Главная Автономный инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный



CTopOB силовой схемы инвертора. Входные цепи триггеров с целью повышения по.мсхоустончиаости системы выполнены с «запоминаю-" щим» копдеисатором (рнс, .55), который ви время Действия входного импульса заряжается, подготавливаясь к переклкяеюто триггера в «омент его исчезновения. Имяульеы помех, длительность которых обычно не превышает нескольких" микросекунд, не успевают зарядить

коп-зепсатор и ие произво»

~а-аг~сгхг~хг

дят переключение триггера. Входная цепь стандартных статических триггеров T-IOJ в Т-103 имеет рассмотрен иую схему.

ЖЖJUtЖЖЖЖЖЖЖЖ,ЖZ*~

Linoojac

-л»

till

[~ Триггер

..... ..........

.....t

inmnr I

ижжжж

♦4

Рис. 64, Диаграмма сигналов системы управления инвертором, привеченной на рис, 53.

Рис, 55, Принципиаль-1 ная схема входной цепи триггеров.

На диаграмме рнс. 54 вы.ходы триггеров обозначены Ti, Т% И.. Т%. Длительность каждого из этих сигналов равна 180°, Изменение, состояния триггеров осуществляется прн помопги импульсов Мз.г,; причем каждая из шести входных схем И яропускает только один из шести импульсов и,,г таким образом, что псреключепие триггеров* происходит по кольцу. Частота напряжения на выходах триггеров при этом в б раз ниже частоты Функции, реализуемые схемой пересчетного кольца, описываются логическими уравнениями;

exTi==3rxTiXTi\ пхТ,==ЗГУ.Т>хТг,

где вхТи вхТц и вхТч - входные сигналы триггеров.

В момеит изменения состояния триггеров должно измени iw« J также и состояние тиристоров силовой схемы инвертора; один нз основных тиристоров запИрается, а Противоположный ему тиристора после окончания коммутации отпирается. Для этого в моменты «изме-»


Рис. 56. Принципиальная схема модулятора.

пепия состояния триггеров система управления должна вырабап вать узкие импульсы управления -коммутирующими тиристорами,

С целью упрощения в данной системе для управления коммут: руюодими тиристорами используются импульсы, которые изменян состояние триггеров, Одиовре-менпо эти же импульсы запрещают появление управляющего сигнала па выключаюп1Ихся основных тиристорах в период коммутадии. Последнее осуществляется с помощью схем И, иа входы которых подаются выходные сигналы соответствующих триггеров и соответствующие инверсные входные сиг11алы триггеров аиалогпчпо описанному в § 18 (рнс, 46), Кроме того, па входы этих же схем И подается сигнал с выхода несимметричного высоко->)астотпого мультивибратора (М на рис, 53) для осуществления модуляции широких импульсов. Инверторы (инв), вклк ченпые между выходам-и схем И и входами выходных формирс ватслей импульсои ВФ. предназначены для предварительного уснл( пня и согласования указанных частей системы управления, Логич! ские уравнения управляющих импульсов, формируемых описываемо системой, имеют елесгуюШий -вид:

-+-/4„ = flxfi; ~Л„ = мГг,

-Вк-вхТг; -вк«йАТ-у.

+ Ск = 0хТз; Ск « ахТз:

-+ Л о = Л1X Г1X (+Лк): -.4,5 = Л1X f < X (~1к);

+Во =МXГ*X (-ь б«); -Во = МXf2(-Sh) :

+ С, = Л1х Г,X ( 4-С„): -С, = МXf3X (-Сн).

Буквы /1, В, С обозначают прнпадлежпость тиристора к однс ичеииой фазе нпвертора, знак «плюс» - к анодной группе, Зна «минус» - к катодной группе, индекс «к» коммутирующий тир» стор, индекс «o>v ~ основной тиристор.

Высокочастотный мулътивНбратор собран по обычной схем [Л. 20], показанной па рис, 56, Несимметрия полупериодов достиг? ется за счет несимметрии времязадающих цепей схемы Ci, /?г Сг, Ri. Параметры этих цепей долж-иы удовлетворять следующи соотношениям:

/„ = 0,7i?2Cii(4 + 5),;?4Cji

/««0,7/?зСгХ4-5)?,Сь

где i» - длительность нм-пульса на выходе; - длительность паузь Частота мультивибратора f-I/f/n + n) выбирается обычн в пределах 800 Гц-1,5 кГц, соотношеияе k=tttltnfi--r-A для не сим.четрнчиого мультивибратора и = 1 .для симметричного. Дио. Д\, йключениын в коллекторную цепь выходного траьгзнстара муль тивибратора, предназначен для предотвращения влияния напряже ния конденсатора d па форму выходного Импульса.



22. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ С ШИР

При широтно-импульсном способе регулирования напряжения инвертора диаграмма управляющих импульсов на тиристорах слож- ная, в связи с чем оказывается целесообразным в системе управления инвертором выделить логический узел, который бы формиро- Ц вал только временные параметры импульсов (как « в вышеопйжаа- ной системе). Выполнение логических функций выходными формирователями импульсов, которое упрощало систему упраилеяия и«-вертором без ШИР н без работы привода -в режиме рекуперации, в данном случае затрудняет построение схемы и ограничивает ее возможности.

