Преобразователь напряжения

Преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А К К Е пц748738

ИЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

Союз Советсиии

Социелистичесииа

Республик (6I ) Дополнительное к ввт. свид-ву— (5 ) ) М. Кл.

Н 02 И 7/48/!

Н 02 Р 7/62 (22) заявлено 05.01.78 (21)2563213/24-07 с присоединением заявки М

/ (23 ) П р нори тет -

Гваудврстааииьй комитат

СССР ио далам изааратаний и открытий

Опубликовано,т, Q,07.80. Бюллетень № 26 (53) !Д((621.33,6.

722Л (088.8) Дата опубликования описания 3,7.07„80 (72) Авторы изобретения. В. Т. Барабаш и В, В. Сазонов ! (7l ) Заявитель

Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно, к преобразователям напряжения постоянного тока в напряI жении переменного тока. Такие преобразователи широко црименатотся в електро5 приводе. .Известны полупроводниковые преобразователи напряжения, преобраэуюшие постоянное напряжение источника питания в квазисинусоидальное выходное напряжение, в которых наряду с изменением частоты выходного напряжения можно изменять и его величину. Использование таких преобразователей в электроприеоде позволяет применить метод частотного управления двтагатепями, когда наряду с изменением по линейному закону частоты питатошего двигатель напряжения целесообраз но одновременно по определенному, квадратичному„закону.. менять и его величину (1) .

В известнык схемах преобразователей вта задача решается путем кусочно-линейP I ной аппроксимации необходимой эависимо-! сти величины питатошего двигатель напряжения во всем диапазоне изменения частоты этого напряж ения. Данная зависимость обеспечиваетса путем создания двух независимых канатов управления — по частоте и по величине питатошего инвертор напряжеHHg (2)

Канал управления пп частоте в таких преобразователях состоит иэ посатедоватепьно соединенных управляемого задатсьшего генератора, логического блока управлениа и инвертора, а канал управления ° по величине выходного напряжения - из последовательно сощиненного звена регу лирования напряжения и регулятора нап:ряжения, питатошего инвертор. Ч акая структура преобразователя сложна и имеет низкуто точность.

Бель изобретения - упрошеиие преобразователя и повышение точности воспроизведения заданной функции. . Поставленная цель достигаетса тем, что в преобраэоватепе напряжения, содер жашем силовой инвертор, логический блата в)

"И) =-к ц (2) 55 о

В этих выражениях К и К> постоянные коэффициенты.

3 7487 (ЛБ), схема управления включает в себя два инвертора, вход перво1 о интегратора подключен к выходу управляемого от ЛБ дапителя входного напряжения, а вход второго и цепи управляющего напряжения, выходы интеграторов и цепь управляющьго напряжения через ключи подключены ко входам порогового элемента, выходы которого подсоединены ко @ходам указанных выше ключей, а также к устано- 10 вочным входам ин геграторов и ко вхс ЛБ.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Преобразователь состоит из силового каскада 1 и схемы управпения. Силовой каскад может бьтгь выполнен . по любой известной схеме, например, схема мостового транзисторного инвертора. Схема управления состоит из двух инверторов

2 и 3, вход интегратора 2 подключен к выходу управляемого делителя 4 входного напряжения, а вход интегратора 3— к цепи управляющего напряжения. Выходы интеграторов 2 и 3 соответственно через ключи 5 и 6 подключены к двум входам 7 и 8.порогового элемента 9, третий вход 10 — через ключ 11 подключен к цепи управляющего напряжения U>. 50

Выходы 12 и 13 подсоединены соответственно к управляющему входу кпюча 6 и к установочным входам интеграторов 2 и

3, а выход 14 — к управляющим входам ключей 5 и 11 и ко входу логического 35 блока управления 15. Выход 16 этого блока подключен к управляющему входу делителя входного напряжения 4, а выходы 17 и 18 — к управляющим входам инвертора 1.

Схема работает следующим образом.

На входы интергаторов 2 и 3 подаются соответственно напряжения О >> где m — коэффициент передачи делителя

4, и напряжение управления U>, имеющее 45 обратную К полярность. На выходе интеко ратора 2 формируется напряжение U < (фиг.. 2б)

U(<)z-т К, fu „d<, (ц

О а на выходе интегратора 3 - напряжение

3 (6) 38 4

Напряжения 0 (t)> и U (t) > через ключи 5,6 и напряжение управления LI через ключ 11 подключаются соответственно ко входам 7,8 и 10 порогового устройства, имеющего два порога срабатывания. Один порог срабатывания U равен нулю, а второй U „ отрицателен (фиг. 2а).

В интервале 11 (фиг. 2) сигналами с выходов 12 и 14 ключи 5 и 11 включены, а ключ 6 выключен. На входы 7 и

10 подключены напряжение U (1) и напряжение упр-ления-0 1 Когда су этих напряжений будет равна напряжению порога срабатывания Llä при t=t,1р.е. с, () „с = 0 у, (3) о произойдет срабатывание порогового устройства, при этом, сигналами с выходов

12 и 14 производится выключение ключей 5 и 11 и включение ключа 6. На вход 8 подключится напряжение U () и когда это напряжение достигнет порога срабатывания U< при1=Т,„,т.е.

"м

3 у — "п (4) о произойдет срабатывание порогового. ус1 ройства, установка с выхода 13 интеграторов 2 и 3 в исходное положение, и сигналами с BbIKopoB 12 и 14 .проиэводич ся выключение ключа 6 и включение ключей 5 и 11 (фиг. 2Б,Ь). Далее процесс повторяется.

Учитывая, что среднее за период модуляции „„значение напряжения U равно

"м т 1 м из уравнений (4) и (Ь) получим, что период модуляции Тщ равен

Оп т

М к -u„

С выхода 14 (фиг. 2г) импульсы напряжения с периодом Т подаются на вход логического блока управления и с выхода

17 ЛБУ поступают на управление инвертором 1, Среднее за периой Т значение выходного напряжения U „,„инвертора определяется выражением (.

Ъь!хм " хdt. (7) о

С учетом уравнений (3), (6) и (7) при неэначитепьном изменении

5 7487 за период Т„„можно

Ug (Ug Ug) записать

Формула изобретения

Преобразователь напряжения для частотного управления электродвигателем, содер>кащий силовой инвертор, логический блок, выходы которого соединены с управляющими входами инвертора, и схему управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, схема управления включает в себя два интегратора, аход первого интегратора подключен к выходу управляемого от логического блока делителя аходного нап» ряжения, а вход второго - к цепи управляющего напря>кения, выходы интеграторов и цепь управляющего напряжения через ключи подключены ко входам порогового элемента, выходы последнего подсоединены ко входам указанных ключей, а также к установочным аходам интеграторов и ко аходу логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Невраев B. Ю., Петелин И. П. Си, стемы автоматизированного электропривода переменного тока, "Энергия», 1964, с. 53.

2. Берлин Е. М. и др. Системы частотного управления асинхронно-реактивными двигателями, Л., Энергия, 1968, рис, 60 (прототип) °

О, Кз вью м @ и2 2 5 откуда видно, что при постоянных меняя iи no moбому периодическому закону с периодом . Г 7s /2, например, ступенчатому, получим ступенчатое изменение среднего зна- 10 чения выходного напряжения U в„,х (фиг.2), поступающими. на управляющий вход депитапя 4, производится изменение коэффициента передачи m делителя 4. Одновременно, с помощью инвертора 1 производится вывертывание второй полуволны выходного напряжения, для чего на один из его вх жов подается соответствующее напряжение с выхода 18 ЛБУ. Период этого напряжения, а следовательно и период выходного 20 напряжения, связаны с периодом модуляции следующим равенством

T =и

3 мг, (9) где и коэффициент деления делителя 25 частоты в блоке ЛБУ. С учетом уравнения (6) получим

О„г (го>

К, О, 30 ,Среднее эа попупериод Г в/< значение выходного напряжения определяется выражениеь4 и/z р

М

ВЬ Х "BЬ(х — > (11) З5

"" тв/2 73/2 гдеи/2= — - число импульсов в полови м не периода выходного напряжения.

Подставляя в (11) значение U

Bbla м

40 из уравнения (8), получим . у < т вь!х -. = U K rn- р

В/2 45

20г Кг г г — (12) гг г " i 1

Поскольку нри заданном законе изменения m (t) величина 50 п/2

=congt

38 б из выражения (12) следует, что при любом законе изменения >и во времени среднее значение выходного напряжения за попупвриод Т >/2 пропорционально квадрату напряжения управления.

Из уравнений (10) и (12) видно, что период выходного напряжения преобразователя прямо пропорционален напряжению уравнения, а среднее за полупериодТв/ значение выходного напряжения 0 @b>„пропорционально квадрату этого напряжения, Кроме того, если напряжение U у не зависит от напряжения ц Bó,, то и среднее за полупериод 7Э/< значение выхо ного напряжения не зависит от изменения аходного напряжения, что во.многих случаях позволяет обойтись без специального стабилизирующего устройства.

;Схема предлагаемого преобразователя проще по сравнению с известными.