Устройство для управления -фазным инвертором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 09) (И О 94 Н 02 М 7/ ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ 1вхс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИД(56) Авторское свидетельство СССР У 995258, кл, Н 02 Р 13/18, 1981,Авторское свидетельство СССР ,У 902201, кл. Н 02 Р 13/18, 1980, .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ й-ФАЗ НЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение, относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления автономныь ми инверторами с широтно-импульсной модуляцией, Целью изобретения является повышение надежности. Импульсы генератора опорной частоты 1 поступают на счетные входы счетчиков 2,3 и 4. Счетчик 3 является счетчиком временных интервалов, на которые разбивается полупериод синусоиды, В постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ) 5,6 и 7 записаны коды, соответствующие значениям синусоид фаз А, В,С на соответствующих временных интервалах. Коэффициент деления счетчика 2 определяет частоту модуляции выходного напряжения инвертора. На выходе счетчика 2 формируется короткий импульс, устанавливающий счетчик 8 в нулевое состояние, а триггеры 9,0 и 1 - в единичное. На счетныйод счетчика 8 поступают импульсыпреобразователя код-частота 15. При изменении кода напряжения изменяется частота на выходе преобразователя 15. Это приводит к изменению наклона пилы, формируемой счетчиком 8, и тем самым к изменению выходного напряжения инвертора. Цифровые элементы сравнения 12,13 и 14 сравнивают числа с выходов ПЗУ 5,6 и 7 с числом счетчика 8, в момент равенства сигнал на выходе соответствующего цифрового элемента сравнения перебрасывает соответствующий триггер в нулевое состояние. С выходов триггеров 9,10 и 11 импульсы поступают на соответствующие силовые вентили, Таким образом, введение триггеров 9,10 и 11 устраняет ложное фор,мирование импульсов, введение счетчика 2 устраняет возможность появления субгармонических колебаний, 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.1282290 2Изобретение относится к электр -электро- ющим входом шестого вычитающего счетчика 20 с предустановой, выход котехнике и может быть использовано. вадя управления автономными инвертоторого соединен с его установочнымс ой модуляци- входом и является выходом блока 15.Рами с широтно-импульсно модуляци( )5 В-входы пятого 19 и шестого 20 счетей (ШИК).чиков являются соответственно первымЦель изобРетениЯ - повышение надеж" и вторым Э-входами преобразователяности устройства. 15.На фиг. лредставлена функциональ- Работу устройства рассмотрим наная схема предложенного устройства 0 примере трехфазного инвертора (ш =для числа фаэ инвертора ш = 3; на 3)Фиг 2 - схема преобразователя коды - Импульсы генератора 1 опорнойчастота; на, фиг,3 и 4 - временныечастоты поступают на счетные входиаграммы, поясняющие работу уст- ды счетчиков 2 - 4. Счетчик 3 являройства,ется счетчиком временных интервалов,устройство содержит генеРатоРна которые разбивается полупериодопорной . частоты выходом соедин синусоиды, В постоянных запоминающихный с счетными входами третьего 2,устройствах 5 - 7 записаны коды, совторого 3 и четвертого 4 счетчиков,ответствующие значениям синусоид фазвыходы разрядов втоРого счетчика 20 А, В, С на соответствующих временныхсоединены с адресными входами постоянных запоминающих устроисгв 5 7 Код, записанныи в -ю ячеику пан которых хранятся значения квазиси- мяти постоянного запоминающего устнусоид для ш Фаз, выход третьего ройства 5, определяется путем округсчетчика 2 соединен с первым В-вхо 25 ления до целых числа, вычисленногодом первого счетчика 8 и с Б-входа- по фо м леми триггеров 9 - 11, первый выходсчетчика 8 соединен с его входом 1 1 " , з 1 п - (2-1)1,блокирования счета, второй выход - ,Л 2 п.