Здесь рассмотрим систему управления инвертором напряжения, реализующую способ широтно-импульсного регулирования с дополнительными коммутациями вентиля последовательной фазы, описанный в гл. 1,

Кроме задающего генератора ЗГ и пересчетиого кольца ПК, необходимых в любой системе управления трехфазным автономным % инвертором, к основным элементам системы с ШИР следует отнести " одновибратор ОВ и дегиифратор ДШ; ОВ формирует прямоугольные импульсы регулируемой длительности, синфазные импульсам «зг и.; следующие с частотой, равной или кратной частоте последних. Длв-J тельность этих импульсов изменяется я функции .входного сигнала, и и системы управления (см. рис. 1) и определяет величину выход- ного наприження инвертора. Импульс выходного сигнала иВ соответствует состоянию проводимости вентиля последовательной фазы, пауза - ныключеиному состоянию этого вентиля, т. с. паузе <й кри-, вой выходного напряжения инвертора.

Дешифратор осуществляет формирование трехфа.зиой системы сигналов, соответствующей диаграмме работы вентильных элементов инвертора при ШИР, т. е, формирование интервала 180° и каждом канале, выделение его среднего участка длительностью я/3 н выделение сигнала ОВ для дополнительных .комутаций на этом участке. 1

При частотном регулировании электропривода с использованием. рассмотрешюго ошлсоба ШИР при постоянной длительности «мпуль--са ОВ нзменеине выходного на.пряжения осуншствляется автомати-1 чески с изменением частоты -почти по пропорциональному закону,Д В связи с этим сигнал Uu выполняет лишь роль стабилизирующего и корректирующего сигнала, а регулирование осуществляется сиг*1 налом Ui, а т.ч. 1 бы.ча доказана целесообразность увеличения КО*! личества импульсов в полуперноде выходного напряжения «ивер-,1 тора При регулировании частоты вниз, т. е. увеличения числа допол-;! нительных коммутаций в интервале я/.3, что осуществляется с йо-f мощью системы управления путем увеличения частоты запуска ОВА с од.иовремеиным уменьшением длительности его импульса, Пр»;!! этом увеличению количества импульсюв в 2 раза должно соответсТ"! вовать уменьшение их длительности также в 2 раза и т, д, Ж

Для повышения надежности и обеспечения безаазрийной рабоТыЦ инвертора необходимо ограничивать минимальную длительность;"! паузы ъ кривой выходного напряжения или, что то же самое, orpa-;i иичивать максимальную длительность импульса ОВ. "

Рассматриваемая система управления позволяет осуществит 1) автоматическое изменение числа дополнительных коммут.адя1 Б функции частоты с одного до двух и четырех; Й) ограиичеНИ минимальной паузы межау этими и.мпульсами; 3) автоматичесю переход на работу без ШИР .в области максимальных часто

4) включение основного тиристора сразу после окОНчания проце< коммутации; из.менсиие порядка чередоианНя фаз выходного i пряжения инвертора (реверс); fi) вык.ночсние проводящих основн тиристоров прн поступлении сигнала защиты .преобразователя.

Для этих целей в систему управления, кроме основных узд. вводится ряд Дополнительных.

Рис. 57, Структурная схема системы управления автономным ннв( тором напряжения с ШИР.


Рнс, 58. Структурная схема формирователя импульсов (ФИ).

Структурная схема логической части системы управления i верторо.м приведена иа рис. 57, Для ре,«Лм-£!цйи логических опе[ цнй используются элементы «Логика* серии Т.

В качестве ЗГ используется конденсаторная схема генерато на базе генератора пилообразного напряжения (§ И, п. «б»), Чаеч та Импульсов йа.г пропорциональна входному сигналу Uf - U ОВ собран по аналогичной схеме (§ 12), Для обеспечения четыр двух н одной дополнительных коммутаций частота запуска ( должна быть в 24, в 12 либо в 6 раз выше выходной часто инвертора /; ПК должно управляться импульсами с частотой Для по.лученпя указанных частот «и,с генерирует импульсы с час1



Вход

Выход

Рнс. 59. ПрИИцнпиа.пьная схема формирователей (F).

тон 24/, и к его выходу подключается двухступенчатый делитель частоты йЧ в 2 н 4 раза; ДЧ выполнен на двух игоследовательно вк.зючениых триггерпых Ячейках Т102 Со счетными входами, С .выхода перноп) триггера снимается сигнал частотой 12/, с выхода второго-.-Gf. Выходные сигналы «з.р и ЛЧ -поступают .на входы ФИ. Ахчсь формируются импульсы управления -перссчётиым кольцом Va,K с частотой tif и имцульсы упраалсиия саиовибратором Uon

