Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием

Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А H И Е ()945947

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Реслублик

* . Ф (6l 1 Дополнительное к авт. сеид-ву(5l )M. Кл. (22) Заявлено 16. 09. 80 (21) 2985583/24-07 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет

H 02 P 13/18

3ЬоударстаеииыН комитет

СССР ае делам иэаоретеиий и открытий (53) УДК621.316. .727(088,8) Опубликовано 23 ° 07 ° 82 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23 . 07 . 82

Г. М. Рогожкин, В. А. АтрощенМо, Ю. А;. Кабанков, С ° К. Боровков и О. Г.,": Попов

t (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

НАПРЯЖЕНИЯ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для . управления и регулирования инвертором напряжения, использующего метод бие" ний для формирования выходного напряжения.

Известно цифровое устройство для управления преобразователем, которое обеспечивает высокую стабильность частоты и требуемую форму кривой выходного напряжения, и содержит задающий генератор и формирователи импульсов 1.1).

Недостатком устройства является невысокая точность управления.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее задающий генератор, делители частоты, подключенные к входам формирователей, и счетчик им- 20 пульсов (Х).

Недостатком такого устройства является то, что оно не позволяет регулировать величину выходного напряжения, что является существенным при построении установок гарантированного питания, работающих на изменяющуюся нагрузку.

Цель изобретения " повышение точности регулирования путем осуществления регулирования выходного напряжения за счет изменения глубины модуляции при максимальном прибли" жении закона широтно-импульсной модуляции напряжения к синусоидальному.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором напряжения снабжено триг гером, двумя цифровыми генераторами синусоидальной функции, датчиком ам плитуды выходного напряжения, блокинг-генератором с управляемой длй" тельностью импульса, тремя элементами И и сумматором, причем вход второго неуправляемого делителя частоты подключен к выходу управляемого делителя частоты, выходы через циф47

3 9М9 ровые генераторы синусоидальной функции " к первому и второму входам сумматора, к третьему входу которого подключен датчик амплитуды выходного напряженил, выход сумматора подключен к первому входу блокинг-ге- нератора с управляемой длительностью импульса, ко втррому входу которого подключен один из выходов второго неуправляемого делителя частоты, вы". 10 ход вышеуказанного блокинг".генератора подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу задаюцего генератора, Выход первого элемента . 15

И через дешифратор и первые входы второго и третьего элементов И подключены к входам управляемого делителл частоты, вторые входы второго и третьего элементом И подключены к входам управляемого делителя частоты, вторые входы второго и треитего элементов И подключены к выходам счетчика импульсов, один из выходов которого подключен также через триггер к входу формирователя импульсов управления реверсивным вы.прямителем.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя с устрой" ством для управленил; на фигЛ 2временные диаграммы работы отдельных узлов инвертора напряжения.

Цифровая система управления состоит из кварцевого задаюцего гене35 ратора 1, неуправлл мого делителя частоты 2, управляемого делителя частоты 3, элементов И 4 и 9, счетчика

6 импульсов управляемого канала деления, триггера 7 неуправляемого делителл 8 частоты, двух цифровых генераторов 9 и 10 синусоидальной функции, дешифратора 11, датчика 12 величины амплитуды выходного напряжения инвертора элемента И 13, сумЭ

45 матора 14, блокинг-генератора 15 с управляемой длительностью импульса.

Кроме того, на фиг. 1 показаны формирователи 16 и 17 управллющих импульсов, двух высокочастотных

50 инверторов,формирователь 18 управ ляющих импульсов реверсивного выпрямителя, высокочастотные инверторы

19 и 20 напряжения, реверсивный выпрямитель 21, выходной фильтр 22, 55 нагрузка 23.

На фиг. 2 покзаны: a - -импульсы задающего генератора; б - импульсы неуправляемого делителя частоты; в - импульсы управллемого делителя частоты; г - импульсы счетчика периодов выходного напряжения управляемого канала деления; д,еимпульсы неуправляемого делителя:ча-. стоты по выходам 0 и Q соответственно; ж,з - форма выходного напряжения цифровых генераторов синусои" . дальной функции; и - выходное напряжение измерителя амплитуды; квыходное напряжение сумматора; л -импульсы выходного напряжения управляемого блокинг-генератора; м - импульсы схемы И 13; о- напряжение триггера полупериодов выходного напряжения; и - выходное напряжение неуправляемого высокочастотного ин вертора; р - выходное напряжение упрааляемого высокочастотного инвертора; с - импульсы выходного напряжения реверсивного выпрямителя; тформа выходного напряжения инвертора на биениях

Устройство работает следуюцим образом.

Импульсы от Задающего генератора 1 (фиг.2а) поступают в два канала деления частоты, причем один из каналов работает с постоянным коэффициентом деления, а другой - с пере" менным.

С выхода делителей частоты 2 и 3 (фиг,2б,в) поступают на формирователи импульсов 16 и 17 выходы которых подключены на силовые ключи соответствуюцих высокочастотных инверторов. Кроме того, импульсы с управляемого делетеля частоты поступают на вход счетчика импульсов 6 и на вход другого неуправляемого делителя частоты 8, выходные импульсы которого (фиг.2д,е) являются задающими импульсами для цифровых генераторов 9 и 10, работающих соответственно со сдвигом фазы, определяемым коэффициентом деления этого делителя. 8ыходное напряжение этих генераторов (фиг.2ж,з) суммируется с соответствующими знаками в сумматоре 14 с напря><ением. датчика 12 амплитуды (фиг.2 и), а результируюцал величина выходного напряжения сумматора (фиг.2к) поступает на управляющий вход блокинг-генератора

15, тем самым определяя длительность выходного импульса в момент запуска

945947 го

Формула изобретения г5 зо ъ

З5

40. 5 .его положительным перепадом выходного напряжения делит ля 8 (фиг.2л).