с первыми входами цифровых элемен 2 п. тов 12 - 4 сравнения, вторые входы где х - номер ячейки памяти постоянкоторых соединены с выходами постоян- ного запоминающего устройстных запоминающих устройств 5 - 7, вы- ва, или номер временного инходы цифровых элементов 12 - 14 срав- тервала, или текущее значенения соединены с В-входами тригге- ние числа в счетчике 3;ров 9 - 11 Счетный вход первого К - коэффициент пропорциональсчетчика 8 соединен с выходом преоб- ности, определяется разрядноразователя 15 коды - частота, вто- стью счетчика 8, если числорой В-вход первого счетчика 8 соеди- разрядов равно 8, тонен с В-входом третьего 2, второго 3 40 255;и четвертого 4 счетчиков, с В-входом 2 п - число интервалов за период,распределителя 16, Р-вход третьего и выбирается кратным трем,счетчика 2 соединен с шиной "Код Если полупериод синусоиды разбитчастоты модуляции" и с первым Э-вхо- на 24 временных интервала, то в ячейдом преобразователя 15 коды - часто ках памяти постоянных запоминающихта, второй Ь-вход которого соединен устройств 5 - 7 хранятся числа сос шиной "Код напряжения . Выход чет- гласно следующей таблице,вертого счетчика 4 соединен с счетным Коэффициент деления 2 определяет.входом распределителя 16, выходы ко- частоту модуляции выходного напряжеторого соединены с первыми входами 50 ния инвертора. Если полупериод сину 2 ш элементов И 17, вторые выходы ко- соиды разбит на 24 временных интерторых соединены с выходами триггеров вала, то при коэффициенте деления9 - 11, счетчика, равном единице, частотаПреобразователь 15 коды - частота модуляции будет 48 Г (Г , - выходсодержит генератор 18 импульсов, со ная часть инвертора), если же коэффиединенный с вычитающим входом пятого циент деления равен 2 - то 24 Г ивычитающего счетчика 19 с предуста- ,т,д. Коэффициент деления счетчика 2новкой, выход которогО соединен с определяется частотными свойствамиего установочным входом и с вычита- силовых вентилей инвертора и выбира3 12822 ется иэ условия, чтобы частота ШИМ- сигналов не превышала максимально допустимой частоты переключения силовых вентилей инвертора. При глубоком регулировании частоты инвертора 5 счетчик 2 может быть выполнен как управляемый делитель частоты, коэффициент деления которого зависит от выходной частоты инвертора, что позволяет максимально использовать си О 45 Формула 1. Устройство для управления шфазным инвертором, содержащее первый и второй счетчики, генератор опорной частоты, ш цифровых элементов сравне 5 р ния, причем выход генератора опорнойчастоты соединен с счетным входом второго счетчика, вход блокирования .счета первого счетчика соединен с его первым выходом дешифратора максималь ного числа в счетчике, второй выходсоединен с первыми входами ш цифровых элементов сравнения, о т л и ч а-, ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно ловые вентили по частоте переключения.На выходе счетчика 2 формируетсякороткий импульс, который устанавливает счетчик 8 в нулевое состояние,а триггеры 9 - 11 - .в единичное. Насчетный вход счетчика 8 поступаютимпульсы с преобразователя 15 коды -настота. При изменении кода напряжения изменяется частота на выходе пре-образователя 15, Это приводит к изме-нению наклона "числовой пилы", формируемой счетчиком 8, и тем самым к иэ-;менению выходного напряжения инвертора. При достижении числа в счетчике 8 максимального - "255" сигнал сего первого выхода блокирует поступление импульсов на его счетный вход.Коэффициент деления счетчика 19 преобразователя 15 равен коэффициентуделения счетчика 2, Это необходимодля правильной работы устройства,так как изменяя частоту модуляции дляобеспечения одного и того же значе-.ния выходного напряжения инвертора,необходимо изменить наклон числовойпилы,Цифровые элементы 12 - 14 сравнения сравнивают числа, поступающие с выходов постоянных запоминающих устройств 5 - 7, с числом счетчика 8, в момент равенства сигнал на выходе соответствующего цифрового элемента сравнения перебрасывает соответствующий триггер в нулевое состояние. На фиг,3 показаны фрагменты ступенчатой кривой, аппроксимирующей синусоиду одной из фаз (21), нарастающей код на выходе счетчика 8 (22 без учета дискретизации), сигналы с выхода счетчика 2 (23) сигналы с выхода цифрового элемента 12 сравнения (24), сигналы с выхода триггера 9 (25).О Распределение импульсов с выходов трйггеров 9 - 11 на соответствующие силовые вентили инвертора осуществч ляется следующим образом. 