Устройство для управления инвертором с переменной выходной частотой

Устройство для управления инвертором с переменной выходной частотой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ С ПЕРЕМЕННОЙ ВЫХОДНОЙ ЧАСТОТОЙ, содержащее источник управляющего напряжения, соединенный с первым входом компаратора, связанного с первым входом распределителя , генератор тактовых импульсов, присоединенный к двухразрядному счетчику, соответствующие выходы которого подключены к счетному входу триггера с раздельной установкой , первому входу диъюнктора и распределителю, интегратор, соединенньш с вторым входом компаратора и пороговым узлом, связанным с вторым входом дизъюпктора, подсоединенного к первому установочному входу триггера, ВЬЕХОД которого подключен к коммутатору полярности напряжения, отличающеес я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения инвертора, оно снабжено источником постоянного напряжения, последовательно соединенными дополнительным коммутатором полярно ти напряжения, дополнительным интеграi тором, сумматора и дополнительного компаратора, выход которого подсое (Л динен к второму установочному входу триггера, причем дополнительный с коммутатор полярности напряжения связан с генератором тактовых импульсов , второй вход сумматора соединен с источником постоянного нэпряжения , а второй вход дополнитальг ного компаратора связан с основным интегратором. N9 СП

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 у Н 02 P 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1д

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3598872/24-07 (22) 21.03.83 (46) 07.08.84. Бюл. ¹ 29 (71) Отдел энергетической кибернетики АН Молдавской CCP (72) Ю.А. Дмитренко, Е.А. Маранец и В.И. Олещук . (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Калашников В.Е. и др. Системы управления автономными инверторами, М., 1974, с. 91.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3476555, кл. Н 02 Р 13/18, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ИНВЕРТОРОМ С ПЕРЕМЕННОЙ ВЫХОДНОЙ

ЧАСТОТОЙ, содержащее источник управляющего напряжения, соединенный с первым входом компаратора, связанного с первым входом распределителя, генератор тактовых импульсов, присоединенный к двухразрядному счетчику, соответствующие выходы которого подключены к счетному входу триггера с раздельной установкой, первому входу ди ьюнктора и

„„SU„„1107250 A распределителю, интегратор, соединенный с вторым входом компаратора и пороговым узлом, связанным с вторым входом дизъюнктора, подсоединенного к первому установочному входу триггера, выход которого подключен к коммутатору полярности напряжения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения инвертора, оно снабжено источником постоянного напряжения, последовательно соединенными дополнительным коммутатором полярности напряжения, дополнительным интегратором, сумматора и дополнительного компаратора, выход которого подсоединен к второму установочному входу триггера, причем дополнительный коммутатор полярности напряжения связан с генератором тактовых импульсов, второй вход сумматора соединен с источником постоянного напряжения, а второй вход дополнитель-. ного компаратора связан с основным интег атором.

1 11072

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах частотно- регулируемого злектропривода на базе автономных инверторов напряжения.

Известно устройство для управления инвертором напряжения, содержащее задающий генератор, пересчетное кольцо, модулятор и распределитель (1).

Однако это устройство не обеспечивает постоянства частоты коммутации вентилей схемы при изменениях выходной частоты, при формировании однополярного выходного напряжения в ряде режимов таких схем возможна перегрузка контуров коммутации силовых вентилей, Наиболее близким к изобретению является устройство для управления однофазным инвертором, содержащее интегратор, соединенный с компаратором и пороговыми узлами, выход первого из которых соединен с входом триггера непосредственно, а выход другого — через дизъюнктор, выход триггера через коммутатор подключен к интегратору, генератор тактовых импульсов соединен со счетчиком, выход которого соединен с распреде30 лителем, при помощи которого формирование выходного сигнала инвертора с переменной выходной частОтой осуществляется при практически постоянной частоте коммутации вентилей (2 1.

35.

Однако выходное напряжение инвертора синтезируется из импульсов одинаковой длительности и характеризуется наличием в спектре значительных по амплитуде паразитных гармонических составляющих, близких к основной.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертора, 45

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором с переменной выходной частотой, содержащее источник управляющего напряжения, соединенный с первым входом компаратора, связанного с первым входом распределителя, генератор тактовых импульсов, присоединенный к двухразрядному счетчику, соответствующие выходы которого под- 5 ключены к счетному входу триггера с разделительной установкой, первому входу дизъюнктора и распределителю, 50 2 интегратор, соединенный с вторым входом компаратора и пороговым узлом, связанным с вторым входом дизъюнктора, подсоединенным к первому установочному входу триггера, выход которого подключен к коммутатору полярности напряжения, связанного с интегратором, снабжено источником постоянного напряжения и последовательно соединенными дополнительным коммутатором полярности напряжения, дополнительным интегратором, сумматором и дополнительным компаратором, выход которого подсоединен к второму установочному входу триггера, причем дополнительный коммутатор полярности связан с генератором тактовых импульсов, второй вход сумматора соединен с источником постоянного напряжения, а второй вход дополнительного компаратора связан с основным интегратором.

На фиг ° 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Интегратор 1 связан с основным компаратором 2 и пороговым узлом 3.

На второй вход компаратора 2 приходит сигнал источника 4 управляюще— го напряжения. Генератор 5 тактовых импульсов соединен с двухразрядным счетчиком 6, прямой и инверсный выходы мпадшего разряда которого соединены соответственно со счетным входом триггера 7 и с дизъюнктором 8, выход старшего разря— да счетчика 6 связан с распределителем 9 управляющих импульсов, на который приходит также сигнал от компаратора 2. Триггер 7 связан с коммутатором 10 полярности напряжения, соединенным с интегратором 1.

Вход второго коммутатора 11 полярности напряжения связан с генератором 5, а выход — с вторым интегратором 12, связанным с сумматором

13, к которому подсоединен также источник 14 постоянного напряжения.

Сумматор 13 подключен к входу компаратора 15, соединенного с вторым установочным входом триггера 7, на второй вход компаратора 15 поступает сигнал от интегратора 1.

Частота импульсов генератора 5 тактовых импульсов определяет выходную частоту инвертора, на каждом полупериоде выходного напряжения

1107250

5 !

О

20 генератором 5 вырабатывается по два импульса (в начале полупериода и в

его середине, соответственно в моменты О и — на фиг. 2).

JI

Соответственно в начале и в середине полупериодов по командам генератора 5 периодически перебрасывается коммутатор 11 полярности, заряжающий интегратор 12, выходной сигнал которого, просуммированный в сумматоре 13 с постоянным напряжением источника 14, обозначен U (фиг. 2). Одновременно в системе в соответствии с командами триггера 7 осуществляется формирование напряжения интегратора I с формой, близкой к пилообразной (сигнал U ). Переключения триггера 7, перебрасывающего коммутатор 10 интегратора 1, происходят в моменты поступления сигналов от дизъюнктора 8 и компаратора

15 на каждый из двух установочных входов, а также в середине каждого полупериода, в момент прихода очередного сигнала с выхода младшего разряда счетчика 6, связанного с генератором 5.

Минимальную величину напряжения интегратора 1 фиксирует пороговый узел 3, связанный с дизъюнктором 8.

Максимальное пороговое напряжение интегратора 1 фиксируется компаратором 15, выполняющим функцию второго порогового узла, в моменты равенства сигнала U с медленно нарастаю1 щим-спадающим напряжением U . Амп13 литуда сигнала U имеющего постоянную крутизну, при этом линейно увеличивается от начала полупериода к его середине. Благодаря этому соответственно увеличиваются (фиг. 2) длительности выходных импульсов, фронты которых вырабатываются в моменты равенства сигналов U1 H U1 °

В данном случае рост величины выходного напряжения наблюдается при уменьшении амплитуды сигнала U блока 4. Кривая выходного напряжения симметрична на полупериоде, цент25

50 ральный на полупериоде импульс в большинстве режимов работы при этом имеет максимальную длительность.

Постоянное напряжение источника

14 U âûáèðàåòñÿ в основном из условия формирования в выходной кривой нулевой паузы требуемой длительности в начале и в конце каждого полупериода. Коммутатор 11 полярности, напряжение которого, заряжающее интегратор 12, имеет стабильную величину, может быть выполнен на базе простейшей спусковой схемы, срабатывающей от тактовых импульсов генератора 5. Крутизна выходного пилообразного сигнала интегратора 12 должна выбираться исходя из заданного диапазона изменения выходной частоты инвертора и требований к гармоническому составу его выходного напряжения.

Таким образом, использование предложенного устройства позволяет на всем диапазоне регулирования частоты и величины напряжения осущест.вить достаточно простыми схематическими методами косвенную широтноимпульсную модуляцию (ШИИ) кривой однополярного выходного напряжения инверторов и тем самым заметно улучшить его гармонический сост в. В известном устройстве кгнвая напряжения существенно дополнительно искажена из-за переменной (уменьшенной) длительности центрального на полупериоде импульса.. Так, при формировании кривой напряжения из пя-ти импульсов на полупериоде расчетная величина коэффициента гармоник напряжения при значениях коэффициента регулирования 0,8 для рассмотренного варианта равна О, 78, а при использовании известного устройства 1,02, при шести импульсах на полупериоде соответственно

0,72 и 0,93, при этом уменьшаются и амплитуды паразитных гармонических составляющих спектра, ближайших к основной гармонике.

Редактор И. Николайчук Техред С.Мигунова Корректор Н. Яцола

Заказ 5773/40 Тираж 667 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4