Устройство для управления автономным инвертором

и 690604 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОУСИОМУ СВМДВТВДЬОЗУ Союз СоеетсеаСоцмалмстмчеоваРжпублнн(22) Заявлено с присоедине (23) Прнорнте 99543/24-0 7,06.77 (21ем эанекн 02 Р 13 Гас ларстввааий анатвтсссрфлам аэвбрвтвеа вткритвй бюллете 53) УДК ог 1.314. ,572 (72) (088.8) ано 05.10 37 опубликования описания 15.10.79 2) Автор, иэобре(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМН ИНВЕРТ ОРОМ, через к управлени етсяуп 29 Изобретение относится к электротехнике, аблизким решением по техническойименно к области управления электрическими достигаемому результату к изобрегенераторами, электродвигателями и преобразо- ется устройство для управления ин.вателями, в частности, управления ннверторами вертором, содержащее датчик, задающий геневысокой частоты при наличии помех, носящих ратор, два коммутатора, шесть элементов сов.случайный характер в различных цепях управле-падения, шесть ключевых каскадов, формирова.тель. распределитель импульсов управления 3 .Известно устройство для управления автоном. Недостатком известного устройства управленым инвертором, содержащее задающий гене- ння является то, что оно не обеспечивает син.ратор,коммутатор,силовыецеикоммутации Я. фаэность работы коммутаторов при сбое одноНедостаткомизвестногоустройстваявляется 16 го иэ коммутаторов, не производится контроль"его сложность. исправной работы тиристоров, что может приИзвестно устройство для управления, содержа- вести к ухудшению аварийного режима, такщее задающий генератор, пересчетное кольцо как импульсы управления продолжают посту.(коммутатор), выходные каскады. Для повы- пать.щения надежности задающий генератор снабжен 1 Целью изобретения является повышение по.вторым выходом оторый осуществля. мехоустойчивости н надежности работы шшерто;ется задержка и е выходными каска. ра,дами 2, Для этого устройство для управления авто.Недостатком известного устройства явля номным инвертором снабжено тремя формирото, что прн наличии сбоев устройство для вателямн, тремя логическими элементами И,равления продолжает управление синовыми и трехвходовыми элементамн И, логическимкоммутирующими цепями и вызывает аврийный элементом НЕ, двумя логическими элементамирежим. .ИЛИ, блоком контроля состОЯния тиристоров,04 3 6906 триггером и блоком формирования импульсов выключения, причем выход задающего генера тора подключен к входам первого и второго логических элементов И, второй вход первого логического элемента И соединен через первый формирователь с шиной "Пуск" а которой так. же соединен первый вход триггера, выход пер. вого логического элемента И подключен к пер. вым входам коммутаторов, к выходу третьего логического элемента И и к входу второго 10 формирователя, выход которого соединен с вто. рым входом второго коммутатора, со входом третьего формирователя и логическим элементом НЕ, выход которого через второй логичес,кий элемент И подключен ко второму входу 15 .первого коммутатора, выход третьего формирователя через первый логический элемент ИЛИ соединенс первым логическим элементом И и трехвходовых логических элементов И, причем все первые входы и трехвходовых логических эле ментов И подключены к одноименным выходам , первого коммутатора, вторые входы этих элемен; тов соединены с выходами блока формирбванияимпульсов выключения, кроме первого логического элемента И, который подключен к п.ому выходу блока формирования импульсов выключения ,через первый логический элемент ИЛИ, а третьивходы и трехвходовых логических элементов И соединены с выходами второго коммутато.ра, смещенными на минус единицу", выходы и трехвходовых логических элементов И подключены к соответствующим выводам для подключения к силовым тиристорным цепям ком. мутации, выходы блока формирования импуль. сов выключения через второй логический эле.