Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 9) (И) 51)5 Н 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ П 1 НТ СССР 7/24-0987(56) Авторское свидетельство СССР )1. 1019579, кл. Н 03 В 27/00, 25.03.8Авторское свидетельство СССР 9 1288892, кл. Н 03 В 27/00, 17,12.84 (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ТРЕХФАЗНЫХ СГНУСОИДАЛЬНЬЗХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - получение плавной регулировки фазы выход ного напряжения (ВН) и расширение диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды ВН при регулировании фазы. Цифровой г-р трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок 1 управления, г-р 2 переменной частоты, реверсивный счетчик 23, блоки 4 и 5 постоянного запоминания, ЦАП 6-9, сумматоры 10- 16, управляемые источники 17 и 18 опорного напряжения, блок 19 коррекции (ВК) амплитуды и ннверторы 20 и 21. Данное выполнение цифрового г-ра позволяет ему работать в одном из четырех основных режимов: регулирование частоты ВН при постоянной его амплитуде, регулирование амплитуды ВН при гостоянной частоте, регулирование фазы ВН при постоянных частоте и амплитуде, при этом д.б, использован ВК 19; регулирование фазы и амплитуды ВН при постоянной частоте, при этом БК 19 отсутствует. Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота ВН за счет изменения напряжения на первом выходе блока 1 управ-,Ц = -( - Ц соя Ь 1 Й . ПЦ = -( - Ц совц- - , Ц я 1.по с Ф - Ц яЫсо + - Цсовиное). (3)х2 Изобретение относится к электроехнике, измерительной технике и мо-.жет быть использовано в системах управления электроприводов,5Цель изобретения - получение плавной регулировки Фазы выходного напряжения и расширение диапазона регулирования Фазы и стабилизации амплитудывыходого напряжения при регулировании фазы,11 а Фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема цифрового т енератора трехфазных синусоидальных .сигналов; на фиг,2 " эпюры напряжений, поясняющие его работу,Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок 1управления, генератор 2 переменнойчастоты, реверсивный счетчик 3 первый 20и второй блоки 4 и 5 постоянного запоминания (БПЗ), первый, третий,второй и четвертый цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 6-9, первыйпятьы, второй, седьмой, четвертый,шестой и третий сумматоры 10-16, первыйи второй управляемые 17 и 1.8 источники опорного напряжения, блок 19коррекции амплитуды, а также первыйи второй инверторы 20 и 2130Цифровой генератор трехфазныхсинусоидальных сигналов работает следующим образом,На первом выходе блока 1 вырабатывается сигнал управления частотойгенератора 2, с выхода которого импульсы поступают на вход реверсивного счетчика 3. Сигнал управлениянаправлением счета формируется навтором выходе блока 1 и поступает 40на вход управления реверсивногосчетчика 3, на третьем выходе блока1 вырабатывается сигнал управленияЧетвертый сумматор 14 вычисляет значение напряжения Ц фазы А в соответствии с формулой (1), шестой су а Ор 15 - апряже ия Ц. Фазы С, 55 третий сумматор 1 б предразначен для получения напряжения третьей Фазы В трехфазного синусоидального сигнала(Фиг2 з)амплитудой выходного напряжения, на четвертом выходе блока 1 Формируется сигнал управления фазой выходного напряжения. В первом и втором БПЗ 4 и 5 записаны значения синусоидального сигнала таким образом, что периодическое изменение цифрового кода на выходе реверсивного счетчика 3 приводит к изменению цифровых кодов на выходах первого и второго БПЗ и 5 соответственно по косинусоидальному и синусоидальному законам с одинаковыми периодами (фиг.2 ч)Изменение направления счета реверсивного счетчика 3 (сигнал "Реверс" ) приводит к изменению фазы сигналов на выходах первого и второго БПЗ 4 и 5 на 180 (момент времени , на фиг,2). На выходах первого, третьего, второго и четвертого ЦАП 6-9 сигналы имеют постоянную составляющую (Фиг.2 г, д), которая компенсируется в первом, пятом, втором и седьмом сумматорах 10-13 (Фиг.2 е,ж), Амплитуда постоянной составляющей на выходах первого и второго ЦАП б и 8 определяется выходным напряжением Ц первого управляемого источника 17 опорного напряжения, на выходах третьего и четвертого ЦАП 7 и 9 - выходным напряжением Ц блока 19 или второго упьравляемого источника 18 опорного напряжения Ц, если блок 19 отсутст" вует, Таким образом, на выходах первого, пятого, второго и седьмого сумматоров 10-13 имеем соответственно сигналы Цсовы С, Цсовы , ЦвЫой и Ц я 1.пы:, необходимые для формирования симметричной системы трехфазных синусоидальных сигналов Ц Ц Ь Ц в соответствии с фор- мулами Цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов может работать в одном из четырех основных режимов; регулирование частоты выходного напряжения при постоянной его амплитуде, при этом Ц= сопят, Ц= сопя, регулирование амплитуды выходного напряжения прн постоянной1543534 6блока 19 и О +90 при его наличии,т.е. диапазон регулирования фазыувеличивается в два раза при изменении напряжений Ух и У х в тех жепределах, При наличии блока 19 можнообеспечить плавное регулирование фазывыходного напряжения генератора и вболее широком диапазоне, в том числеи О+350 , Для этого необходимодополнительно обеспечить соответствующее изменение полярности управляющих напряжений Цх и У при переходерезультирующего вектора напряженияна плоскости ХУ из одного квадранта вдругой. Сигналы управления фазой иамплитудой выходного напряжения генератора, поступающие с третьего и четвертого выходов блока 1 управления,20 могут быть как в цифровой,так и в аналоговой формах, что требует соответе ствующей реализации первого и второгоуправляющих источников 17 и 18 напряжения.25 Временные диаграммы работы генератора при скачкообразном изменениисоставляющей Ц от 0 до - У , (третий режим работы генератора) показанна фиг.2 (интервал времени- ).