Устройство для управления частотно-регулируемым трехфазным инвертором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 305 А 151) 4 Н 02 М 7/55 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН тно-импульсный способ автономных инверторо ой от параметров нагр кривой выходного напр ическая и информацион ника: Тематический сб МЭИ. Вып. 275 И, 1975. Шир ровани зависи формой Энерге ул не зкижения. -ая рник мизевич, В.В.Маркин, и Г,И.Салект(54) УСТТОТНО-РЕТОРОМ стемаразоваздат,(57) Изобретение относитс технике и может быть испо к электро;зовано в автономн пульсной ратно-им- изобретеасширение й. Устройя структух инверторах смодуляцией. Цется упрощение ия автоергия,ния явля функцион ство поз ьных возможнос ляет, не услож ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Бизиков В.А., Миронов В.НОбухов О.Г., Шамгунов Р.И, Сиуправления тиристорными преобтелями частоть. - М.: Энергои1981, с. 142, рис. 60.Калашников Б,Е., КривицкийЭпштейн И.И. Системы управленномными инверторами. - М.: Эн1974, с. 95, рис, 57. ЙСТВО ДЛЯ УПР,АВЛЕНИЯ ЧАСЛИРУЕМЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ИНВЕР1365305 35 ры, реализовывать большое число алгоритмов работы, что достигается использованием логических переключателей 18 и 19, входы которых соединеныс одновибраторами 15-17 формированиякоммутирующих интервалов, генератором8 импульсов регулируемой скважностии счетчиком 11 шестидесятиградусныхинтервалов. Для обеспечения независимости частоты работы автономногоинвертора от числа импульсов в кривой 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления автономными инверторами с широтно-импульсной модуляцией.Цель изобретения - упрощение и расширение функциональных возможностей устройства.На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема автономного инвертора напряжения; на фиг, 3 - диаграммы работы.Устройство содержит последовательно включенные задатчик 1 частоты, ведущий генератор 2, делитель 3 частоты и коммутатор 4. Задатчик 5 алгоритма работы через синхронизатор 6 соединен с коммутатором 4. Задатчик 7 напряжения подключен к задающему входу формирователя 8 импульсов регулируемой скважности, выход которого соединен с выходом делителя 9, выходы которого подключены к входам коммутатора 10, выход которого соединен со счетным входом счетчика 11, имеющего выходы 12-14, входы одновибраторов 15 и 16 подключены к выходу формирователя 8, а одновибратор 17 - к выходу коммутатора 10. Три выхода логических переключателей 18 и 19 соединены с блоком 20 выходных формирователей непосредственно, а три - через элементы ИЛИ 21. Выходы блока 20 соединены с управляющими входами, автономного инвертора напряжения. Счетчик 22 останова соединен с последовательно включенными Э-триггером 23, элементом И 24 и выходом блока выходного напряжения устройство снабжено двумя делителями 3 и 9 частотыс соответствующими коммутаторами 4и 10, переключаемыми противоположнымобразом. Для обеспечения надежногопуска и останова автономного инвертора устройство снабжено счетчиком 22,Р-триггером 23 и элементами И 26, 24и элементом ИЛИ 21, соединенными слогическими переключателями 18 и 19.3 ил., 1 табл. 225 пуска, к входу счетчика 22 подключен элемент И 26.Автономный инвертор напряжениясодержит коммутирующие тиристоры ь 27. 1-27.6, силовые тиристоры 28. 128,6 и коммутирующие контуры 29.129.3.Устройство работает следующимобразом.10 Задатчики 1, 5 и 7 формируют сигналы о требуемой частоте, алгоритмеуправления (числе импульсов в периоде выходного напряжения автономногоинвертора напряжения) и величине выходного напряжения, изменяемоГо спомощью широтно-импульсного регулирования. Ведущий генератор 2 вырабатывает импульсы, частота которых определяется задатчиком 1 и подает их 20 на делитель 3, сигнал с одного извыходов которого, выбранный коммутатором 4 в соответствии с требуемымалгоритмом управления, определяемымзадатчиком 5, поступает на вход формирователя 8. Для обеспечения устойчивой работы автономного инверторанапряжения при смене алгоритма изменение последнего синхронизировано,синхронизатором 6 с выходным сигналомформирователя 8, Ири поступлении сигнала пуска с блока 25 счетчик 22 устанавливается в нулевое состояние иснимает сигнал установки в нуль с делителей 3 и 9, формирователя 8 и счетчика 11. Импульсы с выхода делителй 3 через коммутатор 4 начинают поступать на вход формирователя 8,определяя частоту формируемых им им1365305 Логический переключатель 18 Входной код Выходной код Входной код Выходной код 111 Г У выхода В входа У выхода 1 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 пульсов, скважность которых определяется задатчиком 7. Формирователь 8 может быть выполнен, например, в виде последовательно включенных счетчика, заполняемого имиульсами с выхода коммутатора 4 и первого входа сумматора, на второй вход которого подан код, определяющий скважность, а выходные импульсы снимаются с выхода переноса сумматора. Счетчик 