мент ИЛИ подключены к третьему входу второ. го коммутатора и через блок контроля состояния тиристоров со вторым входом третьего логического элемента И, первый вход блока формирования импульсов выключения соеди О нен со вторым входом триггера, выход кото.рого подключен к первому входу третьего логического элемента И, а входы блока формирования импульсов выключения соединены с выводами для подключения к силовым тирис торным цепям коммутации.На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит генератор 1, формирова 5 О тель 2, подключенный к логическому элементу И 3, выходом подключенному к формировате. лю 4, подключенному к логическому элементу НЕ 5, выходом подключенному к логическому элементу И 6, формирователь 7, подключенный 5 к логическому элементу ИЛИ 8, и трехвходо вых элементов И 9, коммутаторы 10 - 11, силовые тиристорные цепи 12 коммутации, блок 13 формирования импульсов включения, логичес.кий элемент ИЛИ 14, блок 15 контроля состоя.ния тиристоров, триггер 16, логический элементИ 17.Генератор с частотой 1 представляет собойпреобразователь типа "напряжение. частота". Взависимости от вида и характера нагрузки (раз.личные конструкции магнитострикционного преобразователя) напряжение на входе преобразователя устанавливается или вручную оператором, или автоматически. При этом частота выбирается такой, при которой нагрузка имеетмаксимальный КПД, т. е, отдает наибольшуюакустическую мощность,Максимальная возможная частота задающегогенератора всегда должна быть меньше, чемсобственная частота коммутирующего контура,Формирователь 2 разрешающего потенциалапредставляет собой устройство типа "мультивибратор". Запускается при приходе команды"Пуск". Эта же команда и поступает на уста.новочный вход триггера 16. Формирователь формирует импульс длительностью (1,2 - 1,3) 1/язвТ На первый вход логического элемента И 3поступают импульсы, с периодом следования1/1 з, на второй импульс длительностью Т Огселектированный импульс поступает на запускформирователя 4 и одновременно на первоначальную установку коммутаторов 10 и 11, Коммутатор 10 устанавливается в положение, прикотором на его выходах нет импульсов и первый импульс появится только на первом выходе, когда на второй вход придет импульс с ге.нератора 1 через элемент б,Коммутатор 11 устанавливается в положение (и - 1), Формирователь 4 представляет собоймультивибратор, запускаемый импульсом с элемента 3, Формирователь формирует импульс длительностью ЬТ, Величина ее выбирается исходяиз необходимого времени восстановления температуры структуры и-р переходов тиристоровпри кратковременной перегрузке, на время сра.батывания цепей защиты и времени окончанияпереходных процессов в схемах и элементах,Значение ЬТ должно удовлетворять выраже ниюТ =0,25 (2 к+ 1),где к 3,5,7,9Он же включает генератор 1, Кроме того,значение ЬТ должно быть больше чем Т пуска,что обеспечивает безаварийное повторное включение при случайном сбое,Элемент НЕ 5 формирует запрещающий потенциал па входе элемента И 6 на время фор.мирования формирователем 4 импульса длительностью ЬТ,На первый вход элемента 6 поступают имрульсы с генератора 1, на второй разрешающийпотенциал от элемента 5. Запрещающий потен.5 690604 6циал от элемента 5 формируется только во вреРассмотрим работу устройства.мя действия команды "Пуск" В качестве исходного примем, что числоЗапуск формирователя 7 осуществляется сре- и = 4, импульсы с генератора 1 соответствуютзом импульса ЬТ. формирователь представляет фиг. 2 а, а импульс "Пуск" - . фиг, 2 б,собой мультивибратор и формирует импульс 5 При приходе импульса "Пуск" триггер 16длительностью -0,5 1/тэ, который является ими. выдает на элемент И 17 запрещающий потентацией срабатывания и-й цепи коммутации 12, циал н отключает блок 15 контроля, Одновре.в момент пуска. менно формирователем 2 формируется импульсНа первый вход элемента ИЛИ 8 приходит . длительностью 1/1 =т (фиг. 2 в), который се.импульс имитации срабатывания и-й коммутирулектирует импульс от генератора 1 (фиг. 2 г)ющей цепи в режиме "Пуск", на второй реаль и при этом запускается формирователь 4.