с частотой 24f, либо Щ, либо 6f. Частота последних определяется симьзлами у,)лов управления количеством импульсов УУКИ1 н УУКИ2. Схема ФИ приведена на )нс. 58. Она состоит из трех формирователей f импульсов малой длительности, собранных по схеме рис, 59, я двух спусковых устройств СУ1 и СУ2, аналогичных спусковому устройству в схеме 3f. На вход СУ/ поступают импульсы частоты 6f, на вход СУ2 через схему ИЛИ импульсы частоты б/, 12/ и 24/ (последние два в зависимости от сигналов УУКИ). Длительность импульса СУ1, определяемая его параметрами, больше длительности импульсов СУ2. Однако за счет того, что в цепь [И-ложительной обратной связи СУ1 через схему заведен сигнал СУ2, оба импульса U,,.k и Ihv имеют одН1ьзковую длительность, определяемую параметрами СУ2. Переключение" ПК осуществляется задним фронтом импульса Vn.n, а запуск ОВ-задним фронтом импульса Оак. Поэтому передние, фронты выходных импульсов ПК и ОВ совпадают во времени. Управление ОВ импульсом Ua й осуществляется через дифференцирующий конденсатор иа Входе триггера ОВ. Передний фронт импульса Ь,,» выключает (сбрасывает) ОВ, если к .этому моменту времени ОВ не выключился пол действием собственного интегрирующего конденсатора. Таким образом, осуществляется ограничение минимальной паузы между следующими друг за дру1ч)м ко.ммутацпями на уровне длительности импульса Uot- В нормальиы;ч режимах, когда iob<1/(6/(/) (п равно 1. 2, 4- число дополнительнььх коммутаций), передний фронт импульса Uo% ие изменяет состояния ОВ и пе илнпет иа работу системы. Сигнал п.к. кроме своего основного иазиачепия, выполняет еще и функции синхронизирующего сигнала момента реверса и момегггов переключений количества импульсов. Схема ФИ выполнена па логических .элементов типов Т101, Т107, Т302 и Т104,

Скачкообразное изменение длительности импульса ОВ ъ целое Число раз при изменении количества и.мпульсов осуществляется прн пймош,и узла управления шириной Импу,!ьеа УУШИ, в котором «ри помощн трапзисторпых ключей изменяется величвна входного сопротивления ОВ, вследствие чего из.мепяется yro.-i наклона его характеристики. Принципиальная схема УУШИ приведена на рис, 60, Она Состоит из нескольких параллельных ветвей входных резисторов одно-вибратора, средняя точка которых шунтируется транизсторным ключом. Если Ключ разомкнут (транзистор закрыт), то соот,ветст-вующая ветвь входных резисторов включается параллельно остальным ветвям, если же ключ замкнут (транзистор открыт), то по вхо-

ду ОВ ток данной -ветви ие протекает и она пе участвует н с()орм ровапни наклона характеристики ОВ. ,Цля формирован полу1гериода выходного линейного иапряжения из двух, четырех и-восьми импульсов УУШИ должен состоять из одной невыключаем ветви Ro и двух -выключаемых R\ п R% с транзисторами Ti и .

Если принять /?, ~ -g-/?„ и /?г /?„, ТО прн двух импульс

в полунерироде выходного л-ипейпого напряжеиия оба трапзисто hTi и ПТг должны быть открыты, при четырех--Я7\ закрыт, П открыт, при восьми оба TjiaiiiiscTojja закрыты.

г-СЭ

Чжо$

...» I

Рнс, 60. Прнииппиальиая схема узла управления шири-иоП импульса (УУШИ) одшзвибратора.

Управление трапзнстор1п..1МИ ключами УУШИ осуществляет также сигналами УУКИ. Входной сигнал иг через УУШИ пост пает па вход ОВ и в опнсывае.мой системе упранлеи-ия может бы использован в качестве сигнала обратной связи ио напряжению i точпнка питания инвертора. Кроме того, иеносредственно на вх ОВ (вместо эталонного источника -напряжения) цри -необходимое подается корректируюп;ий шгиал Ihxz- Оба эти сигнала измеия! длительность пмпульса ОВ и, следовательно, величину выходно напряжения инвертора независимо от частоты.

Узлы УУКИ! и УУКИ2 в полупериоде выходного линейно напряжения а-втоном1гого инвертора осуществ,ошт шунтирован определенной части импульсов в ФИ, производящих запуск ОВ, одновременно соответствующее изменение входного тока С в УУШИ. Трепгй узел управлеп-ия количеством импульсов {УУКИ. осуществляет отключение [НИР. Схемы всех трех узлов одинакоу и выполняют функцию управления количеством импульсов .в завис .мости от выходной частоты инвертора (режим без ШИР мож рассматривать как режим с одним -импульсом -в полуволне выхо ного напряжения-), Д.якисжлючения неблагоприятных переходш процессов момент -переключения в узлах УУКИ синхронизирует импульсами, соответствующими выключенному состоянию ОВ не; дующими с частотой 6/ (импульсы U<,.v).

Схема УУКИ (рис. 61) состоит из полупроводникового ре напряжений Р типа Т202, иивертора ИНВ, двух схем И и статич ского триггера Т102 с раз.дельиыми вход.зми, В ,за-висимости от с стояния реле Р одна из схем И буде-г пропускать синхронизируют



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [15] 16 17


0.0101