Способ формирования многофазной системы квазисинусоидальных напряжений

(51) 4 Н 02 М 1/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Адаменко А.И., Кисленко В,И. Преобразование однофазного тока в многофазный. Киев: Техника, 1971,Авторское свидетельство СССР612360, кл. Н 02 М 5/14, 1978.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЫ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕ - НИЙ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и используетсяв системах управления преобразователей частоты регулируемых электроприводов переменного тока, Цель изобретения - обеспечение ступенчатого регулирования фазы выходных напряжений(Н) в пределах 0й/2, Под действием тактовых импульсов, поступающихс выхода управляемого генератора тактовых импульсов 3, счетчик 2 вырабатывает на своих выходах нарастающийдвоичный код, адресный для постоянныхзапоминающих устройств 5 и 6, содержащих записанные коды дискретных1356141 15 2 О выборок синусоидального и косинусоидального Н соответственно, 11 одавая зти коды на цифровые входы цифроаналого- вых умножителей 7-10,формируют квазисинусоидальные иквазикосинусоидальные Н, определяющиеся уровнями основного и дополнительного Г.Зти Н с помощью инвертирующего усилителя (У)1 образуют основ" ную (П и П ) идополнительную (13, и с0 ) квадратурные системы Н, ортогональные друг другу, Суммирующие У 12 и 13 формируют результирующую квадратурную систему Н 3 и П , которая Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управленияпреобразователей частоты регулируемых электроприводов переменного тока.Цель изобретения - обеспечениеступенчатого регулирования Фазы вы.ходных напряжений,На Фиг.1 представлена Функциональная схема устройства, реализующеепредлагаемый способ; на Фиг.2 - схемафункционального преобразователя; нафиг.3 и 4 - векторные диаграммы, иллюстрирующие существо предлагаемогоспособа; на Фиг.5 - таблицы программирования постоянных запоминающихустройств,Устройство содержитсуммирующий усилитель 1, первый вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения Б, счетчик 2, к входу которого подключен выход управляемого генератора 3 тактовых импульсов, функциональный преобразователь 4, первый вход которого предназначен для подключения и источнику управляющего напряжениявторой вход - к источнику дополнительного управляющего напряжения Б , а выход соединен с вторым входом суммирующего усилителя 1, постоянные запоминающие устройства 5 и б, входы которых подключены к выходам счетчика 2, выходы постоянного запомина" ющего устройства 5 подключены к суммирующими У преобразуется в тфазную систему Н 0,0.,0 . С помощью Функционального преобразователя 4 и суммирующего У 1 производится уменьшение уровня Н, подаваемого на аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 7 и 9 на величины дБ =1 - (1 ) - О , где 11 - напряжение основной квадратурной системы; Б - напряжение дополнительной квадратурной системы, что обеспечивает постоянство уровня выходного Н. 5 ил. цифровым входам цифроаналоговых умножителей 7 и 8, а выходы запоминающегоустройства 6 - к цифровым входамцифроаналоговых умножителей 9 и 10,аналоговые входы цифроаналоговыхумножителей 7 и 9 подключены к выходусуммирующего усилителя 1, а аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 8 и 10 предназначены для подключения к источнику дополнительного/управляющего напряжения Б , выход цифроаналогового умножителя 10 через инвертирующий усилитель 11 подключен к второму входу суммирующего усилителя 12, первый вход которого подключен к выходу цифроаналогового умножителя 7, выходы цифроаналоговыхумножителей 8 и 9 подключены соответственно к первому и второму входамсуммирующего усилителя 13, выходысуммирующих усилителей 12 и 13 непосредственно и через инвертирующие усилители 14 и 15 - к входам усилителей 16.1-16.п, выходы которых являются выходами устройства. Функциональный преобразователь 4 содержит квадраты 17 и 18, инверторы 19 и 20, сумматоры 21 и 22 и блок 23 выделения квадратного корня, причем входы квадратора 17 и инвертора 19 предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения 0, вход квадратора 18 предназначен для подключения к источнику дополнительногоуправляющего напряжения Н , выход= И зз.п(ЮС+-, - ); 25 о ам ии иту амп ний ной истемы. аче 55 - Ц рЦ с,гсС - ),Цо Зти соотно 1 чения длг 1 ений имеют вид; я мгновенных 3 13561 которого через инвертор 20 подключен к второму входу сумматора 21, к первому входу которого подключен выход квадратора 17, выход сумматора 21 подключен к входу блока 23 выделения квадратного корня, выход которого подключен к второму входу сумматора 22, первый вход которого подключен к выходу инвертора 19, а выход сумматора 22 является выходом функционально го преобразователя 4.Способ осуществляется следующим образом.Многофазную систему квазисинусоидальных напряжений формируют путем 15 векторного суммирования напряжений, входящих .в квадратурную систему, при этом квадратурную систему напряжений подключают путем векторного суммирования основной и дополнитель ной квадратурных систем напряжения, ортогональных друг другу, причем амплитуду напряжения основной квадратурной системы выбирают равной итудное значение напряжеквадратурной системы;дное значение напряжедополнительной квадратурНа фиг.З представлена полная квадратурная система напряжений, где Ц квазисинусоидальное напряжение квад ратурной системы; Ц, - квазикосинусо- идальное напряжение квадратурной системы; 1313 Ц - выходные квазисинусоидальные напряжения.