Устройство для управления трехфазным инвертором

)5 Н 02 М 7/48 г Харинна во СССР 1984. РАВЛЕНИЯ ТР электро- испольно дл оричн ми, Ц адежн ль изобсти, Уст импульса рато 1 Ю гО Р вляющи спреде ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТРЫТИЯРИ ПНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение отнтехнике и предназнацзования в системах вропитания с инверторретения - повышениеройство содержит ген Изобретение относится к электротехнике и предназнацено для использования при построении экономичныхисточников трехфазного переменногонапряжения на основе инверторов.Целью изобретения является повышение надежности.На Фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управлениятрехфазным инвертором; нг Фиг. 2.временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства,Устройство содержит генератор 1импульсов, сцетцик 2 импульсов,12-звенный распределитель 3 импульсов, состоящий из последовательновключенного цетырехразрядного двоичного счетчика 4 импульсов и дешифратора 5 с выходами 6,1-6,12, ямися одновременно выходами ра,ЯОИ 59387 2счетчик импульсов и 12-звенный распределитель импульсов, дешифратор импульсов, длительность которых соотносится между собой по синусоидальному закону, коммутатор с группами элементов И и элементами ИЛИ, узел Формирования импульсов управления с тремя формирующими высокочастотными триггерами и низкочастотными триггерами, три пары фазных стробирующих элемен" тов. В устройстве единицные сбои в работе Формирующих низкочастотных триггеров не приводят к устойчивому расфазированию системы трехфазного напряжения, поскольку уже на следующем после сбоя такте устанавливаются исходные Фазовые состояния. 2 ил,лителя 3: дешифратор 7 шести импуль.,1сов, длительность которых соотносится между собой по синусоидальному закону, с тактирующим выходом 8 и модуляционными выходами 9.1-9.6, ком"мутатор 10 с группами элементов И11-13 и элементами ИЛИ 14-16, узел17 Формирования импульсов управленияс тремя парами Фазных стробирующихэлементов И 18-23, с ФормирующимИтриггерами 24-29, из которых тригге"ры 25, 26 и 28 являются высокоцастотными, а триггеры 25, 27 и 29 - низкочастотными элементами И 30-41, элементами ИЛИ 42-47 и разеязывающимиусилителями 48-53 мощности. Позициями 54-65 на схеме обознацены клеммыдля подключения базовых цепей транзисторов.управляемого инвертора. Впоследнем в выходные диагонали одно 155938740 фазных мостов включены трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены в звезду с образованием фаз А, ,В, С. Генератор 1, счетчик 2 и распределитель 3 включены последовательно. Входы дешифратора 7 соединены с выходами счетчика 2. Первые входы ;элементов 11.1,.11.2,12.112.2, 13,113,12 подкл 1 очены к выходам 6.16.12 распределителя 3. Вторые входы элементов 11.111.6 и11.7,11,12 подключены соответственно к выходам 9.19.6 и 9.69,1 Дешифратора 7. Вторые Входы элементов 12,1, 12.2, 12.312,8, 12,912.12 подключены соответственно к выходам 9.5.,9,6, 9,69,1 и 9,19,4, дешифратора 7. Вторые входы элементов 13,1134 13.513.10 20 и 13,11,13,12 подключены соответственно к выходам 9.49.1, 9 1. 9 6 и 9,69.5 дешифратора 7. Входы элементов 14-16 соединены с выходами соответственно элементов 11.111.12,2 12.112,12, 13.113.12. К-входы триггеров 24, 26 и 28 соединены с тактирующим выходом 8 дешифратора 7, а Б-входы - с выходами соответственно элементов ИЛИ 14-16, Первые входы элементов И 18-23 соединены соответственно с выходами 6.12, 6.4 и 6.8 распределителя 3. Вторые входы элементов И 18"23 соединены соответственно с прямыми инверсными выходами триггеров 27, 29 и 25. К-входы триггеров 25, 27 и 29 соединены соответственно с выходом элементов 18, 20 и 22, а Б-входы - с выходами элементов 19, 21 и 23. Первые входы, элементов 30, 33 и 31, 32 падключе" ны соответственно к выходам триггера24, первые входы элементов 34, 37 и 35, 36 подключены к выходам триггера 26, первые входы элементов 38, 41 и 39, 40 подключены к вь 1 ходам45 триггера 28, вторые входы элементов 30, 33 и 31 32 с выходами триггера 25, вторые входы элементов 34, 37 и 35, 36 - с выходами триггера 27,вторые входы элементов 38, 41 и 39,40 - с выходами триггера 29, Входыэлемента 42 подключены к выходамэлементов 30 и 31, входы элемента43 - к выходам элементов 32 и 33,входы элемента 44 - к выходам элемен.