Формирователь многофазного напряжения

Формирователь многофазного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ980273

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 200381 (21) 3264539/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 07.12.82.Бюллетень N9 45

Р }М К з

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изооретений и открытий (53} УДК 621. 374 (088 ° 8 ) Дата опубликования описания07.12.82 (72) Авторы изобретения с»

A Ã.Êðoý и В.И.Юрьев (71) Заявитель Воронежский политехнический институт . (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к формирова. телям многофаэного напряжения, пред-. назначенным для использования в системах частотного управления двигателями переменного тока, и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью.

Известен формирователь многофазно. го напряжения (задающий генератор), построенный по принципу аппроксимации синусоидального сигнала многоступенчатой кривой, содержащий регулируемый по частоте генератор синхронизирующих импульсов, реверсивный счетчик, реверсивный кольцевой счетчик, схему исключения запрещенных состояний реверсивного кольцевого счетчика, регулируемый по напряжению цифро-аналоговый преобразователь, логическую схему управления цифро-аналоговым преобразователем, коммутатор, схемы выборки и хранения, в которые входят аналоговые ключи и операционные усилители. Частота его выходных управляксцих напряжений пропорциональна частоте синхроимпульсов, поступающих от генератора синхрониэнрующих импульсов j 1).

Недостаток таких формирователей их сложность, причем с увеличением числа ступеней аппроксимации растет

5 число прецизионных элементов цифроаналогового преобразователя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является формирователь многофаэного напряжения, содержащий аналоговые ключи, информационные входы которых подключены к источнику синусоидального напряжения, выходы соединены с аналоговыми запоминающими устройствами, а управляющие входы — с выходами распределителя импульсов, содержащего счетчик, и управляемый генератор импульсов, вход которого подключен к первой входной шине (2).

Недостатком такого задатчика является низкая стабильность частоты выходного напряжения, определяемой как разность между частотой генератора синусоидальных колебаний и частотой коммутации ключей, пропорциональной частоте стробирующих импульсов. При частоте выходного напряжения, значительно меньшей частоты генератора синусоидальных колебаний, даже малые относительные изменения частоты стробирующих импульсов при980273 водят к .большим относительным изменениям выходной частоты. В частности, практически невозможно получить нулевую частоту, что необходимо, например, в разомкнутых системах позиционного электропривода.. 5

Цель изобретения — повышение стабильности частоты выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь многофаэ- 10 ного напряжения, содержащий аналоговые ключи, информационные входы которых подключены к генератору синуаоидального напряжения, выходы сое-, динены с аналоговыми запоминающими устройствами, а управляющие входы с выходами распределителя импульсов, содержащего счетчик, управляемый генератор импульсов, вход которого под- ключен к первой входной шине, введены генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, выводы которого подключены к генератору тактовых импульсов и к генератору синусоидального напряжения, и блок сложения-вычитания импульсов, первый информационный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй информационный вход — с выходом управляемого генератора импульсов, управляющий вход — с второй входной шиной, а выход соединен с входом счетчика распределителя импульсов.

Кроме того, блок синхронизации выполнен в виде делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход соединен с синхровходом генератора синусоидального напряжения.

Причем, блок синхронизации выполнен в виде умйожителя частоты, вход ко- 40 торого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а выход соединен с синхровходом генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 приведена схема формирователя, на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы входящих в формирователь логической схемы и управляемого по амплитуде генератора синусоидальных колебаний, соответственно.

Формирователь содержит управляемый генератор 1 импульсов, блок 2 сложения-вычитания импульсов, генератор 3 тактовой частоты, генератор

4 синусоидального напряжения, блок 5 ф нхронизации, счетчик.б, аналоговые ключи 7, аналоговые запоминающие устройства 8 и распределитель 9 импульсов.

Сигнал 10 управления преобразуетсяо0 управляемым генератором 1 импульсов в пропорциональное по частоте прямоугольное напряжение с большой скважностью, импульсы которого проходят через блок 2,.привязываются к бли- 65 жайшим импульсам генератора тактовой частоты, поданным на тактовый вход этой схемы таким образом, что в зависимости от сигнала 11 на ее управляющем входе происходит сложение или вычитание числа этих импульсов.

Таким образом, средняя частота импульсов на выходе блока 2 больше или меньше тактовой частоты на величину выходной частоты управляемого низкочастотного генератора в зависимости от сигнала 11. Выходные импульсы генератора 3 тактовой частоты синхронизированы с выходным напряжением генератора 4 синусоидального напряжения посредством включения блока 5 син хронизации, выполненного в виде де лителя частоты, использование которого вместе со счетчиком б позволяет, не прибегая к усложнению схемы за— датчика, осуществлять требуемое приближение выходных напряжений 12 к си нусоидальной форме соответственно путем изменения их коэффициентов деления и пересчета. Аналоговые ключи 7 обеспечивают поочередное подключение выходного напряжения генератора 4 синусоидальных колебаний к одному из каналов аналоговых запоминающих устройств 8 на время действия выходных импульсов этого канала распределителя 9, поступающих на управляющие входы аналоговых ключей 7.

Блок 2 (фиг. 2 ) содержит блок 13 сложения и блок 14 вычитания импульсов, элемент И-НЕ 15 и элемент ИЛИ-НЕ 1t

Блоки 13 и 14 могут быть построены на принципах известных схем временного разделения двух последовательностей импульсов, в которых счет ный импульс, поступающий в произвольный момент времени, проходя через входное устройство, привязывается к ближайшему синхроимпульсу.

На управляющие входы блока 13 или

14 поступают импульсы от управляемого генератора 1 импульсов, соответственно с выходов элементов И-НЕ

15 или элемента ИЛИ-НЕ 16 в зависимости от уровня сигнала 11. Каждый из этих импульсов привязывается к ближайшему тактовому импульсу, поступающему от генератора 3 тактовой частоты, таким образом, что при поступлении импульса на управляющий вход блока 13 сложения происходит включение этого импульса во временной интервал между ближайшими соседними импульсами генератора 3 тактовой частоты, а при поступлении импульса на управляющий вход блока 14 вычитания происходит исключение одного импульса иэ последовательности импульсов генератора 3 тактовой частоты.

Генератор 4 синусоидального напряжения,,служащий для управления амплитудой выходных напряжений 12, 980273 выполнен в виде ключа 17 и источника

18 синусоидального напряжения.

Включение ключа 17 позволяет управлять амплитудой выходных напряжений 12 в зависимости от величины напряжения 19 на его информационном входе. Узкополосный фильтр, прикрепляемый в качестве источника 18 синусоидального напряжения, выделяет первую гармоническую составляющую из выходного напряжения блока 5 синхронизации.

Управление частотой и амплитудой выходных напряжений, а также чере— дованием фаз этих напряжений может быть осуществлено различным образом, например, величиной и знаком управляющего напряжения, цифровыми кодами и т.д.

В предлагаемом формирователе частота следования импульсов на выходе распределителя 9 отличается от частоты генератора 4 синусоидального напряжения на величину частоты управ ляемого генератора 1 импульсов в большую или меньшую сторону. Частота выходных напряжений пропорциональна частоте управляемого генератора 1 импульсов, и обратно пропорциональна произведению числа фаз выходных напряжений на коэффициент пересчета счетчика б. Число ступеней аппроксимации синусоидального выходного напряжения равно к .",.асиенту деления

;блока синхронизации и может быть получено достаточно большим (десятки и сотни)! практически без „ ложнения .схемы так как изменяется . --:.=ко ее

I цифровая часть.

Использование предлагаемого формирователя многофазного напряжения обеспечивает повышение стабильности частоты выходных напряжений и, как следствие, возможность получения ну° левой частоты выходных напряжений.

Формула изобретения

1. Формирователь многофазного на.пряжения, содержащий аналоговые ключи, (информационные входы которых подключены к генератору синусоидального напряжения, выходы соединены с аналоговыми запоминающими устройствами, а управляющие входы — с выходами распределителя импульсов, содержащего счетчик, и управляемый генератор импульсов, вход которого подключен к первой входной шине, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты выходного напряжения, в него введены генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, выводы которого подключены к генератору тактовых импульсов и к

15 генератору синусоидального напряжения, н блок сложения-вычитания импульсов, первый информационный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй ин20 формационный вход — с выходом управляемого генератора ймпульсов, управляющий вход - с второй входной шиной, а выход — с входом счетчика распределителя импульсов.

2. Формирователь по и. 1, отличающийся тем, что блок син, хронизации выполнен в виде делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульЗО сов, а выход соединен с синхровходом генератора синусоидального напряжения °

3. Формирователь по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок синхронизации выполнен в виде умножителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а выход — с синхровходом генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сарбатов Р.С. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М., "Энергия", 1980, с.149.

2. Там же, с. 14б.