Многофазная система выходных на пряжений ЦЦ Ц Формируется путем векторного суммирования напряжений Ц и Ц , образующих совместно с проинвертированными напряжениями - Цз и - Цс.,полнуюквадратурную систему, 45При этом, например, трехфазная система выходных напряжений реализуется при выполнении соотношений (фиг.З а);Ц,50 Ц = Ц В 1 пдС ГЗ,Ц = ,3 соз уС - -1.1 В 1.пи С г 22= -- Ц,соя уС - -Ц зз.пи С2г- Ц яп(и 3 С - ).3Для пятифазной системы выходных напряжений (фиг.З б) и для тп-фазных систем выходных напряжений соотношения получают исходя из векторной диаграммы, аналогично приведенным.Для обеспечения ступенчатого изменения Фазы выходных напряжений необходимо сформировать соответствующее изменение Фазы используемой квадратурной системы напряжений, состоящей из квазисинусоидального и квазикосинусоидального напряжений Ц и Ц5 Для этого первоначально Формируют исходную систему напряжений, состоящую из квазисинусоидального и квазикосинусоидального напряжений Ц и50Затем Формируют дополнительную систему напряжений, состоящую из1квазисинусоидального Ц и квазикоси 15нусоидального Цо напряжений, сдвинутую относительно исходной на фиксированный фазовый угол. Наиболее просто реализуется фазовый сдвиг, равный Т/2, Для получения результирующей системы напряжений (Ц и Ц ) попарно соответственно векторно суммируют напряжения исходной и дополнительной систем напряжения, т,е. суммируют напряжения Ц и Ц , а5 отакже Ц и Ц. (Фиг.4 а).Операцию суммирования можно записать следующим образом:Ц 5 Цдо Ц 5 Цс Цсо + ЦоАналогично для мгновенн ний 13 = Ц зЫ ыС + 13 зЫ(а + -" 5 о 2 1 /фЦ =Ц сову С + Ц сов(сА + -) или после преобразован11 ля сохранения неизменной ампли - туды получаемой квадратурной системы должно выполняться равенство откуда след егБ, = Ц-(11)При выполнении этого условия амплитуда напряжения квадратурной систе мы 1 и 11 , а следовательно, и аслитуда выходных напряжений П,Б ,И, остается равной Б. мп щения фа Пр ыходэтом значение при х напряжений буде вно агс 1 ,"1.1 оДля обеспечейи ния Фазы прираще нака фор му, обра фиг.4 б оба осуц мируют тно ор противоположного г лнительную систе ьную основно ствляется еализация спо следующим образом.Под действием тактовых поступающих с выхода управ генератора 3 тактовых импу счетчик 2 вырабатывает на одах нарастающий двоичны яю яйся а есным ля пос импульсовляемогольсов,своих вы квазикосинусоидальные напряжения, амплитуды которых определяются уровнями основного П, и дополнительного1напряжений. С помощью инвертирующего усилителя 11 эти напряжения образуют основную (Б и Б ) и допол/нительную (П и П ) квадратурные системы напряжений, ортогональные друг другу. С помощью суммирующих усилителей 12 и 13 формируется результирующая квадратурная система напряжений П и 13,. Эта квадратурная система напряжений с помощью суммиру ющих усилителей 16.1-1 б,тп преобразуется в и-Фазную систему напряжений 11,11Б Для обеспечения постоянства амплитуды выходных напряжений соответствующих уровню управляющего напряжения У независимо от уровня до полнительного напряжения П , управля ющего Фазовым сдвигом выходных напря х и код, явл щ др тоянных запоминающих устройств 5 и 6, в которыхзаписаны коды дискретных выбороксинусоидального и косинусоидальногонапрякений соответственно с таблицейпрограммирования (фиг.5), При подаче этих кодов на цифровые входы цифроаналоговых умножителей 7 - 10формируются квазисинусоидальные ижений, с помощью Функционалного преобразователя Й и суммирующего усилителя 1 производится Формированиеуровня напряжения У , подаваемого нааналоговые входы цифроаналоговыхумножителей 7 и 9. Функциональныйпреобразователь ц реализует зависимост Вследующегоряжение твие этого на выхо умми Формируе силителяравно я 1 аТогда в соответствии с диаграммами Фиг.З и 4 амплитуда выходных напряжений 1,Б,. П, равна У.При необходимости введенияступенчатого фазового сдвига выходных напряжений ступенчато изменяют/уровень напряжения Б источникадополнительного управляющего напряжения. При этом ступенчато изменяетсяфаза результирующей квадратурнойсистемы и, следовательно, выходной-фазной системы,Максимальное значение приращенияФазы выходных напряжений составляетф/2.Таким образом, предлагаемый способ позволяет сформировать многофазную систему квазисинусоидальных напряжений с возможностью ступенчатогоизменения Фазы выходных напряженийв пределах О - (+Т/2), что позволяеиспользовать его в системах управления преобразователями частоты длярегулирования электроприводов переменного тока, Ф зоб л ения Способ формирования многофазной системы квазисинусоидальных,напряжений, заключающийся в векторном суммировании квазисинусоидального, квазикосинусоидального и инверсных им напряжений, о т л и ч а ю щ и й -я тем, что, с целью обеспечения ступенчатого регулирования фазы выходных напряжений, Формируют исходные квазисинусоидальноеи квазико - синусоидальное напряжения, дополнительные квазисинусоидальное и квазикосинусоидальное напряжения, сдвинутые относительно исходных на фиксированный фазовый угол, попарно суммисде 13 - напре 7135 б 141 руют исходные и дополнительные квазисинусоидальные иквазикосинусоидальные напряжения, формируют при этом результирующие квазисинусоидальное и квазикосинусоидальное напряжения5.г и используют их при векторном суммировании, причем при суммировании исходных и дополнительных квазисинусоидальных и квазикосинусоидальных 10 напряжений амплитуду исходных квазисинусоидального и квазикосинусоидального напряжений выбирают равной яжение, равное амплитуд результирующих квазисину-, соидального и квазикосинусоидального напряжений;11 - напряжение, равное амплитудедополнительных квазисинусоидального и квазикосинусоидального напряжений.