Универсальное устройство для управления полупроводниковыми преобразователями

(22) Заявлено 21,08.78 (21) 2659096/24-07 (51) М. Кл. Н 02 Р 13/16 с присоединением заявки тЪ(23)Приоритет Гасударственный комитет СССР ао делает нзааретаиий к аткрытий(53) УД 1( 621 ,314.27 (088.8) Дата опубликования описания 03,08.80(54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИПР ЮБРАЗОВАТЕЛЯМ И 1Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в системах управления вентильными электроприводвми промышленных установок и . транспортных средств.5Известно устройство для управленияшаговым двигателем: с кратным дробпением шага, содержащее распределитель импульсов связанный через преобразователь с входами усилителя мощности и регуляторы напряжения, изменяющие напряжение на фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных вхогзми тс выходам распреде- литер,К недостаткам этого устройства отйосится сложйость конструкции.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно соединенные выпрямитель, сглаживающий фильтр, широтно-импульсный преобразователь, пьезо-трансформатор 2,2К его недостаткам относятся малые функциональные возможности, сложность конструкции при формировании многофаэного напряжения, малая выходная мощность и нестабильность параметров пьеэотрансформатора.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей, упрощение конструкции с качественным улучшением регулировочных характеристик преобразователей без ограничения выходной мощностиПоставленная цель достигается тем, что устройство снабжено генератором функций Уолша, блоком переменных со-, противлений, суммирующими усилителями на каждую фазу, комбинационным логическим блоком, генератором тактовых импульсов, усилителем мощности, причемвыход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами широтно-импульсных преобразователей в каждой фазе и с входом генератора функций Уолша, выходы которого соеди752746 50 55 3иены с входами комбинационного логического блоха и с входами блока переменных сопротивлений, выходы которого соединены со входами суммирующих усилителей, а выходы последних соединены с. уцравляюшими входами широтно-импульсных преобразователей, выходы ко-, торых соединены с входами комбинационного логического блока, а выходы комбинациочпого логического блока сое-, динены с входами усилителя мощности. На фиг, 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - времен-. ные диаграммы, поясняющие принцип ра боты устройства.Универсальное устройство управления состоит иэ последовательно соединенных генератора 1 тактовых импульсов, генератора 2 функций Уолша, блока 3 пере менных сопротивлений, суммирующих усилителей 4 по числу; выходы которых соединены с управляющими входами широтно- импульсных преобразователей5, комбинационный логическийблок 6, усилитель 7,д/ мощности, синхронизирующий вход широт-но-импульсных преобразователей 5, сое-, динен с выходом генератора, 1 тактовых импульсов, а входы комбинационного логического устройстве 6 соединены с 30 выходами генератора 2 функций Уолша,Необходимый выходной сигнал можно получать в виде его аппроксимации в соответствующей системе базисны функций, в частности путем аппроксимации з 5 сигнала в базисе функций Уолша, Пусть задана функция 5 (1 ), тогда коэффициенты Разложения денной функции в ряд Уолша находятся по следующей формуле"Н Жгде (й) - вектор коэффициентовУолша;Я) - вектор средних значенийсигнала:, 450) - матрица Уолша.В результате обратного преобразования получают аппроксимированный сиг- нал Следовательно, зная коэффициенты разложения и имея генератор функций Уолша, можно получить на выходе преобразователя любой сигнал,Рассмотрим применение устройства для управления шаговым двигателем в режиме деления шага. фФорма напряжения на фазах шаговогодвигателя для рассматриваемого случаяпоказаны на фиг. 2,гдед - последовательностьтактовых импульсов;6, ,у Я - форма напряженияна ИМ фазах.Количество аппроксимирующих функцийУолша равно числу тактов, в данном случае восьми. фНа диаграммах 6., ъс, ), О (фиг.2)изображены функции Уолша со своимизнаками, на диаграмме й - аппроксимированный сигнал, получаемый на выходе суммирующего устройства 4, надиаграмме д - сигнал на выходе пшротно-импульсного преобразователя 5. Сигналы на других фазах получаются аналогично. Для обеспечения реверса двигателя генератор функций Уолша выполняется реверсивным. Данное устройствообеспечивает деление шага в дробноечисло раз. При формировании разнополярных импульсов напряжения на фазах шагового двигателя интервалы .