SU1513595A1 - Device for controlling converter with pulsewidth modulation - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может найти применение в импульсно-модулированных инверторах с синусоидальным выходным напр жением. Целью изобретени   вл етс  уменьшение массо-габаритных показателей устройства и упрощение его насадки. Устройство дл  управлени  преобразователем 1 с выходным фильтром 2 содержит первый датчик 3 входного напр жени , второй датчик 4 выходного напр жени , систему 5 управлени , в состав которой вход т блок 6 модул ции. Измерительный преобразователь 7 подключен входами к датчикам 3,4, к блоку 6, а выходом - к управл ющему входу блока 6. На выходе датчиков 3,4, формируютс  сигналы, пропорциональные мгновенным значени м входного и выходного напр жений аквертора. Эти сигналы поступают в блок 6 и измерительный преобразователь 7. Кроме того, с блока 6 в измерительный преобразователь 7 поступает сигнал состо ни  коммутатора. В результате измерительный преобразователь, преобразу  входные сигналы, синтезирует ток емкости выходного фильтра 2. Последний поступает на соответствующий вход блока 6 модул ции, который, использу  сигналы датчиков 3,4 и измерительного преобразовател  7, формирует широтно-модулированные импульсы, которые поступают в силовой коммутатор преобразовател . 2 ил.The invention relates to a converter technique and may find application in pulse-modulated inverters with sinusoidal output voltage. The aim of the invention is to reduce the weight and dimensions of the device and simplify its attachment. A device for controlling a converter 1 with an output filter 2 comprises a first sensor 3 of an input voltage, a second sensor 4 of an output voltage, a control system 5 comprising a modulation unit 6. The measuring transducer 7 is connected by inputs to sensors 3,4, to block 6, and by output to the control input of block 6. At the output of sensors 3,4, signals are generated that are proportional to the instantaneous values of the input and output voltages of the averter. These signals are fed to block 6 and the measuring transducer 7. In addition, from block 6 to the measuring transducer 7, a switch state signal is received. As a result, the measuring transducer, converting the input signals, synthesizes the current capacity of the output filter 2. The latter enters the corresponding input of the modulation unit 6, which, using the signals from the sensors 3,4 and the measuring transducer 7, generates width-modulated pulses that enter the power switch converter 2 Il.

Description

3151331513

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может найти применение в импульсно-модулирован- ных инверторах с синусоидальным вы- ходным напр жением.The invention relates to a converter technique and may find application in pulsed modulated inverters with sinusoidal output voltage.

Целью изобретени   вд етс  уменьшение массогабаритных показателей устройства и упрощение наладки.The aim of the invention is to reduce the weight and dimensions of the device and simplify commissioning.

На фиг.1 показаны силова  схема инвертора с йагрузкой и схема устройства управлени , с датчиками входного напр жени , выходного напр жени , с блоком модул ции и с иэмери тельным преобразователем; на фиг.2 функциональна  схема измерительного преобразовател , выполненного с использованием принципа предварительного синтезировани  зубцевидной составл ющей тока i(, и отслеживани  его гладкой составл ющей.Figure 1 shows a power circuit of an inverter with a load and a circuit of a control device, with sensors for input voltage, output voltage, with a modulation unit and with a measuring converter; Fig. 2 is a functional diagram of a measuring transducer made using the principle of pre-synthesizing a dentate component of current i (, and tracking its smooth component.

Устройство дл  управлени  преобразовател ми 1 с широтно-импульсной модул цией и с выходным фильтром 2 содержит первьй датчик 3 входного напр жени , в качестве которого может служить резистивный делитель, второй датчик 4 выходного напр жени  в качестве которого может служить трансформатор напр жени , блок 5 управлени , в состав которого вход т интегрирующий модул тор 6, измерительный преобразователь 7, причем по следний подключен входами к датчикам 3 и 4 к интегрирующему модул - тору 6, который может быть реализован по любому известному методу, а выходом подключен к соответствующему входу модул тора 6.The device for controlling the pulse-width modulated converters 1 and the output filter 2 contains the first sensor 3 of the input voltage, which can be a resistive divider, the second sensor 4 of the output voltage can be used as a voltage transformer, unit 5 control, which includes an integrating modulator 6, a measuring transducer 7, and the latter is connected by inputs to sensors 3 and 4 to an integrating module - torus 6, which can be implemented using any known m Tod, and output connected to the corresponding input of the modulator 6.

