Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью

" ДваЙ ЩРУ 1ТУЦч ), ;В6БЭБ)ЦгЕ ИЗОБРЕТЕ ИСА ВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСН х через единены т л и ч с цельюмощностино блокотом ИЛИ,суммирующим и снабжен выходом переполнения, второй счетчик выполненвычитающим и снабжен выходом обнуления, причем выходы обоих счетчиков соединены с входами блокасравнения кодов, выход переполненияпервого счетчика соединен с входомраспределителя импульсов и с первымВходом элемента ИЛИ, второй входкоторого подключен к выходу обнуления . второго счетчика, а выходы блока сравнения кодов и элемента ИЛИсоединены соответственно с В- и К-входами ЕЯ-триггера. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт электродинамикиАН УССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 920992, кл. Н 02 Р 13/30, 1980,2. Авторское свидетельство СССРУ 997227, кл. Н 02 Р 13/20, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ, содержащее задающий генератор, подключенный к входупервого счетчика, высокочастотныйгенератор, подключенный к входувторого счетчика, распределитель импульсов и КЗ-триггер, выходы котовыходной формировательс выходами устройства,а ю щ е е с я тем, что,еньшения установленнойборудования, оно снабжесравнения кодов и элеменервый счетчик выполненИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении непосредственных преобразователей частоты, предназначенных, например, для частотного управления электропрйводами, и для автономных систем электроснабжения.Известно устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, осуществляющее цикли- О ческий алгоритм работы ключей переменного тока,.и состоящее из генератора импульсов регулируемой частоты, выход которого соединен с распределителем импульсов, выходы которого 5 соединены с логическим блоком формирования импульсов управления силовой частьюпреобразователя Я .Недостатком этого устройства является неудовлетворительный состав 20 кривой выходного напряжения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления преобразователем частоты с иепосред. ственной связью, содержащее задаю щий генератор, лодключенный к входу первого счетчика, высокочастотный генератор, подключенный к входу второго счетчика, распределитель импульсов и КБ-триггер выходы 30 которых через выходной формирователь соединены с выходами устройства 12Недостатком известного устройства является возрастание потерь на переключение ключей переменного тока при повышении выходной частоты преобразователя и, следовательно, неравномерный тепловой режим при глубоком регулировании выходнойчастоты.Цель изобретения - уменьшение установленной мощности оборудования.1Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем частоты с непос.редственной связью, содержащее задающий генератор, подключенный к входу первого счетчика, высокочас тотный генератор, подключенный к входу второго счетчика, распределитель импульсов и КБ-триггер, выходы которых через выходной формирователь соединены с выходами устройст 55 ва, снабжено блоком сравнения кодов и элементом ИЛИ, первый счетчик выполнен суммирующим и снабжен выходом переполнения, второй счетчик выполнен вычитающим и снабжен выхоФдом обнуления, причем выходы обоих счетчиков соединены с входами блока сравнения кодов, выход переполнения первого счетчиКа соединен с входом распределителя импульсов и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу обнуления второго счетчика, а выходы блока сравнения кодов и элемента ИЛИ соединены соответственно с Б- и К-вхо" дами КБ-триггера.На фиг. представлена силовая схема преобразователя мостового типа на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью; на фиг,2 " структурная схема устроиства управления; на фиг. 3 - пример выполнения одного из каналов выходного формирователя импульсов; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие .работу устройства управления.Преобразователь частоты (фиг,1) содержит ключи 1-6, образующие мостовую схему преобразователя частоты, па вход которого подключены фазыА, В и С трехфазной питающей сети,а на выход - нагрузка 7,Устройство для управления преоб" разователем содержит задающий генератор 8, вырабатывающий на выходе 9 последовательности импульсов с регулируемой частотой. Выход 9 соединенс суммирующим входом 10 суммирующего счетчика 11, разрядные выходы 12которого соединены с входами 13 блока 14 сравнения кодов, а выход 5 переполнения соединен с одним извходов 16 элемента 17 ИЛИ и с входом 18 распределителя 19 импульсов. Высокочастотный генератор 20 вырабатывает на выходе 21 импульсы стабильной частоты,.поступающие на вход 22 вычитающего счетчика 23, разрядные выходы 24 которого соединены с входами 25, блока 14 сравнения кодов, авыход обнуления 26 соединен с,входом 27 элемента 17.Выход 28 блока 14 подключенк Б-входу 29 триггера 30, К-вход31 которого соединен с выходом 32элемента 17. Шесть последовательностей импульсов с выходов распределителя 19 поступают на входы 33-38 выходного формирователя 39 ииульсов, другие входы 40 и 4 кото" рого подсоединены к прямомуи инверсному выходам. триггера 30, а выходы 42-47 подключены к управляющимвходам полностью управляемых ключей 1-6 преобразователя.