переключенияплеч моста усилителя 7 мощности определяются генератором 2 функции Уолшасовместно с комбинационным логическимблоком 6,Устройство является универсальным,так как его можно использовать и дляуправления автономными инверторами,одним иэ основных требований которыхявляется синусоидальность выходного напряжения. При получении на выходе квазисинусоидального напряжения устройство управления работает следующим образом,Формируемое на выходе кваэисинусоидальное напряжение имеет незначительный коэффициент гармонии по сравненшо с известными способами.4 Процесс формирования квазисинусоидального напряжения показан на фиг. 2где д - синусоида на интервале О,:ВН - аппроксимированная синусоида на выходе суммирующего усилителя 4;О - сигнал на выходе широтноимпульсного преобразователя,При формировании 3-х фазного напряжения интервалы переключения плеч моста усилителя 7 мощности определяются генератором 2 функций Уолша совместно с комбинационным логическим блоком 6. При использовании генератора 2 функций5 , 75Уолша асимметричность фазового напряжения не превышает 1,5%,Таким образом; введение в устройствоуправления генератора функций Уолша,блока переменных сопротивлений, суммирующих усилителей и комбинационного логического блока позволяет осуществлятьвсе теоретически возможные режима работы шагового двигателя: обычная коммутация, режимы деления шага в целоеи дробное число раэ, Переход с одногорежима работы на другой осуществляетсяизменением с помощью блока переменныхсопротивлений коэффициентов передачисуммирующих усилителей, По сравнениюс известными . устройствами управлениящаговыми двигателями предла аемоеустройство имеет меньшие схемныезвтраты. так как в предлагаемомустройстве отсутствуют преобразователии код-аналог и регуляторы напря. -жения. Изменением коэффициентов передачи суммирующих усилителей на выходе получают квазисинусоидальное напряжение с минимальным коэффициентомгармоник, что достигается нес.начительными схемными затратами по сравнениюс известными способами , так как отсутствуют трансформаторные усилители,токовый генератор, ждущие мультивнбраторы, На выходе предлагаемого устройства можно получить любой требуемыйзакон изменения выходного сигнала безограничения выходной мощности. Кроме того, при применении данного устройства управления в электроприводе его легко согласовать со всей системой автоматического регулирования, используя в этом случае управляемый генератор такто ых импульсов,Предлагаемое устройство для управления обладает высокой технологичностью, так как благодаря его большим функциональным воэможностям мо 2746жет выпускаться промышленностью в виде унярицированного функционального блока.5 формула изобретенияУниверсальное устройство для управ;ленин полупроводниковыми лреобрвэова телями, содержащее широтно-импульсныйпреобрвэователь,о т л и ч а ю ще е с ятел, что, с целью расширения функциональных возможностей, упрощения конструкции с качественным улучшением И регулировочных характеристик преобразователей без ограничения выходноймощности, устройство снабжено генератором функций Уолша, блоком переменныхсопротивлений, суммирующими усилителями 20 на каждую фазу, комбинационным логическим блоком, генератором, тактовыхимпульсов, усилителем мощности, причемвыход генератора тактовых. импульсовсоединен с сннропнзнрующими входамиширотно-импульсных преобразователейв каждой фазе и с входом генераторафункций Уолша, выходы которого сое,динены с входами комбинационного логического блока и с входами блока ЗО переменных сопротивлений, выходы которого соединены со входам суммирующихусилителей, а выходы последних соединены с управляющими входами царотноимпульсных преобразователей, выходы 35 которых соединены с входами комбинационного логического блока, а выходы.комбинационно-логнческого блока соединены с входами усилителя мощности.40 Источники ияормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР514410, кл, Н 02 Р 7/62, 1976. 2. Авторское свидетельство СССРи520676, кл, Н 02 М 5/42, 1976.752746 Составитель В. Миронощенко Техред Ж, Кастелевич ректор Е. Папи Редактор Е Заказ 4762/18 И 1130 илиад ППП Патент", г. Ужгород, ул. Нроек 4 Тираж 783ПИ Государственного комитдедам изобретений и открМосква; Ж; Раушск Подписноеета СССР1 тийнаб., д 4/5