904Предварительно сигналом "Начальная установка" счетчики 2,3,4 и 8 устанавливаюются в нулевое состояние, ,распределитель 16 - в исходное состо-. яние (фиг.4). Затем импульсы 26 генератора 1 опорной частоты 1 делятся2 псчетчиком 4 на (-,-) и импульсы 27 поступают на счетныи вход распределителя 16, где распределяются на 2 ш канала в виде сигналов 28 - 33.Элементы И 17 обеспечивают правильную подачу ШИМ-сигналов на силовые вентили инвертора.Введение триггеров 9 - 11 устраняет ложное формирование импульсов, что повышает надежность силовой части ,инвертора. Введение. постоянных запоминающих устройств 5 - 7 повышает надежность устройства, так как уменьшается количество связей и микросхем. Введение преобразователя 15.повышает надежность устройства, так как полностью устраняются аналоговые элементы. Введение счетчика 2 устраняет возможность появления субгармоничесжих .колебаний, а также повьппает надежность работы силовых вентилей инвертора и универсальность устройсгва, когда одно и то же устройство при минимуме изменений (изменяетсякод частоты модуляции) используетсядля любых силовых схем инвертора, изменяется коэффициент деления счетчика 2 и в соответствии с максимально допустимой частотой переключениясиловых вентилей инвертора. Введение счетчика 4, распределителя 16 и элементов И 17 обеспечивает простое распределение формируемых ШИМ-сигналов по силовым вентилям инвертора. изобретения5 128229 снабжено третьим и четвертым счетчиками, ш постоянными запоминающими устройствами, в которых хранятся значения кваэисинусоид для ш Фаз, ш триггерами, преобразователем коды - 5 частота с двумя Э-входами, распределителем импульсов и 2 ш элементами И, причем выход генератора опорной частоты соединен с счетными входами третьего и четвертого счетчиков, ад О ресные входы постоянных запоминающих уСтройств соединены с выходами разрядов второго счетчика, выходы постоянных запоминающих устройств соединены с вторыми входами ш цифровых элементов сравнения, выходы которых соединены с В-входами триггеров, Б- входы которых соединены с выходом третьего счетчика и с первым В-входом первого счетчика, второй В-вход 20 которого соединен с В-входами второго, третьего и четвертого счетчиков, с В-входом распределителя импульсов и с шиной "Начальная установка", Р- вход третьего счетчика предназначен25 для соединения с шиной "1(од частоты модуляции" и с первым Э-входом преобразователя коды - частота, выход Выходы разрядов постоянных запоминающих устройствЕ1,24 16,7 8,9 0 0 0 1 0 0 0 О 0 1 . 0 О 1 1 О О 2,23 7,10 0 1 О 0 1 0 1 0 1 О 0 О 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 О 1 О 0 000 1 6,11 3, 22 14,19 13,202,21 11,22 10,23 4,21 5,12 5,20 4,13 6,19 3,14 1 1 7,18 О 0 0 0 .О 0 О О 1 0 1 О 1 1 0 0 1 0 О 1 1 1 8,17 9,24 1,16 9,16 8,1 24,17 23,18 22,19 10,15 11,14 7,2. 1 О О 0 1 11 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 16,3 12 13 21 20 Номера ячеек памяти постоянныхзапоминающих устройств (ПЗУ) 0 6которого соединен с счетным входомпервого счетчика, второй Э-вход преобразователя коды - частота предназначен для соединения с шиной "Коднапряжения", выход четвертого счетчика соединен с счетным входом распределителя импульсов, выходы которо"го соединены с первыми входами 2 шэлементов И, вторые входы которыхсоединены с выходами ш триггеров. 2, Устройство по и.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь коды - частота содержит ге" нератор импульсов, пятый и шестол вычитающие счетчики с предустановкой, причем выход генератора импульсов соединен с вычитающим входом пятого счетчика, выход которого соединен с его установочным входом и с вычитающим входом шестого счетчика, выход которого соединен с его установочным входом и является выходом преобразователя коды - частота, Р-взводы пятого и шестого счетчиков являются, соответственно, пер" вым и вторым Р-входами преобразователя коды - частота.11282290 гю Фи оставитель В.Буехред В.Кадар к орректор В.Бутяг Редактор В.Даик П исное СССР акая3/56 Ти ВНИИПИ по 1.13035, ственногбретений-35, Рауш комитета открыти кая наб.