Импульс выходного напряжения блокинг-генератора 15 через элемент

И 13 пропускает на дешифратор 11 определенное количество импульсов задающего генератора 1 (фиг.2м)., число которых определяет число,импульсов выходного напряжения управляемого делителя 3 с измененной длителькостью. импульса в меньшую или боль.шую сторону, что зависит от сигнала счетчика импульсов 6 (фиг.2г). В дешифраторе вырабатывается код переключения коэффициента деления управллемого делителя 3 (Фиг.2н),,После деления частоты в делителях

2 и 3, импульсы каждого канала:деления подаются на Формирователи 16 и

17, от которых управляются высокочастотные инверторы 19 и 20, имеющие прямоугольную форму выходного напряжения (фиг.2 п,р). Управление реверсивным выпрямителем 21 осуществляется от триггера полупериодов 7, через формирователь 18(фиг.2 о,с) и выходное напряжение через фильтр 22 . подается в нагрузку 23 (фиг.2 т).

Поскольку, закон широтно-импульсной модуляции выходного напряжения инвертора на биениях определяется разностью частот первого и второго каналов деления, то изменяя частоту . второго канала деления с учетом требуемой величины и формы выходного напряжения, получим на выходе преобразователя требуемое напряжение.

Получение квазисинусоидальной функции построения кривой выходного напряжения обеспечивается цифровыми генераторами синусоидальной функции 9 и 10, а достижение требуемой величины амплитуды выходного напряжения обеспечивается необходимой величиной напряжения датчика амплитуды 12, поступающего в сумматор 14. При этом на каждом интервале формирования синусоидальной функции в начале идет набор фазы выходного напряжения одного инвертора относительно другого до требуемой величины с учетом формы и величины амплитуды кривой вы-. ходного напряжения, а затем ее выравнивание (Фиг.2 т).Поэтому в зависимости от величины напряжения датчика амплитуды 12 либо увеличивается либо уменьшается длительность импульса управляемого блокинг-генератора.

15, что приводит к изменению числа импульсов с измененной длительностью и тем самым осуществляется регули» рование величины амплитуды выходного напряжения.

Использование новых элементовделителя частоты, двух цифровых генераторов синусоидальной функции, блокинг-генератора с управляемой длительностью импульса выгодно отличает

10 предлагаемую цифровую систему управ ления от известной, так как обеспечивается регулирование выходного напряжения при максимальном приближении.его формы кривой к синусоидальной, в результате чего расширяется область примененил таких преобразо" вателей и устраняетсл необходимость разработки регуляторов амплитуды напряжения при питании нагрузки из-,меняющейся в широких пределах, что характерно для установок гарантированного питания.

Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием, содержащее задающий генератор, связанный с входами управляемого делителя частоты и первого неуправляе-, мого делителя частоты, выходы которых связаны с входами формирователей импульсов управления высокочастотными инверторами, счетчик импульсов, связанный с выходом управляемого делителя частоты,дешифратор, второй неуправляемый делитель частоты и формирователь импульсов управления реверсивным

1выпрямителем,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования оно снабжено триггером, двумя цифровыми генераторами синусоидальной функции, датчиком ампли45 туды выходного напряжения, блокинг генератором с управляемой длительностью импульса, тремя элементами

И и сумматором, причем вход второго

50 неуправляемого делителя частоты подключен к выходу управляемого делителя частоты, выходы - через цифровые генераторы синусоидальной функ" ции - к первому и второму входам . сумматора, к третьему входу кото55 рого подключен датчик амплитуды вы". ходного напряжения, выход сумматора подключен к первому входу блокинг-генератора с управляемой дли7 945947 8 тельностью импульса, к второму вхо- входы второго и третьего элементов И ду которого подключен одним из вы" подключены к выходам счетчика имходов второго неуправляемого дели- пульсов, один из выходов которого теля частоты, выход вышеуказанного подключен такие через триггер к вхоблокинг"генератора подключен к пер- з ду формирователя импульсов управле-. вому входу первого элемента И, вто-. ния реверсивным выпрямителем. рой вход которого подключен к выхо" Источники информации, ду задающего генератора, выход пер- принятые во внимание при экспертизе ваго элемента И через дешифратор и ° 1. Авторское свидетельство СССР первые входы второго и третьего эле- to g б00б72, кл. H 02 P 13/18, 1977.

I ментов И подключен к входам упраВ- 2. Авторское свидетельство СССР ляемого делителя частоты, вторые Г 70181,.кл. Н 02 P 13/18, 1976.

945947

llllIlllIlllIllll I1IlIllIlllIlll%! Ill ll I I, l l l ll, II

ФюаЯ

Составитель О. Парфенова

Редактор A. Козориз Техред Т. Иаточка Корректор И.. Шаро и

Заказ 5346/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:

113035, Москва, ) -35, Раувская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4