Способ управления автономным инвертором с широтно импульсной модуляцией

.(51)4 Н 02 М 7 ЕТЕНИ ЛЬСТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ Св(71) Кировский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР 11 995258, кл. Н 02 Н 7/48, 1981,Зюбин В.ф. Дискретные системы управления автономными инверторами с ШИМ по нелинейному закону. - Электротехника, 1974, Ф 11, с. 43. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯ-ЦИЕй(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления автономными инверторами с широтно-импульсной моду" ляцией автоматизированных электропри" нодон переменного тока, Целью изобретения является повышение точности преобразования выходного синусоидального напряжения. Для этого на каждом полупериоде синусоидального напряжения формируют и временных интервалов, где и = 2, 4, 6 внутри каждого из которых формируют импульс управления, импульсы управления формируют симметрично относительно середины полупериода, а их длительность моду.- лируютпо синусоидальному закону, при этом в первой половине каждого. полупериода совмещают моменты окончания формирования каждого интервала и соответствующего импульса управления, а во второй половине каждого по- Е лупериода совмещают моменты начала формирования каждого интервала и соответствующего импульса управления. С 5 ил.-1390748 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах управления автономными инверторами с широтно-импульсной модуляцией автоматизированных электро 5приводов переменного тока.Цель изобретения - повышение точности преобразования синусоидальноговыходного напряжения. 10На фиг. 1 представлена диаграмма,поясняющая предложенный способ прии = 8; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг. 3 - диаграмма, поясняющая работу устройства при и = 8; нафиг 4 - блок-схема элемента временной модуляции управляющих импульсов;на Фиг. 5 - принципиальная схема силовой части инвертора.20Устройство для реализации способасодержит последовательно соединенныезадающий генератор 1 коротких импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3,первый вход цифрового компаратора 4 25и элемент 5 задержки, элемент 6 временной модуляции управляющих импульсов, счетный вход которого соединенс выходом задающего генератора 1,управляющий вход - с выходом делителя 2 частоты, а выход " с одним извходов реверсора 7, другой вход которого соединен с выходом делителя 2частоты, управляющий вход - с выходомэлемента 5 задержки, а выходы - свходами КБ-триггера 8. Выход КБ-триг 35гера предназначен для соединения свходам инвертора 9, для соединения суправляющим входом которого предназначен выхоц элемента 5 задержки,Устройство для реализации способаработает следующим образом,На выходе задающего генератораформируется последовательность импульсов заполнения Г , поступающаяна вход делителя 2 и счетный входэлемента 6 временной модуляции уп-равляющих импульсов. На выходе делителя 2 формируется последовательностьимпульсов с частотой Г ц . 2 иГ, гдеГ - частота выхоцного синусоидального 50напряжения инвертора, и = 8 - числоинтервалов, на которые предварительно разбита полонина периода выходногонапряжения (Фиг. 1). Последовательность импульсов с частотой Г , поступает на один из входов реверсора 7и одновременно на запускающий входэлемента 6. Элемент 6 временной модуляции управляющих импульсов может быть выполнен на основе блока памяти и дешиФратора. Элемент 6 содержит блок 10памяти, подключенный к дешифратору11, к управляющему входу которогоподключен выход счетчика 12 интервалов, а выход дешифратора подключен кинформационному входу счетчика 13,Элемент 6 работает следующим образом. Последовательность импульсовс частотой Г= 2 иЕ, поступающаяс выхода делителя 2 частоты, подается на счетный вход счетчика 12, навыходе которого Формируется код номера М импульса интервала, которыйподается на управляющий вход дешиФратора 11. При этом счетчик 12считает от 1 до и и каждому из еговыходных кодов на выходе дешифратора соответствует код, определяющийвыдержку времени формирования заданного импульса, Если считать моментвремени прихода П-го импульса началом -го интервала, то на выходедешифратора в каждый данный моментвремени присутствует код И длительности задержки импульса, соответствующий номеру И; интервала. При этомв первой полонине полупериода величина кода И соответствует числу,определенному как частное Т ,. -Ф- СИ;/йз, а во второй половине -как частное ТИ,/1 , округленных довзфцелых чисел,В момент времени прихода 0-го импульса происходит перепись кода длительности задержки импульса в 1-минтервале в счетчик 13, откуда записанная информация сразу же. считывается до нуля последовательностью импульсов Е заполнения, поступающихс выхода задающего генератора 1(Фиг. 2) . В момент окончания считывания на выходе счетчика 13 формируется импульс. Выход счетчика 13является выходом элемента 6 и подключен к одному из входов реверсора 7(Фиг. 2) .