Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1) 6 А 3 Н 02 М 5/22 6 ЛМЮЗВЩИИН 0- ИМ%Ч гг ИД-"-. ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИ 29 технический инсМ.Улащик и Б.И,Ф тельство СССРМ 148, 1975. тельство СССР РАВЛЕНИЯ Н ЕОБРАЗОВАТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УП ЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПР ЕЛЕМ ЧАСТОТЫ(57) Устройство относится к электротехнике, а именно к системам управления однополупериодными непосредственными преобразователями частоты. Цель изобретения -Изобретение относится к электротехнике, а именно системам управления однополупериодными непосредственными преобразователями частоты (НПЧ), и может быть использовано в автоматизированном электроприводе для частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного применения.Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения преобразователя частоты,На фиг,1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - выполнение блока формирования модулирующего напряжения; на фиг.3 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства.Непосредственный преобразователь частоты, состоящий из тиристоров 1-6, вхоулучшение формы выходного напряжения преобразователя, Устройство содержит тиристоры 1-6, сетевые клеммы 1-9, асинхронный двигатель 10, блоки 11-13 формирования синхрониэирующих импульсов, блоки 14-16 импульсно-фазового управления, блок 17 задания напряжения, блок 18 задания частоты, управляемый делитель 19, блок 20 формирования модулирующего напряжения, одновибраторы 21-26, элемент 6 ИЛИ 27, элементы 2 И 28-33 и усилители-формирователи 34-39, Улучшение формы выходного напряжения КПЧ при регулировании угла управления тиристорами достигается за счет поддержания постоянства числа пульсаций сетевого напряжения, поступающих на выход преобразователя в течение единичного состояния модулирующего напряжения, 3 ил. дом подключенный к сетевым клеммам 7-9, а выходом - к асинхронному двигателю 10, Устройство управления (фиг.1) содержит блоки 11-13 формирования синхронизирующих импульсов, блоки импульсно-фазового управления (СИФУ) 14-16, блок 17 задания напряжения и блок 18 задания частоты. управляемый делитель 19, блок 20 формирования модулирующего напряжения, одновибраторы 21-26, элемент 6 ИЛИ 27, элементы 2 И 28-33, усилители-формирователи 34-39,При этом прямые входы СИФУ 14-16 через соответствующие блоки 11-13 формирования синхрониэирующих импульсов подключены к сетевым клеммам 7-9, а вторые входы соединения между собой и подключены к выходу блока 17 заданиянапряжения. Блок 18 задания частоты своими и выходами соединен с входами управляемого делителя 1 У, управляющий вход которого подключен к выходу элемента 6 ИЛИ 27, Вход блока 20 формирования модулирующего напряжения соединен с выходом элемента 6 ИЛИ 21. Выход блока 20 формирования модулирующего напряжения подключен к первым входам элементов 2 И 28-33, при этом вторые входы элементов 2 И 28-29 соединены с выходами СИФУ 14 и входами одновибраторое 21-22, вторые входы элементов 2 И 30-31 - с выходами СИФУ 15 и входами одновибраторов 23-24, а вторые входы элементов 2 И 32-33 - с выходами СИФУ 16 и входами одновибраторов 25-26, Выходы одновибраторов 21-26 подключены к входам элемента бИЛИ 21. Выходы элементов 2 И 28-33 через усилители-формирователи 34-39 подключены соответственно к управляющим электродам тиристоров 1-6,Блок 20 формирования модулирующего напряжения (фиг.2) состоит иэ элемента 2 И 40, двоичного счетчика 41, элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44, элемента И-НЕ 45.При этом выход элемента 2 И 40 соединен с счетным входом двоичного счетчика 41, вход сброса которого подключен к выходу управляемого делителя 19. Выходы счетчика 41 соединены с первыми входами элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44. вторые входы которых подключены к соответствующим (и) выходам блока 18 задания частоты. Выходы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44 соединены с входами элемента И-НЕ 45, выход которого является выходом блока 20 формирования модулирующего напряжения и подключен к первому входу элемента 2 И 40 и к первым входам элементов 2 И 28-33, Второй вход элемента 2 И 40 соединен с выходом элемента бИЛИ 27.На фиг.1-3 обозначены: Хд, Хв, Хс - выходные сигналы блоков 11-13 формирования синхронизирующих импульсов с удвоенной частотой сети; 6 ЬО - выходной сигнал элемента бИЛИ 27; 1 д - выходной сигнал управляемого делителя частоты 19; Ом - модулирующее напряжение на выходе блока 20; Оя, О, Ов, О.в, О.гг, Цс - выходные сигналы СИФУ 14-16; У 1-У 6 - сигналы включения с индексами, соответствующими номерам тиристоров; Оа, Оь, Ос - выходные напряжения НПЧ.Устройство работает следующим образом,На клеммы 7-9 подаются фазные напряжения источника питания Од, Ов, Ос. Блоки 11-13 преобразуют фаэнце напряжения в последовательности синхронизирующих 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 импульсое с удвоенной частотой сети Хд, Хв, Хс (синхроимпульсы формируются в моменты перехода фазных напряжений через ноль) (фиг.З). СИФУ 14-16 на основании входного сигнала от блока 17 задания напряжения и соответствующих входных сигналов Хд, Хв и Хс от блоков 11-13 вырабатывают сигналы О. ОЦв Ц.е О, Ог (фиг.З), которые разрешают включение(при совпадении их единичного состояния с единичным состоянием сигнала Оц) соответствующих тиристоров 1-6.