Устройство для управления трехфазным транзисторным инвертором

(19) (1 02 М 7 48 ЕТЕН апОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления инверторами с широтноимпульсной модуляцией выходного н ряжения, Целью изобретения является повышение надежности. На выходах дешифратора формируются импульсы, продолжительность каждого из которых соответствует интервалу модуляции. Трехканальный коммутатор осуществляет распределение сформированных импульсов. В блоке осуществляется формирование низкочастотных и высокочастотных импульсов управления для транзисторов каждой фазы инвертора. Последовательности симметричных низкочастотных импульсов вырабатываются тремя Т-триггерами. Последовательности высокочастотных импульсов, модулированные по синусоидальному закону, 3 вырабатываются тремя К-Б-триггерами. 2 ил,1288367 Устройство содержит генератор 1 15импульсов, пятиразрядный счетчик 2импульсов, 12-канальный распределитель 3 импульсов, состоящий из последовательно включенных четырехразрядного счетчика 4 и дешифратора 5 с 20двенадцатью выходами 6,1-6.12, являющимися одновременно выходами всегораспределителя 3, дешифратор 7 свыходами 8 и 9, 1-96, трехканальныйкоммутатор 10, содержащий в каналахэлементы И 11, 1-11. 12, 12,1 - 12,1213, 1-13, 12 и элементы ИЛИ 1 4-16,блок 17 распределения и Формированияимпульсов управления с входными триггерами 18-23, причем триггеры 18, 20 3 Ои 22 - К"Я-типа, а триггеры 19, 21и 23 - Т-типа, элементами И 24-35,элементами ИЛИ 36-41 и усилителями42-47 мощности, выходы которых являются выходами блока 1. Генератор 1,счетчик 2 и распределитель 3 включеныпоследовательно. Входы дешифратора 7соединены с выходами счетчика 2, Первые входы элементов И трехканальногокоммутатора подключены к выходам 406, 1-6. 12 распределителя 3. Вторыевходы элементов 11.1-11,6 и 11.71 1. 12 подключены соответственно к выходам 9,1-9.6 и 9.6-9,1,дешифратора 7. Вторые входы элементов 12.1 и 512.2, 12.3-12.8, 12.9-12.12 подключе"ны соответственно к выходам 9.5 и 9,6,9,6-9,1,и 9,1-9.4 дешифратора 7. Вторые входы элементов 13.1-13,4, 13.51310, 1311 и 13.12 подключены квыходам 9.4-9. 1, 9. 1-9,6 и 9.6 и 9.5дешифратора 7. Входы элементов 14-16соединены с выходами элементов И соответственно, Т-входы триггеров 19,21 и 23 соединены соответственно с 55выходами 6.12, 6.8 и 6.4 распределителя 3, Б-входы триггеров 18, 20 и 22соединены с (и/2+1)-м входом 8 дешифратора 7, а К-входы этих триггеров -Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазными инверторами с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, выполненными на основе трех однофазных инверторов,Цель изобретения - повышение надежности устройства.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства для управления трехфазным инвертором для п=12; на Фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу,с выходами элементов 14-16. Первые входы элементов 23, 27 и 25, 26 подключены соответственно к первому и второму выходам триггера 18, первые входы элементов 28, 31 и 29, 30 соответственно к первому и второму выходам триггера 20, первые входы элементов 32, 35 и 33, 34 - соответственно к первому и второму выходам триггера 22, Вторые входы элементов 24, 26 и 25, 27 соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера 19, вторые входы элементов 28, 30 и 29, 31 -соответственно с первым и вторым выходами триггера 21, вторые входы элементов 32, 34 и 33, 35 - соответственно с первым и вторым выходами триггера 23. Входы элементов 36 подключены к выходам элементов 24, 25, входы элемента 37 - к выходам элементов 26 и 27, входы элемента 38 - к выходам элементов 28 и 29, входы элемента 39 - к выходам элементов 30 и 31, входы элемента 40 - к выходам элементов 32.и 33, входы элемента 41 - к выходам элементов 34 и 35. Входы усилителей 42, 44 и 46 соединены с выходами соответственно элементов Зб и 37, 38 и 39 и 40 и 41. Входы усилителей 43, 45 и 47 подклю-, чены к выходам соответственно триггеров 19, 21 и 23. Выходы усилителей 42 и 47 мощности соединены с базовыми цепями транзисторов инвертора, 1Устройство работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает на своем. выходе последовательность импульсов с частотой Г, кратной частоте Й синусоидального напряжения на выходе инвертора. Счетчик 2 в процессе своего функционирования осуществляет деление частоты й на 32. Счетчик 4 имеет коэффициент счета, равный 12, На выходах 6,1-6.12 дешифратора 5 распределителя 3 последовательно Формируются импульсы 0 1 -Б 6, (Фиг. 2 Я), продолжительность каждого из которых соответствует интервалу модуляции Т . Общая продолжительность двенадцати интерваловсоответствует полупериоду Т /2 выходного напряжения инвертора.Счетчик 2 делит интервал т, на 32 части. Дешифраторв принципе имеет 32 выхода, однако для процесса формирования импульсов управления используются (и/2+1)-й тактовый вы 1288867ход 8, сигнал на котором совпадает сначалом интервала 3 , и шесть модуляционных (промежуточных) выходов9.1-9.6. Определение номеров дешифрации последних производится путемподбора шести натуральных чисел, отличающихся друг от друга в порядкеследования по синусоидальному закону.