формирование импульса на управляющем входе реверсора 7 происходитследующим образом. Поступающие с выхода делителя 2 импульсы Г периодически считываются в счетчике 3 от1 до и, на выходе которого при этомформируется код номера И импульсаинтервала. В цифровом компараторе 4осуществляется сравнение входноготекущего кода номера И импульса инитервала, поступающего с выхода счетчика 3, и эталонного поступающего на второй вход компаратора 4 и соответ 5 ствующего номеру И = и/2. Компаратор 4 имеет на своем выходе нулевое состояние, если И ъ М и единичное, если М( И. При этом переход из нулевого состояния в единичное происходит в момент прихода импульса с номером И= и, а из единичного в нулевое - в момент прихода импульса с номером М= и/2. В элементе 5, на вход которого приходит импульс с компаратора 4, происходит сдвиг по времени фронта и среза выходного сигнала компаратора 4, При этом временная задержка фронта сигнала выбирается большей задержки импульса в интервале с номером И, = и в элементе 6, задержка среза - большей задержки импульса в интервале с номером М, = и/2. Длительность задержек фронта и среза ограничена длительностью интервалов. Сигнал с выхода элемента 5 задержки поступает на управляющий вход реверсора 7. При этом при единичном управляющем сигнале выходной импульс элемента 630 через реверсор подается на запускающий Я-вход КБ-триггера 8, а импульсы интервала - на сбрасывающий К-вход. При нулевом управляющем сигнале порядок прохождения импульсов с выхода3 элемента 6 и импульсов интервалов меняется на обратный, т.е. с выхода элемента 6 импульсы поступают на К-вход, а импульсы интервалов - на Б-вход КБ-триггера 8.Импульсы управления с выхода КВ 40 триггера 8 распределяются в инверторе 9. Инвертор состоит из управляемого .распределителя 14 импульсов, блока 15 формирования сигнала управления, согласовывающих элементов 1645 и 17, силовой части инвертора 18, состоящей из ключевых элементов 19- 22.На информационный вход распределителя 14 импульсов сигнал Е подает ся с триггера 8, на управляющий вход сигнал поступает с выхода блока 15, а два выхода блока 14 соединены соответственно с двумя согласующими элементами 16 и 17, с каждого из которых 55 сигнал поступает на управляющие входы двух ключевых элементов плеча двухфазного мостового инвертора 18. Инвертор 9 работает следующим образом. Импульсы управления с триггера 8 поступают на информационный вход распределителя 14 импульсов. В зависимости от состояния сигнала управления сигналы с информационного входа поступают на тот или другой выход блока 14. Таким образом, в каждый данный момент времени в работе участвует один из двух выходов блока 14 и соответственно один из двух каналов инвертора 18, например канал, состоящий цз элементов 16, 9 и 22. Согласующие элементы 16 и 17 служат для усиления импульсов управления и гальванической развязки. В ключевых элементах, в роли которых выступают транзисторы 19-22, происходит дальнейшее усиление импульсов управления по мощности, При изменении управляющего сигнала на входе блока 14 закрывается ранее работавший канал и в работу вступает другой канал инвертора 18, т.е. канал, состоящий из элементов 7, 20 и 21. Блок 15 работает в режиме Т-триггера и изменение управляющего сигнала на его выходе происходит вмоменты изменения сигнала с выхода элемента 5 из нулевого положения в единичное (фиг. 3), т.ев моменты времени, близкие к Р К. Присмене управляющего сигнала блока 14 ни форма импульсов управления, ни порядок их следования не изменяются. Изменяется лишь полярность напряжения на выходе инвертора 18, Таким образом, обеспечивается симметрия выходного напряжения относительно точек ГК.Ширина модулированных по синусоидальному закону импульсов управления может быть определена в зависимости от цели преобразования. Ширина импульса, в каждом интервале, на которые предварительно разбита синусоида выходного напряжения, может быть определена из следующих соотношений(2)у в где 1. = 1, 2и - число интервалов, на которыеразбит полупериод синусоидывыходного напряжения;Х. - номер интервала в пределах1полупериода;Тираж 665Государственного келам иэобретений и.осква, Ж"35, Раушск Подписно митета СССР ткрытий .я наб д