Как видно из временных диаграмм, выходные напряжения фаз А,В,С получаютоприращение фазы +90 Цаааааа х а = агс га - , кагсгд - =о агсйд= + 90о Таким образом, по сигналам с пер вого выхода блока 1 управления осуществляется изменение частоты, с второго выхода - изменение чередования фаз,с т 5 туд налти и поль и 6 ретен мула и частоте, при этом Ц= чаг, Осопзг, регулирование фазы выходного напряжения при постоянных частоте и амплитуде, при этом Ц = чаг, Ц = сопят и в генераторе должен использоваться блок 19 коррекции амплитуды; регулирование фазы и амплитуды выходного напряжения при постоянной частоте, при этом Ц = чаг, Ц= сопя и в генераторе отсутствует блок 19.Кроме того, во втором, третьем и четвертом режимах может одновременно регулироваться и частота выходного напряжения за счет изменения напряжения на первом выходе блока 1 управления.Блок 19 коррекции амплитуды предназначен дпя стабилизации амплитуды ,выходного напряжения генератора при регулировании фазы. В этом режим работы напряжение на четвертом выходе блока 1 управления и, соответственно, выходное напряжение второго управляемого источника опорного напряжения 18 остается постоянными по амплитуде, т,е. У = сопят. ВыходноеУ напряжение Ц" блока 19 коррекции амУ плитуды является функцией выходного напряжения Цх первого управляемого источника 17 опорного напряжения, амплитуда и полярность которого определяют требуемый сдвиг фазы выходного напряжения генератора. Для того, чтобы амплитуда выходного напряжения генератора оставалась постоянной при регулировании фазы, необходимо, чтобы в блоке 19 производилось вычисление скорректированного значения напряжения О в соответствии с выражениемсопя) - И. В качесту к ве одного из вариантов практической реализации блока 19 могут быть использованы последовательно соединенные схемы вычисления разности квадратов и извлечения корня.Наряду со стабилизацией амплитуды выходного напряжения генератора введение в генератор 50 блока,19 позволяет расширить диа пазон изменения фазы выходного напряжения, Например, при изменении на" пряжения Ц в диапазоне Ц = - максимальное значение напряжениядиапазон регулирования фазы у= агсгц - составляет Оф 45 беэох о тьего выхода - изменение фазы,вертого выхода - изменение амплитрехфаэных синусоидальных сигНирокие Функциональные возмож предлагаемого генератора позвол применять его в качестве эталон генератора как в системах управл вентильными преобразователями, изующих метод слежения за эталон сигналом, так и в измерительной 1, Цифровой генератор трехфазньсинусоидальных сигналов, содержащипоследовательно соединенные генератор переменной частоты, вход управления которого соединен с первым выходом блока управления, реверсивный счетчик, первый блок постоянного запоминания, первый цифроаналоговый преобразователь и первый сумматор, последовательно соединенные второй блок постоянного з поминания, вход которого соединен с 10 в ходом реверсивного счетчика, второй ц фроаналоговый преобразователь и второй сумматор, а также третий сумматор, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с водом управления реверсивного счетчика и входом управления первого управляемого источника опорного напряженя, выход которого соединен с входам опорного напряжения первого и вто О рого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами первого и второго с 1 мматоров, отличающийся тм, что, с целью получения плавной рфгулировки Фазы выходного напряжения,25 вбедены последовательно соединенные первый инвертор, вход которого соеднен с выходом второго сумматора,четвертый сумматор и второй инвертор, выход которого соединен с первым вхо О д м третьего сумматора, последовательн соединенные третий цифроаналогов й преобразователь и пятый сумматор, в псод которого соединен с первым вход м шестого сумматора и другим вход м четвертого сумматора, последоват льно соединенные четвертый цифроалалоговый преобразователь и седьмой сумматор, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора а 4 О также второй управляемый источник опорного напряжения, вход которогосоединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматорасоединен с третьим входом шестогосумматора, выход первого инверторасоединен с четвертым входом шестогосумматора, выход которого соединен свторым входом третьего сумматора,выход первого блока постоянного запоминания соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выходвторого блока постоянного запоминания соединен с входом четвертого цифроаналогового преобразователя, выходвторого управляемого источника опорного напряжения соединен с входамиопорного напряжения третьего и четвертого цифроаналоговых преобразова"телей и с другими входами пятого иседьмого сумматоров, а выходы второгоинвертора и шестого сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами цифрового генератора трехфаз-,ных синусоидальных сигналов. 2. Генератор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования фазы и стабилизации амплитуды выходного напряжения при регулировании Фазы,выход второго управляемого источника опорного напряжения соединен с входами опорного напряжения третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей и с другими входами пятого и седьмого сумматоров через введенный блок коррекции амплитуды, другой вход которого соединен с выходом первого управляемого источника опорного напряжения.1543534 Составитель А. Мышакинедактор А. Огар Техред М,Ходаниц КоРРектор М, Максимишинец 8 аз 4 пнсное ираж и ГКНТ СССР оизводствеино-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гагарин ВНИИПИ Государственного к113035, Мо ета по изо а, Ж, Р г етениям и открытияушская наб., д. 4/