ный импульс коммутации п.й цепи в режиме Импульс длительностью ЬТ (фиг, 2 д,) по"Работа", ступает через элемент НЕ 5 на вход элементаКоммутатор 10 представляет собой кольце. 6 и отключает коммутатор 10 на время ЬТ.вой распределитель на и выходов и имеет два 15 В начале форМирования импульса длитель.входа. Первый - для установки в исходное костью ЬТ коммутатор 10 устанавливается в иссостояние, второй связан с выходом генератора ходкое положение (и), а коммутатор 11 в1 через элемент 6. п (фиг. 2 е 1).,Коммутатор 11 представляет собой кольце- Срезом импульса длительностью ЬТ (фиг. 2 е)аой распределитель на и выходов и имеет три то формируется импульс с формирователя 7, кото.входа, Первьй связан с выходом элемента 3 рый имитирует срабатывание и-й цепи блокаи служит для установки в состояние "и - 1",13 в режиме "Пуск", и через элемент ИЛИ 8второй связан с выходом формирователя 4 и поступает на вход первого элемента И 9,служит для установки его через время ЬТ в . Срезом импульса длительностью ЬТ форми.положение "и", третий связан с выходом, эле. 5 руется на выходе коммутатора 11 разрешаюмента ИЛИ 14, щий потенциал, Таким образом, на первом эле.В блоке формирования импульсов выключе- менте И из и трехвходовых элементов И 9ния импульс выключения формируется в мо. Формируется импульс с коммутатора 11 (фиг, 2 е 2)менты времени, когда ток через контур комму- а с формирователя 7 (фиг. 1 и 2) следующий.тации с максимального достигает нулевого зна- зо Первый импульс с коммутатора 10 формируетчения и когда появляегся обратный ток в тя- первый импулье с выхода первого элемента Иристоре, Этот импульс опережает следующий эа из и трехвходовых элементов И 9 (фиг. 2 к 1),ним импульс с коммутатора 10, который формирует первую полуволну тока вЭлемент ИЛИ 14 на д входов подключен к цепях коммутации 12 (фиг. 2 - л). В момент,третьему входу коммутатора 11 и служит для З 5 когда ток равен О, формируется импульс выпоследовательного формирования потенциалов ключения первой цепи 12 (фиг. 2 И 2), котовыходов, . рый поступает через элемент 14 на вход комБлок 15 контроля состояния представляет мутатора 11, формируя разрепжощий потенсобой и формирователей, формирующих импуль. циал (фнг. 2 еЗ) и запрещающий нотенцнал насы длительностью 1,5/1 з. 4 О выходе блока 15 (фиг. 2 мЗ), На выходе вто.В режиме "Работа" яосле появления первого рого элемента И из и трехвходовых элементовимпульса с блока 13 формирователь 7 начина И 9 формируется импульс (фиг, 2 к 2), кото.ет формировать запрещающий потенциал, кото- рый формирует вторую полуволну тока в церый прикладывается к одному иэ входов эле- пях 12, Далее цикл повторяется.мента 17, Первый вход триггера 16 связан с 45При исправной работе инвертора формируют.шиной Пускф и формирует на выходе заире. ся потенциалы (фиг. 2 е 1-е 6, 2 И 1 - И 4, 2 К 1,-К 4)щающий потенциал на входе элемента И 17, н формируются полуволны тока в цепях 12 вВторой вход триггера связан с первым выхо режиме фРаботаф,дом блока 13 и формирует на выходе (в ре- Допустим, что пропал импульс, следующийжиме фработаф) разрешающий потенциал на 5 О за импульсом (фиг. 2 м 6), а следующий им.входе элемента И 17. пульс оказался во времени, согласно фиг. 2 м 8.В режиме "Пуск" иа входе элемента И 17 - Тогда блок 15 формирует на своем выходезапрещающий потенциал. В режиме Работа"потенциал (фиг. 2 - 0), который через элементна входе элемента разрешающий потенциал с И 17 осуществляет запуск формирователя 7.триггера 16 и запрещающий потенциал с блока (фиг, 2 д 2), что равнозначно тому, что повто 5515. При пропуске импульса с блока 13 на рился бы режим фПуск".выходе блока 15 формируется разрешающий Рассмотрим работу устройства для трех раз.