Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией

И) 2 М 7/4 7 фщ,Ф%о СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ, ИЗОБР И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР Р 987782, кл. Н 02 М 7/48, 1983.Авторское свидетельство СССР Р 1348974, кл. Н 02 М 7/48, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ С ПБРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и используется при построении устройств для управления трехфазными мостовыми инверторами напряжения, обеспечивающими формирование кваэисинусоидального тока путем широтно-нм" пульсной модуляции, Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства и повышение коэффициента использования напряжения источника питания. Устройство содержит блок 1 управления и три идентичных канала 2-4 задержки,1 каждый из которых включает два формирователя 5, 6 импульсовэлемент 2 ИЛИ7, одновибратор 8, два элемента И 9,10, входами соединенных с выходом одновибратора 8 и входом канала 2-4 непосредственно или через инвертор 11,В отличие от известного блок 1 управления снабжен тремя дополнительнымивходами для подачи сигнала обратнойсвязи по выходному току инвертора итремя дополнительными выходами. Элементы И 9, 10 выполнены трехвходовыми, а каждый канал 2-4 задержки снабжен вторым инвертором 13 и компарато"ром 12, входом подключенным к дополнительному выходу блока 1 управления,а выходом - к третьему входу второго 9элемента И 10, к входу формирователя6 импульсов и к входу инвертора 13,выход которого подключен к третьемувходу первого элемента И 9 и первогоформирователя 5 импульсов. Устройствобеспечивает устранение сквоэнык токов при максимальном быстродействиисистемы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления трехфазными мостовыми инверторами, формирующимр ток синусоидальной Формы путем широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для исключения в них сквозных токов.целью изобретения является увеличение быстродействия устройства и повышение коэффициента использования напряжения источника питания.На фиг,1 дана Функциональная электрическая схема устройства, на Фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства," на фиг,З - Функциональная сХема блока формирования импульсов управления,Устройство содержит (Фиг.1) блок 1 формирования импульсов управления, на входы которого. подаются сигналы .обратной связи по выходному току соответствующей фазы трехфазного инвертора с широтно-импульсной модуляцией, и три идентичных канала 2-4 задержки, каждый из которых содержит по два Формирователя 5 и 6 коротких импульсов, выходы которых подключены через логический элемент ИЛИ 7 к выходу одНовибратора 8. Выход одновибратора 8 соединен с первым входом логического элемента И 9 и первым входом логичесКого элемента И 10, Второй вход эле. мента 9 соединен с первым входом канала задержки через инвертор 11, вто рой вход элемента 10 подключен к перВому входу канала задержки непосредственно, Первые входы каждого из каНалов задержки подключены к соответствующим выходам блока 1, на которых присутствуют импульсные сигналы на Переключение силовых ключей трехфазйого мостового инвертора, Вторые входы каналов задержки подключены к соответствующим выходам блока 1, на которых присутствуют аналоговые сигналы напряжения задания тока для каждой из Фаз (например, синусоидальные), которые отрабатываются за счет переключения силовых ключей трехфазного мостового инвертора. Кроме того, каждый из каналов задержки содержит компаратор 12, вход которого соединен с вторым входом канала задержки, а выход подключен к входу второго инвертора 13, входу формирователя 6 и третьему входу элемента 10. Выход инвертора 13 соединен с входом Формирователя 5 и третьим входом элемента 9. Выходыэлементов 9 и 10 служат для подключения к управляющим входам силовых ключей соответствующей Фазы трехфазного мостового инвертора.В состав блока 1 Формирования импульсов управления для асинхронного электропривода с Фазотоковым управлением (фиг.З) входят генератор 14 трехфазных синусоидальных сигналов, формирующий симметричную трехфазную систему напряжений задания выходных то" ков трехфазного инвертора, т.е. тока нагрузки, генератор 15 несущего сигнала (имеющего Форму равнобедренного треугольника с равными амплитудами сигналов положительной и отрицательной полярности), суммирующие усилители 16 - 18 и компараторы 19 - 21,10 15 имеющие симметричный гистерезис+Б к 20 Рассмотрим принцип действия устройства для управления трехфазным мостовым инвертором на примере формирования сигнала управления ключами фазы А. Синусоидальный сигнал задания Бррвыходного тока трехфазного инверторапоступает с генератора 14 на первый вход суммирующего усилителя 1630 (фиг.4). На второй вход этого усилителя поступает в противофазе синусоидальный сигнал обратной связи по току 1 с А (на фиг.2 показана его основная гармоника или "гладкая" составляющая) с датчика выходного тока Фазы А трехфазного инвертора. Усиленная в блоке 16 разность сигналов задания и обратной связи (0 ) подается на первый вход компаратора 19,на второй его вход поступает несущий до сигнал с генератора 15 (16 ых 14Полярность суммы модулирующего инесущего сигналов ЮВЫх М+ 1 еь 1 х 1 ф превышающей положительный или отрица тельный поРогИ сРабатываниЯ +БГ К,определяет уровень выходного сигналакомпаратора 19 (логические "0" или;"1"), являющегося входным управляющим сигналом П,хдля канала 2 задержки Фазы А трехфазного.