Схема фиг,3 реализует,логическую 5функцию 2 И -2 ИЛИ и представляет собой канал выхода 42 выходного форми"рователя 39. Логические функции остальных каналов аналогичны,Устройство работает следующим об- Оразом.Импульсы с выхода 9 задающегогенератора 8, поступая на сумми"рующий вход 10, изменяют значениекода на выходах 12 счетчика 1 5от 0 до 15. Каждый шестнадцатыйимпульс вызывает переполнениесчетчика 11 и импульс с выхода 5переполнения поступает на вход 18распределителя 19, который формирует шесть последовательностей импульсов на выходах 33-38 (фиг,4) дли"отельностью 120 ф, сдвинутых на 60друг относительно друга. Импульспереполнения поступает также на 25вход 16 элемента 7. Импульсы с выхода 21 высокочастотного генерато" .ра 20, .поступая на вычитающий вход 22,изменяют значение кода на выходах 24счетчика 23 от 15 до О. Каждое обну- ЗОление счетчика 23 вызывает появление на его выходе 26 импульса обнуления, поступающего на вход 27элемента 17. Импульсы равенства кодов в счетчиках 11 и 23 с выхода 28 з 5блока 14 и импульсы с выхода 32 элемента 17, поступая соответственноиа входы 29 и 31 триггера 30, формируют на. его выходах 40 и 41 парафаз,иые последовательности импульсов, 40длительность которых изменяется позакону линейной широтно-импульсноймодуляции, На выходах 42-47 выходного формирователя 39 появляютсяимпульсы управления ключами 1-6 45преобразователя. Обозначения диаг-:рамм на фиг. 4 соответствует нумерации выходов на Фиг.2 и 3,1 ассмотрим подробнее Формированиесигналов с линейной широтно-импульсной модуляцией на выходах, триггера 30.На входы 13 и 25 блока 14 непрерывно поступают четырехразрядные" двоичные коды, значения которых либо увеличиваются. с приходом оче редного импульса (для счетчика 11),либо уменьшаются (для счетчика 23). Дискретное изменение значений двоичных кодов, нв выходах 12 счетчика 1 в зависимости от периода следования импульсов задающего генератора 8 и на выходах 24 счетчика 23 представлено на фиг.4 (диаграммы 12 и 24). В момент времени йа значение двоичного кода на выходах 12 счетчи,ка 11 равно О, а на выходах 24 счетчика 23 - 5. В интервале времени йо- й на выходах 42 и 46 уста" новлейы уровни логической единицы, на выходах 43-45,47 " уровни логического нуля и соответственно замкнуты ключи 1 и 5, ключи 2,3, 4 и 6 разомкнуты; к нагрузка 7 прикладывается.линейное напряжение фаз А и В. В момент времени й на выходах 12 счетчика 11 .устанавливается код со значением 3. На выходах 24 счетчи" ка 23 также устанавливается код со значением 3. Блок 14 в момент времени 1 равенства кодов формирует импульс установки триггера 30 в единичное состояние, что вызывает изменение состояния выходов 46.и 47 выходного формирователя 39, и нагрузка 7 подключается к линейному напряжению между фазами С иА, так как замыкаются ключи 1 и 6. В момент времени С импульс с выхода 26 счегчика 23 через элемент 7 устанавливает триггер 30 опять в единичное состояние и к нагрузке 7 в интерва-, ле времени й вновь прикладывается напряжение фаз А и ВЗатем в интервале времени С - С на нагЭ 4 рузке 7 появляется напряжение фаз С и А и т.д. Таким образом, до момента времени с происходит попеРременное чередование на нагрузке 7 напряжений фаз А,В и С,А, причем длительности подключений изменяются линейно.во времени. В момрнт вре мени й 8 происходит переполнение счетчика 11 и с выхода 15 импульс поступает на вход 18 распределителя 19, изменяя состояние еговыходов 32-37; импульс с выхода 15 поступает также через вход 16 элемента 17 на вход 31 триггера 30. С момента времени С 0 на нагрузке 7 происходит чередование напряженийфаз С,А и В,С, так как работают ключи 1,2 и 6 преобразователя. Длительность чередований также линейно изменяется в зависимости от времени.Таким образом, в,течение шести циклов периодических попарных чередова. ний линейных напряжений питающей сети на нагрузке 7 формируется выходноенапряжение, промодулированное по закону линейной широтно"им-. пульсной модуляции. Частота основной гармоники выходного напряжения преобразователя равна разности частот импульсов управления ключами 1-.6 и частоты питающей сети.Частота следования импульсов высокочастотного генератора20 остается постоянной, а частота генератора 8изменяется в за.висимости от требуемой выходной частоты преобразователя так, как потери на,переключения зависят от числа переключенийв единицу времени, а это число практически определяется частотой высо кочастотного генератора 20, котораяне меняется, то потери на ключахостаются неизменными, а следовательно, во всем диапазоне регулированиявыходной частоты тепловой режим 1 Опреобразователя будет равномерным.Таким образом, устройство позволяет обеспечить равномерный тепло-вой режим силовых ключей преобразователя, т.е. исключается необходимость применения дополнительных мердля охлаждения ключей,1127070 составитель В.МироноТехред Т.Маточка Редак 3 Тираж ПИ Государственного к по делам иэобретений и13035, Москва, Ж, Рау писно Филиал П "Па