11; получая импульсы от формирователя 8 через делитель 9 и коммутатор 10, начинает отсчет шестидесятиградусных интервалов;С приходом импульса пуска снимается сигнал установки в нуль с Э- триггера 23. Передний фронт импульса с формирователя 8 запускает одновибраторы 15 и 16, а выходной импульс одновибратора 16 через элементы И 24 и ИЛИ 21 подается через блок 20 на тиристоры 27 и 28 автономного инвертора напряжения, что обеспечивает предварительный заряд конденсаторов в коммутирующих контурах 29. Частота запуска формирователя 8 меняется при смене алгоритма работы устройства. Чтобы выходная частота работы устройства при этом оставалась неизменной, счетчик 11 запускается через последовательно включенные делитель 9 и коммутатор 10, общий коэффициент которых меняется противоположным способом относительно изменения коэффициента деления делителя 3 и коммутатора 4. Одновибратор 17 предназна 1 чен для формирования интервала коммутации в начале каждого шестидесяти градусного участка кривой выходного напряжения устройства. Сигналы с выхода формирователя 8. одновибраторов 15-17 и счетчика 11 поступают на адресные входы двух логических переключателей 18 и 19. каждый выход ко 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 О 1 1 торых формирует сигнал управления соответствующим тиристором в соответствии с диаграммами 28-1, 28-4, 27-1,27-4 (фиг. 3). Для этого логическиепереключатели 18 и 19 реализуют логические функции у =А= 1 - 1)Л В Ч (А = 1 10 д)ЛВ, Л В,Ч ( А = д + 1) Л ЛВ Ч(А=1+ 3)Л В, Л В)2; =( А = 1) ЛС,СЧ Ч( А = 1 +15 + 21 Л СС Ч(А = 1 + 3 ЛС; С,где А - десятичный код на адресныхвходах логических переключателей 18 и 19;20 У и 2 - выходы логических переключа 1телей 18 и 19 соответственно;- их десятичный номер;В иС з - три информационных входа логического переключателя 18 итри информационных входа ло гического переключателя 19.Логические операторы в треугольныхскобках принимают значение логической единицы, если левая часть равенства в логическом операторе равнаправой, либо равна уменьшенной нашесть правой части, и значение логического нуля в остальных случаях.Логические переключатели можно выполнить на обычной логике, на мульти плексорах, но проще всего онн реализуются на постоянных запоминающихустройствах (ПЗУ).В таблице представлен пример программирования двух ПЗУ,обеспечивающих реализацию логичес ких переключателей 18 и 19.1 Логический переключатель 19 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 О 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1вПродолжение таблицы 1365305 Логический переключатель 19 Логический переключатель 18 ыходиой код Входной код Выходной код Входной код Кф входа В выхода1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 У выхода У входа1 2 3 4 5 6 1 11 1 2 3 4 5 6юв 0 0 1 О 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 10 0 0 0 1 0 1 0 0 .1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 О 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1: 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 О 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 01 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1.1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 О, 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 О 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 О 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 О 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 17 1365Для всех остальных возможных входныхкодов ПЗУ записываются нулевые выходные коды.Для пуска инвертора (фиг3) не 5обходимпредварительный заряд коммутирующих конденсаторов, который осуществляется за счет включения диагональных тиристоров в каждой фазе.Включение тиристоров производится с 10помощью короткого импульса, формируемого Р-триггером и элементом И 24 изсигналов, поступающих из одновибратора 16 через элемент И 26.и элементы ИЛИ 21 на диагональные тиристоры 15 мостов ийвертора (фиг. 3), одновременно переводя Р-триггер 23 в единичное состояние, запрещающее дальнейшее прохождение импульсов с одновибратора 16 на вход элемента И 24.20, Для останова инвертора по сигналублока 25 запирается логический переключатель 18, при этом перестают формироваться импульсы управления силовыми тиристорами 28. Одновременно 25снимается сигнал установки в нольсчетчика 22, который начинает отсчетимпульсов одновибратора 16 черезэлемент И 26. При появлении на инверсном выходе счетчика 22 нуля даль- З 0 нейший счет в нем прекращается, логи- ческий переключатель 19 запирается, а делители 3 и 9, блок 8 и счетчик ,11 устанавливаются в исходное состояние, Для выключения всех тиристоров35 инвертора достаточно сформировать два-три коммутирующих импульса в любой из фаз для рассматриваемых алгоритмов работы автономного инверторанапряжения. При этом фаза, формирую щая в данный момент времени широтно- регулируемое напряжение, выключается, а за ней гаснут и две остальные фазы, так как в них силовые тиристоры, работающие в момент останова, соединены с одной шиной питания, отсюда следует, что достаточно иметь двухразрядный счетчик 22.