединен с прямым выходом П -го триггера первого счетчика и своими-логическими выходами подключен к однимвходамэлементов И щ распр делителей сдвигаемой последовательности, а другие входы упомянутых элементов И соединены попарно и подключены к выходам элементов И дополнительного дешифратора, причем входы первогоэлемента И дополнительного дешифратора подключены к прямому выходу(п -11 - го триггера и инверсным выходам(ьвго и (и -31-го триггеров второго счетчика, а входы второго элемента И к инверсным выходам (и -1-го и(п- го триггеров и прямому выходу(ь- го триггера второго счетчика, кроме того, выходы упомянутыхэлементовИ каждого из распределителей сдвигаемой последовательности подключены квходу логического элемента ИЛИ, который соединен с первыми входами двух дополнительных элементов И, выходы которых подключены к выходному каскаду сдвигаемой последовательности импульсов, вторые входы элементов И подключены к прямому и инверсному выходам триггера, счетный вход которого соединен с первым логическим выходом кольцевого распределителя несдвигаемой последовательности.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг, 2 - времен ные диаграммы, характеризующие работу отдельных узлов устройства при 1=6; на фиг. 3 - структурная схема устройства с конкретной реализацией фазосдвигающего блока б.Структурная схема устройства(Фиг. 1) содержит задающий генератор1, соединенный первым выходом с входом первого двоичного и -разрядногосчетчика 2, имеющего 2 и логическихвыходов и прямых и п инверсных ), с 5помощью которых он подсоединен к первому дешифратору 4. Кроме того,второй выход задающего генератора 1соединен с Фазосдвигающим блоком 6,причем каскады несдвигаемой последовательности и сдвигаемой последовательностей 7 и 8, распределительнесдвигаемой последовательности 9,дополнительный дешифратор 10 подключены к распределителю сдвигаемой последовательности 11. Распределительнесдвигаемой последовательности 9 состоит из триггеров 12-15 и подключен кдополнительному триггеру 16.Дополнительный дешифратор 10 состоит из эле- Оментов И 17 и 18. Распределитель 11состоит из элементов И 19-22, подключенных через элемент ИЛИ 23 к однимвходам элементов И 24 и 25, к другимвходам которых подключен распределитель сдвигаемой последовательности26. Фазосдвигающий блок 6 состоит изэлементов И-НЕ 27, элементов И 28и 29, элемента ИЛИ 30.Устройство работает следующим образом.30Задающий генератор 1 подает импульсы на вход счетчика 2, которыйпонижает частоту следования его импульсов в 2 , где п - количествотриггеров счетчика. 2. С выходап) - 35го триггера счетчика 2 сигналы подаются на выходной каскад 7 несдвигаемой последовательности, а с выходаП-го триггера - на кольцевой распределитель 9 несдвигаемой последователь Оности. С прямых выходов триггеров12-15 распределителя 9 поступают им"пульсы, сдвинутые относительно другдруга на интервал времени, равный8 2, где 1 эь - период выходного 45найряжения автономного инвертора,управляемого предлагаемым устройством. Для случая, когда=6, выходныесигналы триггеров распределителяпредставлены на Фиг. 2, а -. Частоту выходного напряжения инвертора задает триггер 16, переключающийся поререднему фронту сигналов, снимаемыхс прямого выхода первого триггера 12распределителя 9. Передние фронты выходных импульсов К элементов И 17и 18 дешифратора 10 сдвинуты относительно заднего фронта каждого иэвыходных импульсов распределителя 9на временные интервалы с,-с.В общемслучае дешифратор 10 имеет К элемен- ФОтов И,передние фронты выходных импульсов которых сдвинуты относительнозаднего Фронта каждого извыходных импульсов распределителя 9 на временныеинтервалыФ-С ,Для случая, когда К 3 65 и =6, выходные импульсы дешифратора 10 показаны на фиг. 2, д -ж, а временные сдвиги передних Фронтов этих импульсов относительно задних фронтов импульсов распределителя 9 обозначены;1, 1, З . Устройство содержит м распределителей 11 и 26, сдвигаемых сигналов, где ю- число Фаэ автономного инвертора, каждый иэ которых на основании информации с распределителя 9 распределяет сигналы дешифратора 10 по двум каналам. Причем сигналы первого канала, снимаемые с элемента И 24 каждого из распределителей сдвигаемой последовательности, позволяют Формировать положительную полуволну выходного напряжения инвертора, а сигналы, снимаемые с элемента И 25 - отрицательную полуволну. Выходные сигналы распределителя 11 для случая К=З, 1 =б представлены на фиг. 2, з,и , а форма выходного фазного напряжения - на Фиг. 2, к . В предлагаемом устройстве минимальные временные интервалы 1-к соответствуют случаю, когда , -е триггеры счетчиков 2 и 3 переключаются одновременно. Минимальные временные интервалы Ь,-1 к задаются способом подключения элементов И дешифратора 10 к выходам триггеров счетчика 3. Причем указанные минимальные интервалы выбираются такими, чтобы длительности импульсов, формирующих выходную кривую автономного кнвертора (фиг. 2, к 1, модулировались по синусоидальному закону. Увеличение фазового сдвига между импульсами и-ых триггеров счетчиков 2 и 3, осуществляемое блоком б по разрешающему сигналу на первом выходе управляющего блока 5, приводит к увеличению временных интервалов 1-1 к на равныевременные отрезки. Фиксация нулевогофазового сдвига между моментами переключения и-ых триггеров счетчиков 2 и 3, соответствующего минимальному уровню выходного напряжения автономного инвертора, и максимально допустимого сдвига, когда 1 к =к=Ть/2а уровень выходного напряжения макси-мальный., осуществляется дешифратором 4 путем подачи запрещающего сигнала на сдвигающий. блок б. Уменьшение фа" эового сдвига между импульсами и -ых триггеров счетчиков 2 и 3 осуществляется по разрешающему сигналу на втором выходе управляющего устройства, Количество ступеней регулирования выходного напряжения зависит от числа разрядов ь счетчиков и определяется требованиями, предъявляемыми потребителем к преобразователю и его устройству управления.Число триггеровв распределителе несдвигаемых сигналов определяется требуемым качеством выходного напряжения инвертора. С увеличением