Измерительный преобразователь 7 содержит коммутатор 8, информационный вход которого  вл етс  выходом датчика 3, вход управлени  - выходом модул тора.6, колебательньй контур 9 и 10. Колебательньй контур 9 содер жит интегратор 11, первый вход которого  вл етс  выходом коммутатора 8, второй вход - выходом датчика 4, инвертора 12, входом второго  вл ет™ с  выход- интегратора П, апериодическое звено 13, первьй вход которого  вл етс  его же выходом, второй вход - выходом инвертора 12, кроме того, его выход соединен с третьим входом интегратора 11, второй колеба тельный контур 10, содержащий инвертирующий сумматор 14, первым входом которого  вл етс  вьщод инвертора 12 колебательного контура 9, интеграThe transmitter 7 contains a switch 8, the information input of which is the output of sensor 3, the control input of the modulator output.6, the oscillating circuit 9 and 10. The oscillating circuit 9 contains the integrator 11, the first input of which is the output of switch 8, the second input - output of sensor 4, inverter 12, input of the second one is ™ with output of integrator P, aperiodic link 13, the first input of which is its output, second input - output of inverter 12, besides its output is connected to the third input of integrator 11 second to Loeb Tel'nykh circuit 10 comprising an inverting adder 14, a first input of which is vschod inverter oscillation circuit 12 9 integrals

0 5 0 5

0 5 з 0 5 s

00

тор 15, вход которого  вл етс  ныхог: дом инвертирующего сумматора 14 и одновременно выходом измерительного преобразовател  7, апериодическое звено 16 первый вход которого  вл етс  его же выходом, второй вход - выходом .интегратора 15, третий вход - выходом датчика 4.The torus 15, whose input is the output: the house of the inverting adder 14 and at the same time the output of the measuring converter 7, the aperiodic link 16 whose first input is its output, the second input - the output of the integrator 15, the third input - the output of the sensor 4.

Устройство дл  управлени  работает следующим образом.The control device operates as follows.

На выходах датчиков 3 и 4 формируютс  сигналы, пропорциональные мгновенным значени м входного и выходного напр жений инвертора. Эти сигналы поступают в модул тор 6 и измерительный преобразователь 7. Кроме того, с модул тором 6 в измеритель-The outputs of sensors 3 and 4 generate signals proportional to the instantaneous values of the input and output voltages of the inverter. These signals are sent to the modulator 6 and the measuring transducer 7. In addition, with the modulator 6 to the measuring device

кьпй преобразователь 7 поступает сигнал состо ни  коммутатора. В результате измерительный преобразователь , преобразу  входные сигналы, синтезирует ток емкости выходного фильтра 2. Последний поступает на , соответствующий вход модул тора 6. Последний, использу  вьшодные сигналы датчиков 3 и 4 и измерительного преобразовател  7, формирует широт- но-модулированные импульсы, .которые поступают в силовой коммутатор преобразовател  1 .The transducer 7 receives a switch status signal. As a result, the measuring transducer, converting the input signals, synthesizes the current of the output filter 2 capacitance. The latter arrives at the corresponding input of the modulator 6. The latter, using the output signals from sensors 3 and 4 and the measuring transducer 7, generates latitude-modulated pulses, which enter the power switch of the converter 1.

Измерителыай преобразователь работает следующим образом. IThe measuring transducer works as follows. I

В коммутаторе 8 поступающий сигнал Uj с выхода датчика 3.модулируетс  сигналом состо ни  S, поступаю- пщм с модул тора 6. В результате на выходе коммутатора 8 формируютс  широтно -модулированные импульсы, амплитудой равные значению и модулированные согласно изменению сигнала Sj, которые поступают в колебательный контур 9 на вход интегратора 11. Туда же поступает сигнал выходного напр жени  с датчика 4 и сигнал с апериодического звена 13. Последний предотвращает насьш ;ение интегратора П, На выходе последнего формируетс  проинтегрированное значение суммы трех сигналов, которое представл ет зубцевидную составл ющую тока емкости выходного фильтра 2, Выходной сигнал интегратора П через инвертор 12 поступает на второй колебательньй контур Ю, ра вход сумматора 14. Туда же поступает гладка  составл юща  тока if, с выхода апериодического звена 16, которое  вл етс  регул торомIn switch 8, the incoming signal Uj from the output of sensor 3. is modulated by a state signal S, received from a modulator 6. As a result, width-modulated pulses are formed at the output of switch 8, the amplitude equal to the value and modulated according to the change in signal Sj, which enter an oscillating circuit 9 to the input of the integrator 11. The output voltage signal from the sensor 4 and the signal from the aperiodic link 13 also arrive there. The latter prevents the integrator P from reaching the end. An integrated signal is generated at the output of the latter The sum of the three signals, which represents the dentate component of the capacitance of the output filter 2, the output signal of the integrator P through the inverter 12 is fed to the second oscillatory circuit, U, the input of the adder 14. There, the component of the current, if, comes from the output of the aperiodic link 16 which is a regulator

сведени  к малой величине разности измеренного значени  .е.reduction to the small difference of the measured value. e.