импульс и он запускает формирователь 4. личных случаев:7 690601 - помехи сбивают коммутаторы 10 и 11,:и в них помимо истинных единиц появляютсяложные. В этом случае ложные единицы, возникшие в одном из коммутаторов 10 или 11,не пройдут через и трехвходовые элементы И9, и схема при наличии сбоев будет продолжать синфазную работу.2 - в коммутаторах 10 и 11 вместо единя.цы появляются нули. В этом случае срабатывает блок 15, включается пауза на ЬТ, восстанав. 10ливается синфазность схемы.3 - в цепях 12 и блоке 13 не сформировалось импульсов (фиг. 2 и 1 - И 4). В этом случаеустройство после пауэй ЬТ запускается вновь.Другие случаи являются Промежуточными и 5укладываются в один из трех рассмотренныхвариантов,Таким образом, основными преимуществамиустройства по сравнению с известным являютсяповышение помехоустойчивости за счет уменьщения вероятности вхождения устройства ваварийный режим на участке времени безотказной работы, автоматическое включение устройства при наличии сбоя, через время, достаточное для восстановления всех схем и элементов 25в исходное состояние. Формула изобретения30Устройство для управления автономным ин.вертором, состоящее из генератора, двух коммутаторов, шины "Пуск" о т л и ч а ю щ е е . ся тем, что, с целью повышения помехоустой чивости и надежности работы инвертора, оно 35 снабжено тремя формирователями, тремя логи. . ческими элементами И, и трехвходовыми элементами И, логическим элементом НЕ, двумя логическими элементами ИЛИ, блоком контро ля состояния тиристоров, триггером и блоком 40 формирования импульсов выключения, причем выход задающего генератора подключен к входам первого и второго логических элементов И, второй вход первого логического элемента И соединен через первый формирователь с ши. 45 ной "Пуск", с которой также соединен первый вход триггера, выход первого логичеекого элемента И подключен к первым входам коммута. торов, к выходу третьего логического элемен та И и к входам второго формирователя, вы ход которого соединен со вторым входом вто рого коммутатора, со входом третьего формирователя и логическим элементом НЕ, выходкоторого череэ второй логический элемент Иподключен ко второму входу первого комму.татора, выход третьего формирователя черезпервый логический элемент ИЛИ соединен спервым логическим элементом И и трехвходо.вых логических элементов И, причем все пер.вые входы и трехвходовых логических элементов И поуключены к одноименным выходампервого коммутатора, вторые входы этих эле.ментов соединены с выходами блока формиро.вания импульсов выключения, кроме первогологического элемента И, который подключенк п-му выходу блока формирования импульсоввыключения через первый логический элементИЛИ, а третьи входы п трехвходовых логичес.ких элементов И соединены с выходами вто.рого коммутатора, смещенными на минус "еди.иицу", выходы и трехвходовых логических элементов И подключены к соответствующим выводам для подключения к силовым тиристорнымцепям коммутации, выходы блока формирова.ния импульсов выключения через второй логи.ческий элемент ИЛИ подключены к третьемувходу второго коммутатора и через блок контроля состояния тиристоров со вторым входомтретьего логического элемента И, первый входблока формирования импульсов выключениясоединен со вторым входом триггера, выходкоторого подключен к первому входу третьегологического элемента И,а входы блока формирования импульсов выключения соединены свыводами Фя подключения к силовым тиристор.ным цепям коммутации,Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР И 311365,кл, Н 02 Р 13/16, 1968.2. Авторское свидетельство СССР Мф 581115,кл, Н 02 Р 13/18, 1968,3. Черномашенцев В, Г Пацкевич В, А., Система управления многоячейковым ультразвуковым преобразователем частоты, сб. Всесоюзнойнаучно-технической конференции "Разработкаи промышленное применение полупроводиико.вых преобразователей частоты в машинострое.нии (17 - 19 мая 1977 г., Уфа)", Тезисы докла.дов, М 1977, выпуск сборника осуществленЦПНТО Машпрома и Уфимским авиационныминститутом имени Орджоникидзе, с. 98 - 100,рис, 1.