Для получения импульсов управле. ния, пригодных для включения тиристоров, используется блок 20 выходных формирователей, который усиливает импульсы управления и обеспечивает гальваническую развязку выходных каналов устройства.55Использование предлагаемого устройства позволит, не усложняя его структуру, увеличивать число реализуемых алгоритмов управления, а также 30.58осуществлять надежный пуск и останов инвертора напряжения при любой нагрузке. Упрощение устройства позволит также повысить надежность его работы,Формула изобретения Устройство для управления частотно-регулируемым трехфазным инвертором, содержащее задатчик частоты, соединенный через ведущий генератор с входом первого делителя частоты, формирователь импульсов регулируемой скважности и частоты, вход задания скважности которого соединен с выхо дом задатчика напряжения, задатчик алгоритма управления, первый коммутатор с информационными входами, первый одновибратор, блок выходных формирователей, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам ключей трехфазногб инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, оно снабжено синхронизатором, вторым коммутатором с и входами, вторым делителем частоты с и выходами, вторым и третьим одно- вибраторами, Р-триггером, двумя счетчиками, двумя логическими переключателями, каждый из которых имеет три адресных входа, три информационных входа и инверсный вход обнуления, шестью элементами ИЛИ, двумя элементами И и блоком пуска, причем связь адресных,и информационных входов логических переключателей с их выходами определена по формулам+ 3)Л В, Л В; Е; = (А 1) Л С, С Ч ( А = д + 2)ЛССЧ ( А десятичный код на адресныхвходах логических переключателей,выходы первого и второго логических переключателей соответственно,их десятичный номер, 1365305ВВ,В иссС - по три информационных входапервого и второго логическихпереключателей,Элогические операторы в скобках принимают значение логический единицы,если левая часть равенства в логи- Оческом операторе либо равна правой,либо равна уменьшенной на шесть правой части, и принимают значение логического нуля в остальных случаях,первый счетчик выполнен в виде двоичного счетчика на шесть с тремя выходами, при этом задатчик алгоритмасоединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов черезблок синхронизации, синхронизирующийвход которого соединен с выходомформирователя импульсов регулируемойскважности и частоты, счетным входомвторого и третьего одновибраторов ивторыми информационными входами обо- рбих логических переключателей, вход,задания частоты формирователя импульсов регулируемой. скважности и частоты соединен с выходом второго коммутатора, входы которого соединены свыходами первого делителя частоты,выходы второго делителя частоты подключены к входам первого коммутаторав порядке, обратном соединению выводов первого делителя частоты и второго коммутатора, выход первого коммутатора подключен к входам первогоодновибратора и первого. счетчика,выход второго одновибратора подключен.к третьему информационному входу пер Ового логического переключателя, выходпервого одновибратора соединен с первыми информационными входами обоихлогических переключателей, с первым,вторым и третьим адресными входамикоторых соединены соответствующиеГвыходы первого счетчика, выход треть;его одновибратора подключен к первому информационному входу второгологического переключателя, к счетному входу П-триггера и первому входупервого элемента И, а также к первому входу второго элемента И, выходкоторого соединен со счетным входомвторого счетчика, первый, пятый ишестой выходы первого логическогопереключателя и второй, третий и чет"вертый выходы второго логическогопереключателя соединены с соответствующими входами блока выходных форми"рователей через первые входы элементов ИЛИ, остальные три выхода каждого логического переключателя соединены с соответствующими входами блока выходных формирователей непосредственно, вторые входы элементов ИЛИобъединены и подключены к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходомП-триггера, инверсные входы обнуленияпервого логического переключателя,0-триггера и прямой вход установки в"О" второго счетчика объединены иподключены к выходу блока пуска, инверсный выход второго счетчика соединен с инверсным входом обнулениявторого логического переключателя,вторым входом второго элемента И ивходом установки в "О" первого делителя частоты, формирователя импульсов регулируемой скважности и частоты, второго делителя частоты и первого счетчика,13 б 5305 Составитель В.БунаковТехред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско ктор И.Гор 53/5 Зак оиэводственно;полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Ж енноготенийРаушс Подписиомитета СССоткрытийя наб., д,