тов 34 и 35, входы элемента 45 - к1выходам элементов 36 и 37 входы элемента 46 " к выходам элементов 38 и 39, входы элемента 47 - к выходам элементов 40 и 41, Входы усилителей 48, 50 и 52 соединены с выходами со" ответственно элементов 42 и 43, 44 и 45, 46 и 47. Входы усилителей 49, 51, 53 подключены к выходам соответствен. но триггеров 25, 27 и 29. Выходы уси. лителей 48-53 соединяются с базовыми цепями транзисторов инвертора .Устройство работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает на своем выходе последовательность импульсов с частотой Гз кратной частоте Г синусоидального напряжения на выходе инвертора . В данном случае при Г= - 500 Гц выбрана Г = 384 кГц. Счетчик 2 в процессе своего функционирования осуществляет деление частоты 2 на 32, так что его последний раз" ряд переключается с частотой 12 кГц. Счетчик 4 обеспечивает счет до 12. На выходах 6.16.12 распределителя 3 (дешифратора 5) последовательно Формируются импульсы П , - Б , (фиг.2 а продолжительность каждого из ко")торых соответствует единичному временному интервалу. Общая продолжитель" ность двенадцати временных интервалов, формируемых в пределах одного цикла счета, составляет 1 мс и соот"Туветствует полупериодувыходного2напряжения инвертора.Счетчик 2 считает до 32, причем начало его счета и полное заполнение (самообнуление) совпадают с началом и концом единичного временного интервала 8,. В дешифраторе 7 для процес" са Формирования импульсов управления используется один тактирующий выход 8 и шесть модуляционных выходов 9,19.6, При определении, последних про,изводится априорный подбор шести на" туральных чисел (градаций), отличаю" шихся друг от друга в порядке следования по синусоидальному закону, Бс- ли, в частности, амплитуда выходного синусоидального напряжения характеризует число .32, соответствующее емкос" ти счетчика 2 и общему количеству вц" ходов дешифратора 7, то подобный ряд будет выглядеть .следующим образом;12, 19, 25, 29, 31. Нетрудно убедиться в том, что использование в дешифраторе 7 модуляционных выходов 9.1..9.6 с такими порядковыми номе" рамиобеспечивает возможность Форми155938 10 15 40 45 50 55 рования для каждого из двенадцативременных интервалов на выходах распределителя 3 шести длительностей(от начала интервала до моментов появления импульсов на соответствующих выходах дешифратора 7), соотносящихся между собой по синусоидальному закону (Фиг. 2, б). С помощью коммутатора 10 осуществляется разнесениеимпульсов, сформированных дешифратором 7 по временным интервалам, которые Формирует распределитель 3. Приэтом синусоидальный характер приобретает уже изменение длительностей от интервала к интервалу, причем для каждой из трех Фаз выходного напряжения интервалу, причем для каждой из трех Фаз выходного напряжения инвертора, В таблице указаны использованные в устройстве сочетания выходов распределителя 3 и дешифратора 7, обеспечивающие с помощью элементов 11-13 коммутатора 10 получение тоех совокупностей импульсов, сдви- нутых друг относительно друга на 120 оВ узле 17 осуществляется Формирование низкочастотных и высокочастотных импульсов управления для каждой из Фаз инвертора. Последовательности симметричных низкочастотных импульсов 02, П. 11 (Фиг. 2, е, ж, з), следующих с частотой 500 Гц, вырабатывается триггерами 25, 27 и 29, Через три пары фазных стробирующих элементов 18 и 29, 20 и 21, 22 и 23 поступают сигналы на К-входы триггеров 25, 27 и 29 соответственно с выходов 7.12, 6.4, 6.8 распределителя 3, а на 8-входы - соответственно с прямых и инверсных выходов триггеров 27, 29 и 25, относящихся к отстоящимфазам инвертора. Длительность каждо"го из низкочастотных импульсов управления соответствует полупериодуТ2выходного напряжения инвертора.Последовательности высокочастотныхимпульсов ББ , О , представляю"щие собой псевдосйнусоидальные сиг"налы, вырабатываются триггерами 24,26 и 28, к одним входам которых запускающие сигналы подводятся с тактирующего выхода 8 дешифратора 7,а к другим входам " с выходов соответственно элементов 14-16, Несущаячастота псевдосинусоидальных сигналов равна 12 кГц. С помощью элемен 7тов 3041 и 4247 производится ра знесение фа зных последователь:-остей высокочастотных импульсов 02 фф 02 08 на разные полупериоды йизкоых импульсов 110 ф1 абра зова нием в конечном . счете двухпо" лупериодных псевдосинусоидальных сиг" налов. Развязывающие усилители 48-53 мощности, помимо усиления сигналов управления, обеспечивают гальваничес кую развязку всех четырех управляющих цепей.Усиленные низкочастотные сигналы с выходов усилителей 48-53 используются для управления транзисторами инвертора.Единичные сбои в работе формирую" щих низкочастотных триггеров 25, 27 и 29 не приводят к устойчивому расфазированию системы трехфазного напря" жения, поскольку уже на следующем после сбоя такте устанавливаются исходные Фазовые соотношения.Иллюстрация воздействия помехи, возникающей, например, на выходе 6.4 дешифратора 5, показана на фиг. 2 г, 3 пунктиром. На фиг. 2, в, г, д стрелками отмечены стробирующие сиг." налы.Повышение надежности устройства обеспечивается за счет стробирования переключающих импульсов с выхода рас пределителя 3 и синхронизации работы устройства в каждом периоде. Формула изобретения Устройство дпя управления трехфаз" ным инвертором, содержащ е последовательно включенные генератор импульсов, счетчик импульсов и и-звенный (и - четное число, кратное трем) рас" пределитель импульсов, дешифратор и/2 импульсов, длительность которых соотнесена между собой по синусоидальному закону, с тактирующим выходом первого разряда, входы дешифратора соединены с выходами счетчика импульсов, коммутатор с тремя и-звенными группами элементов И, первые входы которых в каждой группе подключены к одноименным выходам распределителя импульсов, вторые входы с первого по и/2"й и с (и/2+1)-й по и-й элементов И первой группы подключены соответственно к первому по и/2 и к и/2 по первый выходам дешифратора,вторые входы с первого по и/6, Ь/6+.6.8(- )6.9(-и + 1)26110(-)56.11(-п + 1) 92 9.2 9.3 9.4 9.5 9.1(1) 9.2 9.6 ("-) 9 6(2) 9.3 9.1(1) 9.1(1) 9.4 9.6(2)9 6(2)9.6(3 + 1) 9.3 9.2 9.2 9,4(3) 9.1(1) 6.12(и) 7 1559387 8 +1) по 2 и/3 и (2 п/3+1) по и элемен" назначены для подключения к входам тов И второй группы подключенц соот- распределителя импульсов управления ветственно к (и/3+1) по и/2, и/2 по инвертором, о т л и ч а ю щ е е с я. первый и первому по и/3 выходам дешиф- тем, что, с целью повышения надежратора, вторые входы первого по и/3, ности, в качестве низкочастотных триг(и/3+1) по 5 п/6 и (5 и/6+1) по п эле" геров использованы КЗ-триггеры, узел ментов третьей группы подключены соот- формирования импульсов управления ветственно к и/3 по первый, первомуснабжен тремя .парами элементов И, по и/2 и п/2 по (и/3+1) выходам де" 1 О причем первые входы элементов И першифратора, и тремя элементами ИЛИ, вой, втоРой и третьей пар соединены входы каждого из которых соедйнены с соответственно с и, 2 и/3 и и/3 выхо" выходами элементов И соответствующей дами Распределителя импульсов, втогруппы, узел формирования импульсов Рые входы соединены соответственно с управления, содержащий три высокочас прямым и инверсным выходами низкочастотных Кя-триггера, Б-входы которых тотного КБ-триггера, относящегося соединены с тактирующим выходом де" к отстающей фазе инвертора, а выходы шифратора, .К-входы соединены с выхо- элементов И каждой пары соединены с дами соответствующих элементов ИЛИ Б- и К-входами низкочастотного тригкоммутатора, и три низкочастотных 2 О гера соответствующей фазы. триггера, выходы всех триггеров пред 1559387едактор В. Б ер чО Тираж 497 Подписное Государственного комитета ло изобретениям и открьггия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ри ГКНТ ССС изводственно-изпательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул ииа, 301 Заказ ВНИИП Составитель В. И ва Техред М. Ходанич