Устройство для управления преобразователем частоты

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИН 504 Н 02 М САНИ ТЕНИ СКОМУ СВИ ЬСТ КА ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТШИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Специальное конструкторскоебюро биофизической аппаратуры(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты. Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты. Устройство со,ЯО 12462 держит цифровой задатчик частоты 1,выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоты (РКВЧ) ик регистру 3 кода кратности (РКК).Выход РКВЧ 2 соединен с входом задающего генератора 4, выход которогоподключен к ждущему мультивибратору 5, Управляемый переключатель 6подключает к ждущему мультивибратору 5 времязадающие резисторы. Код сРКК 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий входкоторого поступают импульсы со ждущего мультивибратора 5. Выход реверсивного счетчика 7 соединен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы .которого подключены к адреснымвходам постоянного запоминающегоустройства (ПЗУ) 9. Младой адресныйразряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора 5, Код с выхода ПЗУ 9поступает на схему управления сило1246282 выми ключами преобразователя частоты. Задатчик выходной частоты 1 уп равляет работой задающего генератора 4, причем диапазон выходной частоты разбивается на ряд поддиапазонов. Задатчик выходной частоты 1 с помощью входящего в него микропроцессорного устройства осуществляет расчет кода периода следования импульсов на выходе задающего генера"1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке преобразователей частоты, предназначенных, например,для частотного управления электроприводами, работающими в широком диапазоне частот вращения.Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты.На фиг. 1 представлена функцио-нальная схема устройства управления; на фиг. 2 - схема одной фазы непосредственного преобразователя частоты на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства управления преобразователем частоты; на фиг. 4 - вариант реализации устройства управленияУстройство (фиг.1) содержит цифровой задатчик 1 частоты, выходы которого подключены к регистру 2 кода выходной частоть 1 и к регистру 3 кода кратности. Регистр 2 кода выходной частоты соединен с задающим генератором (ЗГ)4, выход которого подключен к ждущему мультивибратору 5, Управляемый переключатель 6 подключает к мультивибратору 5 времязадающие резисторы, Код с регистра 3 поступает на входы реверсивного счетчика 7, на вычитающий вход которого поступают импульсы со ждущего мультивибратора. Выход счетчика 7 соеди" нен со счетным входом адресного счетчика 8, выходы которого подключены к адресным входам постоянного тора 4 и кода кратности в зависимости от частоты напряжений на выходахпреобразователя частоты. Причем наболее низких частотах выбирают большие значения кодов кратности, которые уменьшают по мере увеличения выходной частоты преобразователя.Устройство реализует режим широтно-импульсного регулирования. 4 ил. 2запоминающего устройства (ПЗУ)9.Младший адресный разряд ПЗУ 9 подключен к выходу мультивибратора.Код с выхода ПЗУ поступает на схему5 управления силовыми ключами 10-15преобразователя 16 частоты (фиг.2).Кроме того, на фиг. 4 обозначены микропроцессор 17, генератор 18тактовых импульсов, ПЗУ 19 команд,10 регистр 20 состояний, шинный формирователь 21, ОЗУ 22, вычитающийсчетчик 23,Устройство работает следующим образом,Задатчик 1 выходной частоты управляет работой задающего генератора 4Диапазон. выходной частоты разбивается на ряд подциапазонов, таккак в ПЧ применяется многократноеМ широтно-имгтульсное регулирование(ШИР). Каждому поддиапазону соответствует определенный коэффициент кратности К. Число с выхода задатчикавводится в регистр 2 кода выходнойчастоты.С регистра код выходной час-,,тоты поступает на цифровой вход задающего генератора 4, который вырабатывает частоту 30 1.", 6 К. Е + 300 Гц,где й, - частота задающего генератора; 1:- частота ПЧ; З К; - коэффицент кратности.Импульсы ЗГ осуществляют запускждущего мультивибратора 5, на выходекоторого вырабатывается последова 410 тельность импульсов, следующих с1246 0 0 О 0 1 1 0 0 0 0 0 0 О зчастотой Е, и длительностью Т равной 5 где 7 - длительность импульсовРна выходе ждущего мультивибратора при заданнойкратности К.17 - длительность импульсов 10на выходе ждущего мультивибратора для кратностиК,=1При переходе с одного поддиапаэона выходной частоты на другой проис ходит изменение коэффициента кратности. Определенному значению К; соответствует значение кода на выходах регистра 3. Соотношение 20еф К.1обеспечивается выбором соответствующих сопротивлений времязадающих резисторов переключателя 6, который управляется кодом, поступающим с ре 25 гистра кода кратности. Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 5 посту/ 282 4пает на младший разряд адресноговхода ПЗУ 9 и определяет состояниеПЧ "Цауза" или "Импульс напряжения".Сигналы с мультивибратора 5 поступают также на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. На вход предварительной записи счетчика 7 поступаетсйгнал переноса, при этом осуществляется параллельная запись кода кратности с выхода регистра 3. Сигналс выхода обратного переноса счетчика 7 поступает на счетный вход адресного счетчика 8. Код с адресногосчетчика 8 поступает на старшие разряды адресных входов ПЗУ 9. Каждому из двоичных кодов на адресных вхо-. дах ПЗУ 9 соответствует определенный код на выходах, который определяет комбинацию включенных силовых ключей преобразователя частоты.В табл.1 для ключей 11-15 приведен выходной код ПЗУ 9, в зависимости от состояния счетчика адресов. Значение "1" на выходах 10-15 ПЗУ 9 соответствует сигналам на включение силовых ключей 10-15 преобразователя 16 частоты.Таблица 1Для нулевойсхемы 37000 - 80000 17000 - 37000 1 4000-8300 2 4000-8000 2000-4150 2000-4000 Как следует из диаграммы состояний силовых ключей, при одних состояниях счетчика адресов (например, четных) эти ключи Формируют импульс выходного напряжения а при других состояниях (нечетных) "паузу" напряжения, Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется режим широтно-импульсного регулирования (ШИР).Один из возможных вариантов реализации системы управления ПЧ представлен на фиг.4. Задатчик 1 выходной частоты реализуется с помощью микропроцессорного устройства на основе, например,микропроцессорного набора серииК 580, Микропроцессорное устройствобсуществляет выдачу кода кратностии расчет кода периода импульсов навыходе ЗГ цифрового типа, которыйсостоит, в свою очередь, из высокочастотного опорного генератора им-.пульсов С и многоразрядного вычитающего счетчика СТ,Микропроцессорное устройство задатчика 1 выходной частоты осуществляет расчет кода периода следова.ния импульсов на выходе ЗГ в соответствии с выражением где И, - код периода импульсов навыходе ЗГ;Н - код выходной частоты ПЧ; К. - коэффициент кратности.1Этот код вводится в регистр 2 и переписывается в вычитающий счетчик 23 по сигналу переноса, поступающему на вход предварительной записи в момент, когда в вычитающем счетчике 23 оказывается число, равное ну"лю, Импульсы с генератора С, поступающие на вычитающий вход, уменьшает содержимое вычитающего счетчикаи в момент, когда оно становитсяравным нулю, осуществляется параллельная запись кода И . в вычитающийГ10 счетчик 23 и процесс повторяется.На элемент 17, в качестве которого может быть использован стандартный микропроцессор К 580 ИК 80, поступают сигналы с генератора 18 тактовых импульсов. Элемент 17 в соответствии с программой, записанной вПЗУ 9 команд, выдает на шину данных информацию, содержащую определенное значение кода периода частоты исоответствующее ему значение кодакратности К, Кроме того, эта информация содержит управляющие слова,которые запоминаются в регистре 20состояния, Данные через шинный формирователь 21 поступают на внешниеустройства и память. Код кратностии код периода частоты запоминаютсяв регистре 2 кода выходной частоты и в регистре 3 кода кратности,содержащихся в программируемом параллельном интерфейсе (например, стандартный элемент КР 580 ВВ 55). Элемент22 представляет собой ОЗУ, котороенеобходимо для запоминания промежу точных результатов вычислений,В табл.2 в качестве примера; приведены расчетные значения частот Еззадающего генератора для различныхподдиапазонов. Расчеты выполнены для 40 непосредственного преобразователячастоты, соединенного по нулевой имостовой схемам. НПЧ осуществляетпитание обмоток электродвигателя. Диапазоны частот задающего генератора, ГцДля нулевойсхемы 2000-4000 2000-4000 2400-4000 4 4000-8000 8 4000-8000 16 4800-8000 7000 - 70002000 - 70000 - 2000 Микропроцессорное устройство задатчика 1 выходной частоты осуществляет расчет требуемого кода кратности К в зависимости от частоты напряжений на выходах ПЧ. Причем на более низких частотах выбирают большие значения кодов кратности и уменьшают по мере увеличения выходной частоты ПЧ. формула изобретения Устройство для управления преобразователя частоты, содержащее задатчик выходной частоты, связанный с задающим генератором и с адресным счетчиком, подключенным к старшим адресным входам постоянного запоминающего устройства, запрограммированного в соответствии с законом управления, причем его выходы связаны с соответствующими управляющими цепями силовых ключей преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения формы выходного Диапазоны частот задающего генератора, Гцнапряжения при обеспечении широкогодиапазона регулирования выходной частоты, оно снабжено регистром кода выходной частоты, регистром кода крат-.ности, управляемым переключателеми реверсивным счетчиком, причемвычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом ждущего мультивибратора, соединенным с младшимадресным входом постоянного запоминающего устройства, а к информационному входу этого счетчика подключен 30выход регистра кода кратности, соединенный через управляемый переключатель с времязадающим входом ждущего мультивибратора, информационный вход этого регистра подключенк выходу задатчика выходной частоты, З 5 который через регистр кода выходнойчастоты соединен с информационнымвходом задающего генератора, причемвыход последнего подключен к входуждущего мультивибратора, а выход ре версивного счетчика соединен сосчетным входом адресного счетчика.ак но ВНИИПИ по 11303