Устройство для управления многофазным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПЕ (1 А Р 131 госхоз ПОД ЕН ИЕ ИЗ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАН ОБР Н АВТОБУСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Саратовский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Кантер А.И., Кантер ИЛ. ВС-генераторы многофаз ных гармоническйх колебаний, построенные на четном числе каскадов. Саратов. Изд-во Саратовского университета, 1975, с. 97, рис, 86.2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92846561/07,кл. Н 02 Р 13/16,1979 , 54)( 57) 1, УСТРОЙСТВО. ДОЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, содержащее шестифазный мультивибратор, соединенный через блок усилите- лей-формирователей с блоком преобразования ширины импульсов, который выполнен в виде шести двухвходовых элементов И, объединенных по входам в треугольники, вершины которых являются входами блока преобразованияширины импульсов, цифровой фазоумножитель на триггере и двенадцати элементах И-НЕ, логический блок на две- .надцати элементах И-НЕ и блок выходныхусилителей мпульсов, причем элементыИ-НЕ цифрового фазоумножителя объединены в две группы таким образом,. что одоиподключены соответственно к прямомуи инверсному выходам триггера, другиевходы соединены попарно и образуютвходы фаэоумножителя, к первому из.которых подключен вход триггера, аэлементы И-НЕ логического блока объединены в две группы входы элементовкаждой группы попарно соединены иобразуют входы логического блока,выходы элементов И-НЕ образуют выходылогического блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования фазовых сдвигов выходных импульсов, оно снабжено генератором ступенчатого напряжения, Формирователем строб-импульсов, ге нератором пилообразного напяжения, компаратором,.формирователем импуль сов по длительности и распределителем, состоящим из шести элементов И, причем генератор ступенчатого напря-. жения выполнен в виде шести полупро" водниковых ключей, одни входы которых образуют входы генератора ступенчатого напряжения и соединены с выходами блока преобразования ширины им пульсов, другие входы подключены к выходам делителя напряжения, состоящего из шести последовательно соеди- Е ненных потенциометров, а выходы ключей соединены между соббй и подключены к одному из входов компаратора, к другому входу которого через последовательно соединенные формирователь строб-импульсов и гене- а ратор пилообразного напряжения подключен первый вход генератора ступенчатого напряжения, одни входы элементов И распределителя объединены И через формирователь импульсов по длительности подключены .к выходу ком" паоатоРа. другие входы элементов И соединены с соответствующими входами генератора ступенчатого напряжения, а выходы подключены к входам фаэоумножителя.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор пилообразного напряжения содержит интегратор с разрядным ключом, эле мент задержки, компаратор, стробируемые ключи и конденсатор с зарядным резистором, причем вход генератора пилообразного напряжения соединен с одним иэ входов стробируемых ключей и через элемент задержки - с разряд. ным ключом интегратора, выход кото" рого подключен к входу компаратора, выход компаратора соединен с вторыа,1023621 входом стробируемых ключей, выход которых через зарядный резистор соединен с конденсатором и входом комнаратора.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных комплексах для централизованного электроснабжения предприятий на частотах, отличающихся 5 от промышленной 50 Гц, в системах гарантированного питания и других преобразовательных устройствах.Известно устройство для управленкя многофазным преобразователем, содер жащее шестифазный мультиаибратор, соединенный через блок усилителей- формирователей с блоком;преобразбва-, ния ширины импульсов, и блок выход" ных усилителей импульсов. Данное уст-д ройство обладает высокой помехоустойчивостью, надежностью и простотой в эксплуатации Щ.Однако из-за разброса параметров ВС-элементов и характеристик транзисторов шесчнфазного мультивибратора разности фаз сигналов, снимаемых с двух соседних выходов устройства, могут отлнчатьея от идеального значения ЭО эл. град.Наиболее близким по технической .сущности к изобретению является устрой" стводля управления многофазным преоб. разователем частоты, содержащее шестифазный мультивибратор, соединен ный через блок усилителей - Формирователей с блоком преобразова" ния ширины импульсов,. который выполнен в виде. шести двухвходовых элемент тов И, объединенных по входам в треугольники, вершины которых являются -35 входами блока преобразования ширины импульсов, цифровой Фазоумножитель на триггере и двенадцати элементах И-НЕ, логический блок на двенадцати элементах И-НЕ и блок выходных усили-телей импульсов, причем элементы И-НЕ цифрового фазоумножителя.объединены в две группы таким образом, что одни входы элементов И-НЕ обоих групп подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, другие входы соединены попарно и образуют входы Фазоумножителя, к первому из которых подключен вход триггера, а элементы И-НЕ логического блока объединены в две группы, входы элементов каждой группы попарно соединены и образуют входы логического повышения точности работы устройствав переходных режимах, делитель напря-.жения генератора ступенчатого напряжения подключен параллельно конден.:сатору генератора пилообразного напряжения. 3блока, выходы элементов И-НЕ образуют выходы логического блока 2 3,Это устройствО обладает бОлее точными сдвигами в системе выходных импульсоа, .чем известное устройство,однако не устраняет асимметрию импуль"совф связанную с асимметрией Фаз шес"тиФазного мультивибратора, котораяустраняется только при полной идентичности ВЯ":элементов и полупроводни-.ковых приббров, испольэуемюх. в схеме.Это связано с применением дорогостоя-.щих прецизионных элементов и большойработой по отбору полупроводниковыхприборов и Усложнением настройки схе-.мы е.Цель Изобретения - повышение точности Форьйрованкя фазовых сдвиговвыходных импульсов,1Указанная, цель достйгается, тем,что устройство для управления многофазным преобразователем частоты снабжено генератором ступенчатого напряжения, Формирователем строб-импульсов,генератором пилообразного напряжения,ксещаратором, Формирователем импульсов па ддительности и распределителем,состоящнм из шести элементов И, причемгенератор ступенчатого напряжения выполнен в виде шести полупроводниковыхключей, одни входы которых образуютвходы генератора ступенчатого напряжения и соединены с выходами блокапреобразования ширины импульсов, другие входы подключены к. выходам делите=ля напряжения, состоящего из шестипоследовательно соединенных потенцио-.метров, а выходы ключей соединены -между собой и подключены к одному извходов компаратора, к другому входу,которого через последовательно соединенные Формирователь строб-импульсов и генератор пилообразного напряжения подключен первый вход генератора ступенчатого напряжения, однивходы элементов И распределителяобъединены и через Формирователь импульсов по длительности подключены квыходу компаратора, другие входыэлементов И соединены с соответствующими входами генератора ступенчатогонапряженияа выходы подключены квходам Фазоумножителя.1023621Генератор пилообразного напряжения обоих групп подключены соответственносодержит, интегратор с разрядным клю- к прямому иинверсному выходам триг "-:чоы элемент задержки, компаратор,гера 11, другие входы соединены попар-стробируемые ключи и конденсатор с но и образуют входы фазоумножитезарядным резистором, причем вход ге- ля 10,к первому иэ которых подключениератора. пилообразного напряжения со вход триггера 11.едииен с одним иэ входов стробируемых Элементы И-НЕ 2536 логическогоключей и через элемент задержки с раэ блока .24 объединены в две группы 25,, рядным ключом интегратора, выход ко, 29, 31, 33, 35 и 23, 28, 30, 32,торого подключен к входу компаратора, 34, 33, причем входы элементов кажвыход компаратора соединен с вторым 10 дой группы попарно соединены и обравходом стробируеьих ключейвыход ко- зуют входы логического блока 24, аторых .через зарядный резистор соединен выходю этих элементов образуют выходыс конденсатором .и входом иитегратора. логического блока 24.С целью повышения точности работы Одни входы полупроводниковых клю-.устройства в переходных режимах де чей 3944 образуют входы геке-,литель напряжения генератора студен- ратора. ступенчатого напряжения 38 ичатого напряжения подключен .параллель- соединены с входами блока преобраэоно конденсатору генератора пилоаб- вания ширины импульсов 3, а другиеразного напряжения.входы подключены к выходам делителяна фиг. 1-3 показана электрическая 2 О напряжения 45, состоящего из последосхема предлагаемого устройства на вательно соединенных потенциометров.фиг. 4 - графики, поясняющие его Выходы ключей 3944 соединены (работу (04 049.) . - напряжения на вы- мвжду собой и подключены к одному иэходах элементов 4,49).. .входов компаратора 48. Другой входустройство для управления многоФаз.25 компаратора 48 через последовательноным преобразователем частоты включает соединенные 4 ермирователь стробшестифазный мультнвибратор 1, блох, импульсов 46 РПИ 47усилителей- всвязан с первыме -Формирователей 2, блок входом генератора ступенчатого наппреобразовання ширины .импульсов 3, ряжения 38,выполненный в виде мести двухвходо- Выход компаратора 48 через Формивых элементов И 4 9,.объединенных рователь длительности и 49по вхо ам в ва т ео импульсовд д а тр угольника, верцщны связан с объединенными входами шестикоторых подключены к выходам блока элементов И 5153 распределителяусилителей-формирователей, а также: 50, другие входы этих элементов со цифровой фазоумножитель 10 на трнгге- .единены с соответствующире. д адцати элементах И-НЕ генератора ступенчатого напряжения1223, логический блок 24 иа две-. 38, а выходы подключены к входам Фазонадцати элементах ф Н-НЕ 2533,умножнтеля,.блок выходных усилителей:.импуль- Устройство для управления много-соэ 37, генератор ступенчатого иап- . Фаэным преобразователем частоты.Ряжения, 38, выполненный на шести 40 работает следующим образом.полупроводниковых ключах 3944 и Параметры элементов шестифазногоделителе напряжения 45, формирователь, .мультивибратора 1 выбираются такимстроб-импульсов 46.генератор пнлооб образом, чтобы его рабочая частотаразного. напряжения(ГПН)47, компара-была вдвое больше чем частор ., Формирователь импульсов по 45 ходных импульсов. Вырабатываемые надлительности 49 и распределитель 50, выходе мультивнбратора 1 шесть сдвисостоящий из шести элементов И нутых по Фазе на 305156. (,ГПН) состоит нз ннтеграто- налов формируются затем в 180-тира 57 с разрядньв ключом 58,элемента градусные прямоугольные импульсы сзадержки 59, компаратора БО, стробн О помощью блока усилителей-формироваруеьых ключей 61 н конденсатора 62 телей 2.с зарядным резистором 33. . На входы элементов И 4 .9д оединен с одннМ из преобразования ширины импульсов 3е тов , блокавходов стробнруемвх ключей 61 и через подаются сигналы со сдвигом по фазеэлемент задержки 59 с зарядным ключемв 120 эл. град., что обеспечиваетгр р . ыход интегратораполучение на выходе импульсов шириной57 подключен к входу компаратОра 60, 60 эл. град. Эти импульсы используют- выход которого соединен с вторим вхо- ся для стробирования полупроводниыодом стробируеьых ключей 31. Выход вых ключей 3944 генератора сту- .стробируемых ключей 61 через зарядный пеичатого напряжения 38, вых д котореэнстор 63 соединен с конденсатором .6 О рого поочередно подключается к выхо 62 и входом интегратора 57.дам делителя напряжения 45.Элементы И-НЕ 12 23 цифрового С первого выхода блока преобразоФазоумножителя 10 объединены в две вания ширины импульсов 3 запускаетсягРУппы 1217 и 1823 таким обра- формирователь строб-импульсов 46,зом, что одни входы элементов И-НЕ 65 который вырабатывает короткий импульсдлительностью около.2 мкс. Этотимпульс является.унравляющим для ГПН 47, ГПН .47 вырабатывает пилообразное напряжение с амплитудой, не зависящей от частоты запускающих им пульсов. Для этого пилообразное напряжение, вырабатываемое интегратором 57, сравнивается на компараторе 60 с опорным напряжением. В зависимости от знака рассогласования во время действия строб-импульса открывается 01 О один из стробируемых ключей 61, при этом заряжается или разряжается,.конденсатор 62 со скоростью, определяемой зарядным резистором 63, Обратная связь, осуществляемая подачей 15 напряжения с, :конденсатора 62 на вход интегратора 57, обеспечивает стабилизацию амплитуды выходного напряжения . ГПН 4.7. По окончании действия строб-. импульса с небольшой задержкой, определяемой элементом задержки 59, осу-.ществляется сброс напряжения пилы разрядным ключом 58.Пилообразное напряжение с выхода - ГПН 47 подается на вход компаратора 48, на другой вход которого подается сигнал с выхода генератора ступенчатого напряжения 38. В моменты времени, соответствующие. равенству входных напряжений компаратора 48 на 30 его выходе образуются перепадЫ напряжений, Положительные перепады ис" пользуются для запуска формирователя 49, с выхода которого снимаются импульсы требуемой длительности.Для распределения полученных импульсов по каналам они подаются: на объединенные входы элементов И 5156 распределителя 50, которые управля"ются по другим входам импульсами свыходов блока преобразования шириныимпульсов 3.С выходов распределителя 50 импульсы поступают,на входы элементов И-не1223 цифрового фазоумножителя 10,Счетный триггер 11, срабатывая по.переднему фронту импульсов, поступающих с первого выхода распределителя 50, осуществляет подачу уровня ло.гической "1" попеременно на входыэлементов И-НЕ, входящих в группы1217 и 18; 23, В результатена выходе фазоумножителя 10 образуется система двенадцати отрицательныхимпульсов, сдвинутых относительнодруг друга на ЗО эл. град. В логическом блоке 24 осуществляется суммирование импульсов, отстоящих по фазена 60 эл. град., с последующим инвертированием. Сформированная такимобразом последовательность импульорвпоступает на входы блока выходныхусилителей импульсов, на выходахкоторого образуется система двенадца 1ти сдвоенных импульсов, имеющих .требуемую амплитуду и крутизну.Для повышения точности работыустройства в переходных режимах питание делителя напряжения 45 осуществляется напряжением, снимаемым сконденсатора 62 ГПН 47,Устройство, сохраняя высокую помехоустойчивасть, надежность и простотуэксплуатации, позволяет получить более высокую степень симметрии системы управляющих импульсов в стационар-ных и переходных режимах.1023621 Составитель В. Бунаковедактор О. Колесникова Техред М.Костик Корректор Ю рен ка лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 236/48ВНИИПИ Госпо делам035, Москв Тираж 68 арственного ко зобретений и оЖ, Раушска Подписитета СССРрытийнаб., д. 4/5