Параметры измерительного преобра зовател  выбираютс  следук цим образом . Скорость интегрировани  интеграторов 11 и 15 устанавливаетс  рав ной резонансной частоте СО силового фильтра 2. Скорость интегрировани  апериодического звена также устанавливаетс  равной оа, а его статически коэффициент усилени  СО устанавливаетс  близким к единице. Скорость интегрировани  апериодического звена 16 должна быть такой, чтобы отслеживать частоты близкие к СО , Отслеживание частоты несущей или ее гармоник не требуютс , так как высокочастотна  зубцевидна  сос тавл юща  тока синтезирована уже в контуре 9. В силу этого достаточно вз ть скорость интегрировани  между резонансной и несущей частотами:The parameters of the measuring converter are selected in the following way. The integration speed of the integrators 11 and 15 is set equal to the resonant frequency CO of the power filter 2. The integration speed of the aperiodic link is also set to oa, and its static gain is set to close to unity. The integration speed of aperiodic link 16 must be such that tracking frequencies close to CO, tracking of the carrier frequency or its harmonics is not required, since the high frequency toothed component of the current is already synthesized in circuit 9. By virtue of this, it is sufficient to take the integration rate between the resonant and carrier frequencies:

(ОЭ-ь),(OE)

где р) скорость интегрировани  - апериодического звена 16;where p) the speed of integration - aperiodic link 16;

СО резонансна  частота выходного фильтра 2; - частота широтно-модул ированных импульсов.CO is the resonant frequency of the output filter 2; - frequency of pulse-width modulated pulses.

Статически коэффициент усилени  (,) апериодического звена 16 выбираетс  так, чтобы обеспечить переходной процесс второго контура, близкий к переходному процессу выход- глпш фильтра.Statically, the gain (,) of the aperiodic link 16 is chosen so as to provide a transition of the second circuit, which is close to the transition process of the output-filter.

Возможность ограничитьс  сравнительно низкочастотной след щей системой за -счет предварительного синтезировани  высокочастотной зубцевид- ной составл ющей тока позвол ет получить в предлагаемом устройстве достаточное сочетание точности и помехоустойчивости . Кроме того, устройство дл  управлени  по сравнению с известным не требует излишних затрат, св занных с третьим датчиком тока. Устройство дл  управлени  упрощает конструкцию самого преобразовател  и облегчает его наладку..The ability to limit the relatively low-frequency tracking system by pre-synthesizing the high frequency toothed component of the current makes it possible to obtain in the proposed device a sufficient combination of accuracy and noise immunity. In addition, the control device, as compared to the known one, does not incur the overhead associated with the third current sensor. The control device simplifies the design of the converter itself and facilitates its adjustment.

51359565135956

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  управлени  преобразователем с широтно-импульсной моду- л цией, содержащее блок модул ции, измерительный преобразователь TOKat св занный с первым входом интегрирующего модул тора, а также датчикиA device for controlling a pulse-width modulated transducer containing a modulation unit, a TOKat transducer connected to the first input of an integrating modulator, and sensors 1Q входного и выходного напр жени 1Q input and output voltage преобразовател , выходами подключенные к второму и третьему входам интегрирующего модул тора, о т л и - чающеес  тем, что, с цельюconverter, the outputs connected to the second and third inputs of the integrating modulator, which is, in order 15 уменьшени  массогабаритных показателей и упрощени  наладки, измеритель- нъй преобразователь тока выполнен в виде комм у татора, информационный вход которого св зан с выходом датчи20 ка входного напр жени , а управл ющий вход с выходом датчика выходного напр жени , и двух колебательных контуров , причем первый из них содержит последовательно соединенные ин25 тегратор первым управл ющим входом подключенный к выходу коммутатора, и инвертор, апериодическое звено, первый управл ющий вход которого замкнут на его выход, соединенный с вто30 рым управл ющим входом интегратора, а второй управл ющий вход апериодического звена подключен к выходу инвертора , второй колебательный контур содержит последовательно соединенные инвертирующий сумматор, первым входом соединенный с выходом инвертора первого колебательного контура, тегратор и апериодическое звено, первый управл ющий вход которого замдд кнут на его выход, соединенный с вторым входом инвертирующего сумматора , второй вход апериодического звена подключен к выходу интегратора , а его третий управл юпшй вход ... соединен с третьим управл ющим вхо4Ь15 to reduce weight and dimensions and simplify setup, the measuring current transducer is made in the form of a commutator, whose information input is connected to the input voltage sensor output, and a control input to the output voltage sensor output, and two oscillatory circuits the first of them contains a series-connected integrator, the first control input connected to the switch output, and an inverter, an aperiodic link, the first control input of which is closed to its output connected to the second the second control input of the integrator, and the second control input of the aperiodic link is connected to the output of the inverter, the second oscillating circuit contains a series-connected inverting adder, the first input connected to the output of the inverter of the first oscillating circuit, the tegrator and the aperiodic link, the first control input of which its output is connected to the second input of the inverting adder, the second input of the aperiodic link is connected to the output of the integrator, and its third control input ... is connected n with the third control input ДОМ интегратора первого колебательного контура и выходом датчика выходного напр жени  преобразовател , а выход инвертирующего сумматораThe home of the integrator of the first oscillating circuit and the sensor output of the output voltage of the converter, and the output of the inverting adder 5050 подключен к первому входу интегрирующего модул тора.connected to the first input of the integrator modulator. Редактор Н.БобковаEditor N. Bobkova Составитель Е.КалинкинCompiled by E.Kalinkin Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец Tehred L. Oliynyk Proofreader M. Maksimishinets Заказ 6096/55Order 6096/55 Тираж 648Circulation 648 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 gjaff2gjaff2 ПодписноеSubscription