инвертора. На второй вход канала 2 задержки поступает с блока 1 Формирования синусоидальный сигнал задания Ув д .(Уд) выходного тока фазы А трехфазного инвертора.Компаратор 12 представляет собой 55нуль"-орган и пресбразует синусоидальный сигнал в одноголярные прямоугольные импульсы Б со скважаостью 2, Переключение компаратора происходит25 30 35 40 50 55 5 165в моменты перехода его входного напряжения Бхчерез нулевое значение(моменты времени с, , и Снафиг,2), причем при положительной полярности входного напряжения на выходе компаратора 12 присутствует сигнал логического "О", при отрицательной полярности - сигнал логической1 1 11Формироват ели 5 и 6 вырабатываюткороткие прямоугольные импульсы ( порядка 1 - 2 мкс) напряжения по з аднему и переднему Фр онтам выходных импульсов 0компаратор а 1 2 . На выходеэл емента 7 имеет место последовательность импульсов Б , частота которыхопределяется частотой син у соидального напряжения Бвх А 2Одновибратор 8 преобразует выходные импульсы 0 в прямоугольные импульсы Б заданной длительности, выбираемой исходя из условия исключениярежима сквозных токов в силовых ключах Фазы А инвертора. Выходные импульсы компаратора 12 и инвертора 13 блокируют прохождение импульсов управлениЯ С А и их инвеРсньп БхА, навремя, равное половине периода напряжения Б вна втором входе каналазадержки, причем при положительнойполярности этого напряжения импульсыуправления проходят .только на выходэлемента 9, при отрицательной полярности - только на выход элемента 10.За счет этого на интервалах времени,для которых (Ь А) ) О, разрешаетсяработа лишь одного из двух силовыхключей фазы А инвертора, т.е. в принципе исключается возможность появления сквозных коротких замыканий в силовых ключах инвертора, Исключениесквозных коротких замыканий при переходе напряжения Бь А,2 через нулевоезначение обеспечивается блокировкойпрохождения импульсов через элементы9 и 10 выходными импульсами 08 одновибратора 8, в результате чего передний фронт первого импульса на выходеэтих элементов, определяющий моментоткрывания силового ключа в фазе Аинвертора, может появиться лишь черезинтервал времени задержки о = "оьЛ Лпо отношению к фронту выходного импульса Б 1 компаратора 12 (моментывремени 1,и С на фиг.2),1Таким образом, в предлагаемом устройстве длительность задержки на включение силовых ключей инвертора опредеч 951 6 ляется для каждой фазы длительностьювыходного импульса одновибратора соответствующего канала, причем в отличиеот известных устройств эта задержка 5формируется лишь дважды за период модулирующего напряжения в моменты перехода его через нулевое значение,что обеспечивает повышенное быстродействие при отработке управляющихсигналов с блока .1 Формирования импульсов управления.Использование данного изобретенияпозволит реализовать простое и надежное в работе устройство, обеспечиваю"щее исключение режима сквозных токовв мостовых инверторах с БИИ при максимальных значениях быстродействиясистемы управления и коэффициента использования источника входного силового напряжения. Формула изобретения Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором с широтнО-импульсной модуляцией, содержащее блок формирования импульсов управления с тремя выходами, соединенными с соответствующими входами трех каналов задержки, каждый иэ которых включает два формирователя импульсов, выходыкоторых подключены через элемент 2 ИЛИк входу одновибратора, первый и второй элементы И, первые входы которыхсоединены между собой и подключены квыходу одновибратора, второй входпервого элемента И соединен с входомканала задержки через инвертор, второй вход второго элемента И подключенк входу канала задержки непосредственно, а выходы элементов И использованы как выходы канала устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства и повышения коэффициента использования напряжения источника питания, блок формирования импульсов управления снабжен тремя дополнительньии входами для поцачи сигналов обратной связи по выходному току трехфазного инвертора и тремя дополнительными выходами, упомянутые элементы И выполнены трехвходовыми, а каждьп канал задержки снабжен вторым инвертором и компаратором, входом подключенным к. соответствующему дополнительному выходу блока формированияимпульсов управления, причем выходкомпаратора соединен с третьим входомвторого элемента И, входом второгоФормирователя импульсов и входом вто-.рого инвертора, выход которого подключен к входу первого формирователяимпульсов и третьему входу первогоэлемента И.1654951 Составитель А.Чесноковратилло Техред Л,Сердокова орректор А. Обруча Редак Заказ 1958 Тираж 393 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул.