Устройство формирования сигналов инфранизкой частоты

(19) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ек- стС" ТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ(71) Научно-исследовательский злтротехнический институт Производвенного объединения "ХЭМЗ"(56) Авторское свидетельство СССРУ 748867, кл. Н 03 К 13/20, 980.(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к 2 М 1/08, Н 03 К 3/02, 3/8 источникам.,двухфазного напряженияинфранизкой частоты. для управлениятиристорными преобразователями, Целью изобретения является улучшениекачества выходных сигналов при формировании двухфазной системы сигналовинфранизкой частоты путем улучшенияего гармонического состава. Устройство обеспечивает формирование синусоидального напряжения инфранизкойчастоты за счет ступенчатого формирования с разбиением периода на участки. На каждом участке синусоидаль"ное напряжение формируется на базеШИМа и обеспечивается согласованиеабсолютного значения напряжения награницах участков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.292Выходы коммутирующего узла 5 (точки а и 5 ) подключены к входам первогокоммутирующего узла 12, а выходыкоммутирующего узла 5 (точки с и 3 )к входам второго коммутирующего узла 13.Управляющие входы коммутирующихузлов 12 и 13 подключены к выходамкампаратора 14 и инвертора 15,Генератор 16 треугольного напряжения высокой частоты и генератор 4пилообразного напряжения подключенык входу компаратора 14 этих сигналов, выход компаратора 14 подключенык первому и второму управляющим входам 12-1 и 13-2 первого и второгокоммутирующих узлов соответственна,выход инвертора 15 - к второму и первому управляюгцим входам 12-2 и 13-1первого и второго коммутирую 1 цих узлов соответственно.Выходы первого и второго коммутирующих узлов 12 и 13 подключены квходам третьего и четвертого коммутирующих узлов 7 и 18. Управляющиевходы каммутируюших узлов 17 и 18подключены к выходу второго триггера7, причем прямой выход второго триггера 7 подключен к первым входам17-1 и 18-1 третьего и четвертогокоммутирующих узлов 17 и 18 соответственно,. а инверсный - к вторым входам 17-2 и 18-2 третьего и четвертогокоммутирующих узлов 17 и 18 саответственбо. Кроме того, прямой выходвторого триггера 7 подключен к счетному входу первого триггера 19 первого канала для формирования выходныхсигналаи, а инверсный - к счетномувходу триггера 20 второго канала дляФормирования выходных сигналов.Общая тачка выхода третьего коммутирующего узла 17 подключена черезусилитель 21 к входу инвертара 22канала и к входу 23-2 коммутирующегоузла 23 первого канала формированиявыходного сигнала, а выход инвертора22 канала - к входу 23-1 коммутирующего узла 23. Коммутирующие узлы 5 и 6 соедипс-.ны с резисти 51 пым дел 51 те:1 ем н;1 прлже ния, образованным резисторами 8-11,причем ключи 5-1, 5-25-и, 5-1 иподключены к тачкам 1, 2 и, и+делителя напряжения, а ключп 5-15-25-и, а-го падкл 1 очепы к точкам 2 и, и+1, ш дели.;еля напряжения, ключи 6-1, 6-2,6-и, 6-шподключень 1 к точкам п 1, и 1, .и.2делителя напр 51 же 1 п 151 а ключ 11 6-11г)Г 16- о, 6-о 1 подключены к точкам и+1, и 2, 1 дел 1; еля напряжения.Выходы кл 1 очей 5-1 , ., 5-1 ц объединень; в общую тачку а , 1 зыха,;,11 ключей5- . 5-п 1 - в общую та:1 ку б, выходы ключей 6-1 6 -ш - в общую точку С и выходы ключей 6- . , 6-п 1 -в об 1 цую точку д., 12692Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к источникам задающего двухфазного напряжения инфранизкай частоты для управления тиристорными преобразователямиЦель изобретения - улучшение качества выходных сигналов при формировании двухфазной системы сигналовинфранпзкой частоты путем улучшенияега гармонического состава.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства Формированиясигналов инфранизкай частоты; нафиг. 2 и 3 - зп 1 оры напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство (фиг. 1) состоит иззадающего генератора 1 с плавна изменяющейся частотой следования импульсон, выходы которого подкл 1 очепык распределителю импульсов, состоящему из счетчика 2 и дешифратара 3,и к генератору 4 пилообразного напряжения. Выходы распределителя импульсов ат первого до ш-го падк.гпочень 1 к дуправляющим входам пятого и шестогокаммутиру 1 ощнх уз:10 Б 5 и 6. П 51 тьйкоммутирующи 11 узел 5 содержит двеподгруппы управляемых ключей 5-15-ш и 5-15-п 1, где 1 п=п 11- числоступеней разбиения, шестой коммутиру":ющий узел 6 также содержит две подгруппы управляемых ключей 6-16-п 1 и 6-6-я 1. Выход с 1 етчика2 распределителя импульсов, сигнал35на котором изменяется 11 аждые четвертьпериода, 11 адклочен к в 11 аду п.араготриггера 7,Управляюшне входы коммутирующего узла 23 первого канала формирования выходных сигналов подключены к выходам первого триггера 19 первого канала. Общая точка. выходов коммутирующего узла 23 подсаединена через усилитель 24 к входу фильтра 25 первого канала.3 1269Общая точка выхода четвертого коммутирующего узла 8 подключена через усилитель 26 к входу инвертора 27 и к входу 28-2 коммутирующего узла 28 второго канала формирования выходных сигналов, выход инвертора 27 второго канала подключен к входу 28-1 коммутирующего узла 28 второго канала.Управляющие входы коммутирующего узла 28 соединены с выходами третьего 1 О триггера 20 второго канала формирования. Общая точка 1 выходов 28-1 и 28-2 коммутирующего узла 28 через усилитель 29 соединена с фильтром ЗО.Устройство работает следующим об разом.На вход счетчика 2 поступают импульсы от задающего генератора 1 (фиг. Зс). Заполнение счетчика происходит после отсчета числа импуль О сов, соответствующих числу интервалов, на которые разбит участок О- -1( так как первоначально формируются отрезки синусоиды и косинусоиды на(1 25 участке О- - . Выходные сигналы счет 2чика 2 поступают на входы дешифратора 3. На каждом из выходов дешифратора поочередно возникает сигнал на время, равное интервалу разбиенияИучастка О- ,; . Выходные сигналы дешифратора поступают на управление подгруппами ключей коммутирующих узлов 5 и 6. Коммутирующий узел 5 формирует ступенчато-аппроксимированную синусоиду на отрезке О-, коммутирующий узел 6 - косинусоиду на этом же участке.Предположим что участок О- - раз11Э2 бит на три интервала. На интервале О-("1 на первом выходе дешифра 6тора 3) замыкаются ключи 5-1, 5-1, 6-1, 6-.1 . При этом потенциалы в 45 общих точках ключей равны (фиг. 2 а,б): в точке О О; в точке 5 Оз 1 п -6 в точке с Оя , в точкеО зи -50гНа интервале-- " ("1" .на втором3выходе дешифратора 3) замыкаются ключи 5-2, 5-2 , 6-2, 6-2 и потенциалы соответственно равны: в точке а Ог55111( з 1 п - .;: в точке о Оз 1 п - ; в точ 11/ ке с Оз 1 п - ; в точке б Оз 1 п3 6 229П11 иНа интервале --- (на третьем3 2выходе дешифратора 3) замыкатся клю( 1чи 5-3, 5-3 , 6-3, 6-3 и потенциа.(ыравны; в точке а О зп в " ; в точке11О, в точке с Оз 1 п - ; в точкеД О.Генератор 4 пилообразного напряжения синхронизирован с задающим генератором 1, поэтому частота пилообразного напряжения равна частоте задающего импульсного напряжения во всем .диапазоне частот.На выходе компаратора 14 суммируются пилообразное напряжение низкой.частоты ифтреугольное напряжение высокой частоты (фиг. 211), На выходекомпаратора 14 получаем напряжение,соответствующее фиг. 2 Я. Этот сигналпоступает на вход инвертора 15. Выходные сигналы компаратора 14 и ин-.вертора 15 поступают на управлениекоммутирующими узлами 2 и 3. Науправляющие входы 12-1 и 12-2 (13-1и 13-2) подаются взаимно инверсныесигналы и поэтому коммутирующие узлы2 и 13 замыкаются поочередно с частотой сигнала управления. При этомкаждая ступень напряжения, аппроксимирующая синусоиду (косинусоиду) наданном интервале, представляетсядвумя соседними уровнями, переключаемыми с частотой сигнала управления, скважность которого изменяетсяпо линейному закону (фиг. 2 д).Таким образом, производится широтно-импульсная модуляция напряженияступеней, при которой среднее напряжение в течение одного интервала также изменяется линейно от напряженияпредыдущей ступени до напряжения последующей (фиг, 2 а),В общей точке выходов коммутирующего узла 2 Формируется синусоидана участке О- - (фиг. 35), в общей точке выходов коммутирующего узла13 - косинусоида на этом же участке(фиг. Зв).Сигналы с выходов коммутирующих узлов 12 и 13 поступают на входы коммутирующих узлов 7 и 18, управляемых от триггера. 7, Триггер 7 переклю. чается при заполнении счетчика 2, т.е. через каждые четверть периода.Ключ с входом 7-1 включается на четверть периода и пропускает на выход (в общую точку входов 17-1 и17-2) напряжение, аппроксимирующеесинусоиду на участке О- .- , затемключ с входом 17-1 размыкается ивключается ключ с входом 17-2, через который навыход поступает на-.пряжение, аппроксимирующее синусоиду1(на участке - -и, Таким образом на2выходе коммутирующего узла 17 получается напряжение, аппроксимирующее 10синусоиду на участке О-(фиг. Зг),Аналогично с помощью ключей с входами 18-1 и 18-2 формируется напряжение, аппроксимирующее косинусоидуна участке О-(фиг. Зе). Выходное 15напряжение коммутирующего уэга 17поступает на вход усилителя 21 и инвертируется инвертором 22 (фиг. Зд),Сигналы с выходов усилителя 21 и инвертора 22 поступают на вход коммутирующего узла 23, управляемого оттриггера 19. Триггер 19 управляетсяпо счетному входу от прямого выходатриггера 7 и переключается .черезкаждые полпериода синусоидальпого 25напряжения. На выходе коммутирующегоузла 23 формируется напряжение, аппроксимирующее синусойду на участкеО% (Фиг. Зж). Сигнал с выхода коммутирующего узла 23 поступает на вход 30усилителя 24 и далее на фильтр 25.На выходе Фильтра получается напряжение, аппроксимирусщее синусоидус высокой степенью точности (фиг. За,пунктир 1).35Аналогично работает канал из коммутирующего узла 18, усилителя 2 б,инвертора 27, коммутирующего узла 28,триггера 20, усилителя 29 и ФильтраЗО, на выходе которого получается 40косинусоидальное напряжение (фиг. ЗА,пунктир 2),Формула изобретения451. Устройство формирования сигналов инфранизкой частоты, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и распределитель импульсов, реэистивный делитель напряжения, первый канал для Формирования выходных сигналов, выполненный из последовательно соединенных инвертора канала, коммутирующего узла и Фильтра канала, вход инвертора канала соединен 55 с вторым входом коммутирующего узла канала, управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, а также второй триггер, вход которого соединен с выходом распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ е е : я тем, что, с целью улучшения качества выходных сигналов при формировании двухфазной системы сигналов инфра- низкой частоты путем улучшения его гармонического состава, оно снабжено вторым каналом для формирования выходных сигналов, выполненным идентично первому, генератором треугольного напряжения, генератором пилообразного напряжения, выходы которых подключены через компаратор к входу дополнительного инвертора, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым дополнительными коммутирующими узлами, причем выход компаратора подключен к первому и второму управляющим входам первого и второго дополнительных коммутирующих узлов соответственно, выход дополнительного инвертора подключен к второму и первому управляющим входам первого и второго дополнительных коммутирующих узлов соответственно, первый выход второго триггера подключен к первым управляющим входам третьего и четвертого дополнительных коммутирующих узлов и к входу первого триггера первого канала, второй выход второго триггера подключен к вторым управляющим входам третьего и четвертого дополнительных коммутирующих узлов и к входу первого триггера второго канала для формирования, выходы третьего и четвертого дополнительных коммутирующих узлов соединены соответственно с входами инверторов обоих каналов, выход первого дополнительного коммутирующего узла подключен к первому и второму входам третьего и четвертого дополнительных коммутирующих узлов соответственно, а выход второго дополнительного коммутирующего узла подключен к второму и первому входам третьего и четвертого дополнительных коммутирующих узлов соответственно, управляющие входы пятого и естого дополнительных коммутирующих узлов соединены с соответствующими выходами распределиеля импульсов, резнстивный делитель выполнен с и выходами, где и - число ступеней разбиения, которые подключены соответственно в прямом псрядке к и входам пятого дополнительного коммутирующего7 2 узла и в обратном порядке - к щ входам шестого дополнительного коммутирующего узла, первый и второй выходы пятого и шестого дополнительых коммутирующих узлов подключены соответственно к первому и второму входам первого и второго дополнительных коммутируюших узлов, а синхронизирующий вхоД генератора пилообразного напряжения подключен к выходу задающего генератора.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что первый, второй, третий и четвертый дополнительные коммутирующие узлы выполнены 69229в виде двух управляемых ключей, выходы которых объединены, а пятый и шестой дополнительные коммутирующие узлы выполнены в виде двух подгруппуправляемых ключей с числом ключейв каждой подгруппе, равным ш, приэтом выходы всех управляемых ключейкаждой подгруппы объединены и являются для пятого и шестого дополнитель ных коммутирующих узлов соответственно первым и вторым выходами, управляюшие входы -х ключей каждой подгруппы пятого и шестого дополнительных коммутирующих узлов, где- номер ключа в подгруппе, объединены.1269229 Составитель А. Царенкоедактор С, Пекарь Техред Д.олейник орректор М, Максимишинец одписно оизводственцо-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проект аказ 604456 Тираж 631 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушскаета СССРтий наб д