По переднему фронту (О/1) сигналов Ои ОЬ, Ав, Одв, Ог, Ц,содновибраторы 21-26 формируют короткие импульсы, которые суммируются на элементе бИЛИ 27. Импульсы с частотой 61 О с выхода элемента 6 ИЛИ 21 поступают на вход управляемого делителя 19, который формирует выходной импульсный сигнал 1 д с частотой, в М раз меньшей частоты входных импульсов (фиг,З). Коэффициент деления й определяется кодом, поступающим с блока 18 задания частоты на входы управляемого делителя 19 (управляемый делитель частоты может быть построен на основе счетчика с коэффициентом пересчета, задаваемым кодом с выхода блока 18), Выходные импульсы управляемого делителя 19, имеющие частоту 6 ЬО/й, поступают на один из входов блока 20 формирования модулирующего напряжения (вход В двоичного счетчика 41, который служит для установки счетчика в нулевое состояние), На счетный вход С счетчика 41 через элемент 2 И 40 поступают импульсы с частотой 61 О, которые он начинает считать (сигнал Ом при этом равен единице). На вторые входы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44 с выхода блока 18 задания частоты подается код М, сдвинутый вправо на один разряд, Поэтому при четных значениях Й код на входах элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44 принимает значение Н/2, а при нечетных значениях й-(й)/2. Когда на выходах счетчика 41 (на первых входах элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44) код станет равным коду на вторых входах элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 42-44, на их выходах появятся сигналы логыческой единицы, а сигнал О станет равным нулю и, тем самым, он запретит счет импульсов 616. Когда на В-вход счетчика 41 придет единичный импульс 1 д, он возвратит счетчик в исходное нулевое состояние, сигнал О станет равным единице и счет повторится аналогичным образом. В результате. частота сигнала 0 составляет 61 О/й, а относительная продолжительность д единичного значения сигнала Ом определяется при четных значе 1669066ниях й как А -МТ 1/12, при нечетных значениях М - как Л - (й)Т(/12, где Т 1 - период напряжения питающей сети. Частота выходного напряжения преобразователя определяется по формуле (1 о" 11)611 й - 612 т 1 тм т 1 - = - т 1й йВыходные сигналы СИФУ 14-16 Од, Од, Од, О, О г, О,си сигнал О, пройдя через элементы 2 И 28-33 и усилители-формирователи 34-39, обеспечивают включение соответствующих тиристоров 1-6, Выходные напряжения НПЧ Оа, Оь, Ос при этом имеют вид, показанный на фиг,З (выходные напряжения Оа, Оь, Ос изображены для случая 8-10), при этом выходная частота преобразователя 1- 0,411. Прямоугольные и симметрично сдвинутые сигналы О(1)а, О(1)ь. О(1)с, изображенные на фиг.З, имеют частоту, равную частоте основной гармоники выходного напряжения преобразователя.Из диаграммы фиг,З следует, что при синхронизации сигнала О от выходных сигналов СИФУ Ц О, О, Ц О., О с обеспечивается поддержание практически постоянной величины скважности 1 во всем диапазоне регулирования й,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает улучшение формы выходного напряжения ЕПЧ при регулировании угла управления тиристорами за счет поддержания постоянства числа пульсов сетевого напряжения, поступающих на выход преобразователя в течение единичного состояния модулирующего напряжения.Формула изобретения Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, состоящим из трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров, содержащее три блока импульсно-фазового управления, каждый иэ которых имеет прямой и инвертирующий выходы, управляющий и синхрониэирующие входы, каждый из которых через соответствующий блок синхронизации подключен к одной иэ шин питающего трехфазного напряжения, а каждый управляющий вход каждого блока импульсно-фа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 эового управления подключен к выходу блока задания напряжения, блок задания частоты с п-разрядным двоичным кодовы.я выходом, управляющий делитель частоты с одним счетным входом и и выходами управ ления, подключенными к соответствующим выходам разрядов блока задания частоты, блок формирования модулирующего напря. жения, состоящий из двоичного счетчика, элемента 2 И, первый вход которого является входом блока модулирующего напряжения, (и) элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ и (и)-входового элемента И-НЕ, выход элемента 2 И подключен к счетному входу двоичного счетчика, вход сброса которого подключен к выходу управляемого делителя частоты, (п) выходов соответствующих разрядов двоичного счетчика соединены с первыми входами (п) элементов РАВНО.ЗНАЧНОСТЬ, вторые входы которых подключены к соответствующим (и) выходам блока задания частоты, выходы (и) элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены с входами (и)-входового элемента И-НЕ, вь:ход которого является выходом блока формирования модулирующего напряжения и под.ключен к второму входу его элемента 2 И, а также к первым входам шести элементов 2 И, вторые входы каждой пары которых подключены к прямым и инвертирующим выходам соответствующего блока импульсно-фазового управления, выходы каждой пары элементов 2 И через соответствующие им пары усилителей-формирователей подключены к клеммам для подключения управляющих электродов пары тиристоров непосредственного преобразователя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения формы его выходного напряжсния, в него введены шесть одновибраторов и шестивходовый элемент ИЛИ, причем входы каждой пары одновибраторов подключены к прямому и инвертирующему выходу соответствующего блока импульсно-фазового управления, а выходы одновибраторов подключены к входам шестивходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу управляемого делителя частоты и входу блока формирования модулирующего напряжения.1669066и О иСоставитель Е.Калинкин едактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишине каз 2659 Тираж 37+ Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага