Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью — SU 1525840 (original) (raw)

у" СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 5114 Н 02 М 5/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРС 199383/24-07 3.02,87 0.11.89. Бюл, нститут элект(53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетел Кф 1164838, кл . Н 02 М 5Авторское свидетельс В 1246282, кл. Н 02 М 5 ство СССР 22, 1984. во СССР 27, 1985. Изобретени тносится к элекбыть использова преобразователем ке и може тротех но для правленияс непосред ственнои связью, улучшение формы ча ель изобретения ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ П.1 НТ СССР 54) УСТРОЙСТВО ДГИ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ выходного напряжения. Устроиство содержит задатчик 13 частоты, шинаданных которого соединена с информационными входами блока 15 таймерови регистра 16 кода кратности, выходы которого соединены с информационными входами реверсивного счетчика 21, счетный вход которого соединенс выходом блока 15 таймеров. Выходреверсивного счетчика 21 связан садресным счетчиком 23. Выходы счетчика 23 присоединены к одним информационным входам постоянного запоминающего устройства 25, запрограммированного в соответствии с закономуправления и связанного с соответствующими управляющимИ цепями силовыхключей преобразователя. Устройствосодержит также регистр 17 кода циклов, мультиплексор 19, Количествотаймеров определяется числом тактовформирования кривой выходного напряжения в одном цикле. 3 ил,Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления преобразователями частоты с непосредственной связью, предназначенных, например, для частотного управления электроприводами и для автономных систем электроснабжения.Целью изобретения является улучшение формы выходного напряжения преобразователяНа фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - функциональна схема устройства для управления преобразователем частоты с непосредственной связью и однократной модуляцией (НПЧ ОМ); на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Рассмотрим функционирование устройства для управления НПЧ ОМ,Силовая схема преобразователя частоты с непосредственной связью и однократной модуляцией (фиг,1) содержит три группы полностью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью 1-3, 4-6, 7-9, образующих нулевую схему, силовые входы которой подключены к фазам А, В, С трехфазной питающей сети, а выходы - к нагрузке 10, 11 и 12. Сигнал логической единицы на управляющем электроде силового ключа соответствует открытому состоянию ключа, а логического нуля - закрытому. Устройство для управления преобразователем содержит задатчик 13 частоты, шины 14 данных которого соединены с входами блока 15 таймеров, регистра 16 кода кратности и регистра 17 кода циклов. Максимальное число тактов формирования кривой выходного напряжения в одном цикле определяет количество таймеров в блоке 15 таймеров, выходы 18 которых соединены с информационными входами мультиплексора 19,выход 20 которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 2 1, работающего в режиме вычитания импульсов из кода, предварительно записанного из регистра 16 кода кратности. При обнулении реверсивного счетчика 21 импульс с выхода 22 обнуления поступает на вход адресного счетчика 23, который отсчитывает количество импульсов в соответствии со значением кода на выходах регистра 17 кода циклов, соединен 1где Г - частота сети;- требуемая частота основнойьыгармоники на выходе.Период формирования кривой состоит иэ трех циклов для нулевой схемы и шести для мостовой схемы НПЧ. Каждый цикл состоит из отдельных тактов, длительность которых определяется иэ соотношений: и- в+1 Та (1 - )1 тоК+1 К(4) 45 где К - кратность ИИМ;в - текущий индекс (в = О, 1,2 К);3 - коэффициент относительногозадания величины выходногонапряжения ( о = 0-1).На фиг.3 представлена кривая выходного напряжения, сформированнаяпри 8 = 0,5 и К = 3, на фиг.2структурная схема устройства для управления преобразователем частоты вбазисе микросхем, серийно выпускаемых промышленностью.Задатчик 13 частоты состоит из микропроцессора 13-1 (например, микного с адресным счетчиком, Выходыреверсивного счетчика 21 соединеныс группой 1 - и/2 адресных входов 524 ПЗУ 25 с общим количеством адресных входов, Группа (и/2 + 1)-иадресных входов 26 ПЗУ соединена свыходами адресного счетчика 23.В ПЗУ 25 записаны коды управлениясиловыми ключами 1-9, считываемые соответственно кодам на входах 24 и26, Выходы реверсивного счетчика 2 1соединены также с адресными входами 27 мультиплексора, определяющего номер входного канала мультиплексора 19.Рассмотрим принцип формированиякривой выходного напряжения при ШИРи регулировании величины выходногонапряжения, когда согласно циклическому алгоритму ключей длительностьодного цикла формирования кривой определяется какММ =ц маКС 35 Для удобства обработки микропроцессором информации по формулам (2), (3) и (4) введем переменную Ь, равную: 40 3 ТЬК Тогда формулы (2), (3) и (4) перепишутся следующим образом: Ь(в + 1)ЬЩ К + 1 л ТьЯм КУ Ь(н + 1) (К + 1) 5 15258 росхема КР 580 ИК 80 А), обрабатывающего цифровую информацию, ПЗУ 13-2 команд и констант (К 573 РФ 1) и ОЗУ 13-3 (,КР 537 РУ 8 А) для хранения промежуточных результатов вычислений. Блок 155 таймеров состоит из девяти отдельно программируемых таймеров, реализованных с помощью трех микросхем 15-11 15-2, 15-3 типа КР 580 ВИ 53. Отдельные 10 таймеры блока 15 таймеров работают в режиме счета импульсов высокочастотного опорного генератора 15-4 до эна - чений кода, предварительно записанного микропроцессором 13-1. При до стижении записанных значений кода счетчиками отдельных таймеров на выходах таймеров 18-1, 18-9 появляются импульсы, поступающие на мультиплек - сор.1920Расчет кодов микропроцессором 13-1 для загрузки в блок 15 таймеров осуществляется следующим образом,Требуемые значения выходной частоты Г , и напряжения П сообщаются 25 микропроцессору 13-1 в виде двоичных кодов, значения которых М и Мс вых и причем Мц задают относительно максимально возможного напряжения, значение кода которого Мц мО мснкс30Код Р коэффициента относительного значения величины выходного напряжения Мравен:"м М(К + 1)Поскольку таймеры отсчитывают количество импульсов высокочастотного опорного генератора 15-4, код выходной частоты которого М код М, используемый в формуле (5), определяется по количеству импульсов опорного генератора 15-4, содержащихся на интервале Т, а именно: Мз(м + м ). с выем где М - код частоты сети,Ниже приведена программа на языке РЬМ для расчета кодов длительностей тактов М, Мд Мс за 1 Е ф 2 Нф Е ф гружаемых микропроцессором 13-1 в блок 15 таймеров. В программе используются следующие переменные: МТ, которая соответствует М 1.; МРф -М МР 1 М КРТ Мк М - М; М 13 М - М,; индексированные переменные ТКТ 1 (М) ТКМЗ (М), соответствующие М, и М,и простая переменная ТКТ 2 (М ), поскольку она не зависит от .и.Фрагмент программы имеет следующее содержание: МТ (МРф/(МРС + МР 1 /3/КРТ; Ь = МТ+ МБ/МУМ; ТКТ 2 = МТ ВОМ = О ТО ККТ - 1;ТКТ 1 (М) - ЬФМ/(КРТ + 1);тктз (м) = ь - ткт 1 (м); и коды длительностей отдельных тактов:(5) Соответственно, код Ь: 55Коды длительностей тактов загружаются микропроцессором 13-1 в блоктаймеров; код М, - в таймер 0;М - в таймер 1; М - в таймер2 микросхемы 15-1; И;- в таймер О; Х" - в тайыер 1; М с - в таймер ." ьцскосхемн 15-2 И"- - в тчй 1".с мер 0; г - в таймер 1 1 - вс э 5 таймер 2 микросхемы 15-3.Б момент времени С о на выходах ре - вергцвцого счетчика 21 установлен код 1001 и на выходах адресного счетчика 23 кол 1001, соответствеццо которым считывается код 100010001 ца вьсхс.дах 1 ., ц замыкаются ключи 9 силовой схемы НПЧ. Соответственно коду 1001 ца выходах реверсивного счетчика 21 разрешается 1 рохождение импульсов .о счетчика 0 микросхемы 15-1 через мультиплексор 19. В момент времени ., Когда таймс р 0 микросхе 1 ыо; атгцвыноет ксд 1" от момента вРемени С:о, на вхс 1 д Ре 20 версцвцого счетчика 21 поступает цмпу:ьс, который уменьшает код на выход;х реверсивного счетчика да значений 1000. Импульс с выхода мультиплексора 19 гоступает также ца входы 25 устацанкс в исходное состояние блока таймеров так, что таймеры начинают опять отсчет импульсов опорного генератора 15с соответственно запрограммированным кодам. С момента времецс.оответствецно коду 1000 ца выходах реверсивцоо счетчика 21 разрешается лрохожден.е импульса со счетчика 1 микросхемы 15 - 1, который да момента времени : отсчитывал код " , В момент црсмени Т, цм 35"2 о- г пульс с выхода мультиплексора 19 опять уменьшает код на выходах реверсивцога счетчика 21 да значений 0111 и устанавливает в исходное состояние блок 15 таймеров. Соответственно полным кодам адреса на входах 2 и 2 В ПЗУ 25 считываются коды управления силовыми клюсами 1-9, запраграсироваццые в ПЗУ 25, лри45 отсчете таймерами кодов Гг М 7 ,о ,; лИ . Па цэгруэкьх О. 1 12 форФ.мируютгя отрезки лицейцх напряжений питающей сети АВ ВС, СА, которые в совокупности представляют квазисицусо;дальнуо кусочнуо кривую, прелставл=ццую ца фиг,3: В ыомецт времецц г лрц обц.,ленни реерсивцо -/о счсо-кас. выхода перс.л лцецця ревергивл;-о счеосцка лостлдео чм 5 пульс ца а;рог сип счетчик 23. Умецьша юоО з насение с о с ,са вых осах ад ресцого с ет цка 23 до зла еццй 1000, и начинается цавьсй рабочий цикл формирования кривой выходного напряжения, поскольку в момент времени С 9 в реверсивный счетчик 21 лерезаписывается код 1001 и опять разрешается прохождение импульса с таймера 0 микросхемы 15-1 при отсчете кода И . Описанным выше"оспособом формируются все девять рабочих циклов формирования кривой выходного напряжения,Предлагаемое устройство позволяет улучшить форму кривой выходного напряжения при обеспечении широкого диапазона регулирования выходной частоты.Формула изобретс нияУстройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью, кривая выходного напряжения которого сформирована по принципу широтно-импульсной модуляции с циклами, определяющими выходцуо частоту, и тактами, определяю- шими величину и гармонический состав выходного напряжения преобразователя, содержащее задатчик частоты, связанный через регистр кода кратности с информационными входами реверсивного счетчика, присоединенного выходом обнуления к счетному входу адресного счетчика, который связан с адресными входами и-разрядного ПЗУ, запрограмированного всоответствии с законом управления ипредназначенного для соединения с соответствующими управляющими цепямисиловых ключей преобразователя,о тл ц ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения, оно снабжено блоком таймеров,вклю ающим таймеры в количестве,определяемом числом тактов формирования кривой выходного напряженияпреобразователя в одном цикле, и тактовыи генератор, регистром кода циклов и мультиплексором, информацианныс входы которого подключены к выхо"дам блока таймеров, а выход соединенс входом установки в исходное состояние блока таймеров и со счетнымвходом реверсивного счетчика,причем и входов ПЗУ разделены надве группы; группа (1-п 2) образуетгходь. выработки тактов и соединена(4.44.4 бб чЮ.с выходами реиерси(иного счет (ика и адресными входами мультиплексора, группа (и/2 + 1) - и образует входы выработки циклов и подключена к выходам адресного счетчика, соединенного с выходами регистра кода циклов, входы которого и блока таймеров связаны с информационными выходами задатчика частоты, при этом задатчик частоты вырабатывает кодыдля загрузки в таймерь( с,определяемь(е соотношениями: 5 где Т - длительность одного цикла формирования кривой; 1Т3(Г + . )ф- коэффициент относительногсзадания величины выходного напряжения ( 8 = 0-1).(и - текущий индекс (и( = О, 1,24 К 1)К - кратность ШИИ;Г,ц - частота основной гармоники на выходе;частота сети,М,ор-фенилм и1,г, п кля цаб рытияи при ГКН 1 ССС (5

Смотреть

Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью