Устройство для управления мостовым широтно-импульсным преобразователем

Устройство для управления мостовым широтно-импульсным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЬетОРСКОМЬ СВИДЮтЮЛЬСТВ

«1 1«921029

Союз Советсиин

Социвлнстнчесннн Республик (5l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 260680 (21) 2945451/24-07 (5! )М. Кл.

Н 02 P 13/16

Н 02 Р 13/18 с присоединением заявки М

3Ъаудврстеа«аай комнтет

СССР вв делам нзобретеннй м открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 31 6 ; .727(088.8) Опубликовано -150482 Бюллетень № 14

Дата опублмковання описания 150482 (72) Авторы изобретения

Е.А. Смотров, А.Б. Гудзенко, Б.В. Гулым и Т.В. Дергачева

Украинский научно-исследовательский инс стачков и йнструментов (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро-. технике и может. быть использовано в быстродействующих электроприводах и следящих системах.

Известно устройство для управле" ния мостовым широтно-импульсным в«реобразователем, содержащее широтно-импульсный модулятор, выход которого. подключен непосредственно к управляющим входам ключей одной диагонали и через инвертор к управ1О ляющим входам ключей другой диаго" нали мостового широтно-импульсного преобразователя, образованного четырьмя ключами и четырьмя диодами обратного диодного моста 11«.

Недостатком этого устройства являются большие потери в "нуле",т.е., при отсутствии постоянной составляющей напряжения (тока). Кроме того,, за один период в процессе коммутации участвуют все четыре ключа моста,что является причиной дополнительных по2 терь «потерь переключения1, а также невысокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство для управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, содержащее два широтно-импульсных модулятора, выходы которых через инверторы связаны с управляющими входами клю" чей одной из «горизонталей i моста 32).

Однако это устройство характеризуется «едостаточно высоким быстро" действием и увеличенными потерями в ключах при коммутации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение потерь.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее два широтно-импульсных модулятора, выходы которых через инверторы связаны с управляющими входами ключей одной из горизонталей моста, снабжено блоком коммутации импульсов, входы ко3 92!02 торого подсоединены к выходам широтно-импульсных модуляторов, а выходы — к входам ключей другой горизонтали моста и входам инверторов; блок коммутации импульсов выполнен в виде логического блока, содержащего три инвертора, четыре элемента

И-HE и счетный триггер, причем входные зажимы блока коммутации импульсов подключены соответственно к входам первого и второго инверторов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго элемента И-НЕ и к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ„ выход которого через третий инвертор подключен к входу счетного триггера и первому входу четвертого элемента

И-НЕ, на второй вход которого подключен выход счетного триггера, выход четвертого элемента И-HE подключен ко вторым входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых подклю:чены к выходным зажимам блока коммутации импульсов. 2$

На фиг. 1 приведено устройство для управления мостовым широтно-импульсным преобразователем; на фиг. 2диаграммы напряжения.

Предлагаемое устройство содержит два широтно-импульсных модулятора 1 и 2, выходы которых через инверторы

3 и 4 связаны с управляющими входами ключей 5 и 6 одной из горизонталей моста 7 блока 8 коммутации импульсов, входы которого подсоединены к выходам широтно-импульсных модуляторов 1 и 2, а выходы подключены ко входам ключей 9 и 10 другой горизонтали моста 7 и ко входам инверто" ров 3 и 4.

Блок 8 коммутации импульсов выполнен в виде логического блока, содержащего три инвертора 11, 12 и 13, четыре элемента И-НЕ 14-17 и счет- ный триггер 18, причем входные зажимы распределителя подключены соответственно ко входам первого 11 и второго l2 инверторов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого 14 и второго 15 элементов И-НЕ,и к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ 16,выход которого через третий инвертор

13 подключен ко входу счетного триггера 18 и первому .входу четвертого элемента И-НЕ 17, на второй вход ко торого подключен выход счетного триггера, выход четвертого элемента

9 ф

И-НЕ 17 подключен ко вторым входам первого !4 и второго !5 элементов.

И-НЕ, выходы которых подключены к выходным зажимам блока 8 коммутации импульсов. Устройство содержит также обратные диоды 19-22; двигатель постоянного тока 23; напряжение управления 24; выходы 25 и 26 широтноимпульсных модуляторов 1 и 2; выход

27 сметного триггера 18; напряжение управления 28 ключа 9; напряжение управления 29 ключа 5; напряжение управления 30 ключа 10; напряжение управления 31 ключа 6; выходное напряжение 32 преобразователя 7 на входе двигателя 23.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах широтно-импульсных модуляторов 1 и

2, т.е. на входах блока 8, логический нуль, на выходах инверторов 11 и !

2 — логическая единица, на выходе элемента И-HE 16 — логический нуль, на .выходе инвертора 13 - логическая единица. На выходе триггера 18 может быть как логическая единица, так и нуль, в зависимости от состояния триггера после включения устройства.

Допустим, что на выходе триггера !

8 логический нуль, Тогда на выходе элемента И-НЕ 17 — логическая единица, а на выходах элементов И-НЕ 14 и

15, являющихся выходами блока 8, ло- гический нуль, а на выходах инверторов 3 и 4 - логическая единица, т.е. в исходном состоянии сигналы управления подают на входы ключей одной горизонтали 5 и 6 либо 9 и l0 при положении триггера 18, соответствующем логической единице, íà его выходе после включения устройства, При подаче на вход устройства управления входного сигнала 24 один из.широтно-импульсных модуляторов l либо 2, в зависимости от полярности входного напряжения, начинает вырабатывать импульсы, скважность которых пропорциональна величине входного напряжения 25 и 26. Импульсами модулятора 1 (2) через инверторы 11(12), элемент И-НЕ 16 и инвертор 13 управляют состоянием счетного триггера

18, при помощи которого осуществляют деление частоты модуляции на 2-27.

Входной и выходной сигналы триггера

18 подают на входы элемента И-НЕ 17, выходным сигналом которого вместе с выходными сигналами инверторов 1l и

921029

Формула изобретения

12 посредством элементов И-НЕ 14 и

15 Формируют сигналы управления соответственно ключами горизонтали 9 и 10. Управление ключами другой горизонтали 5 и 6 формируют инверторами 3 и 4 в противофазе к ключам 9 и

10.

Как видно из приведенных диаграмм (фиг. 2) при наличии последовательности импульсов на выходе одного из ши- 10 ротно-импульсных модуляторов 1(23 посредством блока 8 распределяют указанную последовательность на две sepтикали моста. При этом цикл переключения вертикали осуществляют в слу- 1S дующей последовательности: вначале переключают одну вертикаль мостаключи 9 и 5 (10 и 6), затем дважды переключают другую вертикаль - ключи

10 и 6 (9,и 5), затем снова переклю- 20 чают первую. При этом частота коммутации каждого ключа в 2 раза ниже частоты коммутации на нагрузке, что позволяет вдвое повысить частоту коммутации напряжения на нагрузке и тем 25 самым повысить быстродействие приво.да. Увеличение частоты коммутации . напряжения на нагрузке приводит к уменьшению амплитуды пульсаций якор" ного тока и к соответствующему сни" ЗО жению потерь, т.е. к улучшению энергетических показателей привода и по" вышению его КПД.

Из диаграмм также видно, что в 35 паузах, т.е. когда нагрузка не под" ключена к источнику, всегда замкнут ключ моста, образующий вместе с соответствующим обратным диодом цепь динамического торможения, что обеспе- р чивает линейность механических характеристик привода во всех четырех квадрантах.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение быст" родействия и уменьшение потерь.

1. Устройство для управления мостовым широтно-импульсным преобразователем, содержащее два широтно-импульсных модулятора, выходы которых через инверторы связаны с управляющими входами ключей одной из горизонталей моста, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения потерь, оно снабжено блоком коммутации им" пульсов, входы которого подсоединены к выходам широтно-импульсных модуляторов, а выходы - к входам ключей другой горизонтали моста и входам инверторов.

2. Устройство по и. 1,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,блок коммутации импульсов выполнен в виде логического блока, содержащего три инвертора, четыре элемента И-НЕ и счетный триггер, причем входные зажимы блока коммутации импульсов подключены соответственно ко входам первого и второго инверторов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И-НЕ и к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ, выход которого через третий инвертор подключен ко входу счетного триггера и первому входу четвертого элемента

И-НЕ, на второй вход которого подключен выход счетного триггера, выход четвертого элемента И-НЕ подключен ко вторым входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых подключены к выходным зажимам блока коммутации импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глазенко Т.А. Импульсные полу" проводниковые усилители в электроприводах.. И.-Л., "Энергия", 1965, с.3233, рис. 18.

2. Там же, рис. 19.

92l 029

ВНИИПИ Заказ 2375/73, Тираж 739 Подписное

«»»«»

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