В частности, если амплитуду выходного синусоидального напряжения характеризует число "32", соответствующееемкости счетчика 2, то номера выходов 9,1-9.6 дешифратора 7 должны бытьвыбраны в следующем порядке: 4, 12,19, 25, 29, 31. Использование в дешифраторе 7 модуляционных выходов9.1-9,6 с такими порядковыми номерамиобеспечивает возможность Формированияв течение каждого из двенадцати интервалов Т шести интервалов от начала Юинтервала с до моментов появления импульсов на соответствующих выходахдешифратора 7, длительности которыхсоотносятся между собой по синусоидальному закону (Фиг. 2 о). С помощью 25коммутатора 10 осуществляется распределение импульсов, сформированных дешифратором 7, по интервалам оформируемым на выходах распределителя 3. При этом синусоидальный характер приобретает уже изменение длительностей от начала интервала до импульса дешифратора 7 от интервала кинтервалу в течение полупериода каждой из трех фаз выходного напряжения 35инвертора.Такая модуляция. сигналов обеспечивается описанным подключением входов элементов И трехканального коммутатора к выходам распределителя 3 40и дешифратора 7.В блоке,17 осуществляется формирование низкочастотных и высокочас ,тотных импульсов управления для тран, зисторов каждой из фаз инвертора. Последовательности симметричных низкочастотных импульсов Б, Бэ, Паз . (Фиг.2 1, ) вырабатываются триггерами 19, 21, 23, на Т-входы которых поступают сигналы соответственно с выходов 6.12, 6.8 и 6.4 распределителя 3, чем обеспечивается 120 -ный Фазовый сдвиг между Фазами. Длительность каждого из низкочастотных импульсовуправления соответствует полупериоду 55 Тг/2 выходного напряжения инвертора, Последовательности высокочастотныхимпульсов 08, Уо, П,(фиг2 е,ж)модулированные по синусоидальному закону, вырабатываются триггерами 18, 20, 22, устаавливаемые всигналами с тактового выхода 8 дешифратора 7 (первого по номеру дешифратора), сброс триггеров 18, 20 и 22 обеспечивается сигналами с выходов соответственно элементов 14-16. С помощью элементов 24-35 и 36-41 производится распределение фазных последовательностей высокочастотных импульсов Плз, Б о, П по полупериодамнизкочастотных импульсов 01,П э с образованием в конечном счетедвухполупериодных псевдосинусоидальных сигналов. Усилители 42-47 помимо усиления сигналов управления обеспечивают гальваническую развязку всех управляющих цепей,Усиленные низкочастотные сигналы с выходов усилителей 43, 45 и 47 используются для управления транзисторами инвертора, формирующими полуволны выходного напряжения. Усиленныевысокочастотные сигналы с выходовусилителей 42, 44 и 46 обеспечивают управление транзисторами, обеспечивающими модуляцию выходного напряжения.Предлагаемое устройство отличается сравнительно простой конструкцией, выполняется на типовых логических элементах, обеспечивает автоматическую Фазировку при включении, что повышает его надежность при эксплуатации, и, кроме того, позволяет осуществлять пофазную стабилизацию выходного напряжения.Формула изобретенияУстройство для управления трехфазным транзисторным инвертором, содержащее последовательно включенные генератор импульсов, счетчик импульсов и и-канальный распределитель импульсов, где и = 6 К, К = 1, 2, 3 дешифратор сп/2 выходами, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, трехканальный коммутатор, каждый канал которого содержит и элементов И, входы которых являются входами трехканального коммутатора, выходы всех элементов И в каждом канале соединены с входами элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами трехканального коммутатора, трехканальный блок распределения и формирования импульсЬв управления с шестью входными триггерами, выходы5 1288867 6блока распределения и формирования и/6 (и/6+1)2/Зп и (2/Зп+1)п импульсов управления являются выхо- элементов И второго канала коммутатодами устройства, первый вход каждого ра подключены соответственно к (и/3+ из и элементов И каждого канала трех- +1)п/2, и/21 и 1 п/3 выходам канального коммутатора соединен с 5 дешифратора, вторые входы 1, п/3, соответствующим выходом распредели- (и/3+1)5/6 п и (5/6 п+1) п элетеля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ментов И третьего канала коммутатора что, с целью повышения надежности, подключены соответственно к и/31, дешифратор снабжен (и/2+1)-м тактовым 1 п/2 и и/2 (и/3+1) выходам девыходом, в качестве входных триггеров "О шифратора, Т-вход Т-триггера канала каждого канала трехканального блока блока распределения и формирования распределения и Формирования импуль- импульсов управления соединен соотсов управления используются К-Б-триг- ветственно с и, 2/Зп или и/3 выходом гер и Т-триггер, вторые входы 1 п/2 распределителя импульсов, Б-вход кажи (и/2+1)п элементов И первого 1 э дого К-Я-триггера соединен с (и/2+1) канала коммутатора подключены соот- выходом дешифратора, а К-вход каждо ветственно к 1 п/2 и и/21 выхо- го К-Б-триггера соединен с, выходом дам дешифратора, вторые входы 1 соответствующего канала коммутатора.1288867 но Редактор А. Коз Корректор Е. Сирохм з 7822/56 ираж 68 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб;, д. роизводственно-полиграфическое предприятие,город,оектная,2 Ъь О ставитель В.хред А,Кравчук