УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ ТОКА

Устройство для управления инвертором тока
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления инверторами в вентильных электроприводах.
Известно устройство для управления инвертором тока, содержащее датчики фазных напряжений по числу фаз нагрузки, задающий генератор с выходами высокой и кратной ей низкой частоты, формирователи импульсов управления тиристорами, выходы которых через согласующий узел подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров инвертора тока, сумматор, задатчик кода, регистр, счетчик, два одновибратора, элемент НЕ, два элемента И, два формирователя логических сигналов, два датчика токов фаз инвертора (SU 1656646, МПК-5 Н02М7/48, опубл. 15.06.91).
Недостатками известного устройства являются: недостаточная помехоустойчивость и надежность вследствие сложного схемного решения.
Технический результат заключается в улучшении энергетических характеристик, повышении коммутационной способности инвертора тока, повышении помехоустойчивости и надежности путем упрошения схемного решения устройства.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для управления инвертором тока, содержащем датчики фазных напряжений по числу фаз, формирователи синхронных импульсов по числу фаз, формирователь импульсов управления для подключения через согласующий узел к управляющему входу соответствующего тиристора инвертора, оно снабжено задатчиками углов управления основными и коммутирующими тиристорами, вычислительным блоком, шиной управления, шиной данных, таймерами отсчета моментов выдачи импульсов, измерителем периода переменного напряжения, формирователем прерываний, компараторами с
гистерезисом и RC-фильтрами, входы которых соединены с датчиками по
числу фаз нагрузки, а выходы - с компараторами с гистерезисом, выходы трех из которых соединены с формирователем прерываний и по шине управления с таймерами отсчета моментов выдачи импульсов, а выход четвертого компаратора - с входом измерителя переменного напряжения, выход которого подключен к шине данных, соединенной с задатчиками углов управления основными и коммутирующими тиристорами, вычислительный блок соединен с шиной данных, при этом входы формирователя импульсов управления тиристорами подключены к выходам таймеров отсчета моментов выдачи импульсов.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие его работу.
Устройство содержит датчики 1 по числу фаз нагрузки, соединенные с RCфильтрами 2, выходы которых подключены к компараторам с гистерезисом 3. Выходы трех компараторов 3 соединены с формирователем прерываний 4 и по шине управления 5 с таймерами отсчета моментов выдачи импульсов 6, а выход четвертого компаратора 3-е входом измерителя периода переменного напряжения 7, выход которого подключен к шине данных 8. Вычислительный блок 9 соединен с шиной управления 5 и шиной данных 8. Задатчики углов управления основными и коммутирующими тиристорами 10 и 11 соединены с шиной данных 8. Входы формирователя импульсов управления тиристорами 12 подключены к выходам таймеров 6, а выходы - через согласующий узел 13 - к управляющим электродам соответствуюпщх тиристоров инвертора тока.
Устройство работает следующим образом. Сигналы х1  хЗ с датчиков фазы напряжения 1 поступают на RC-фильтры 2 с точно подобранными постоянными времени.
Синусоидальные напряжения с выходов RC-фильтров 2 подаются на компараторы с гистерезисом 3 и преобразуются в прямоугольные логические сигналы х4 - х6 . По переднему или заднему фронту одного из логических сигналов х4 - х6 запускается соответствующий таймер 6 и начинается отсчет
дшг/ / временного интервала до момента подачи импульса управления на тиристор. В
тот же момент времени из формирователя прерываний 4 выдается импульс запроса прерывания. По сигналу прерывания вычислительный блок 9 загружает код длительности временного интервала в тот таймер 6, который будет запущен ближайшим следующим фронтом логического сигнала с компараторов с гистерезисом 3.
В формирователе импульсов управления тиристорами 12 по сигналам х4 - х6 от таймеров 6 формируются спаренные импульсы (см. фиг. 2) необходимой длительности и осуществляется их выдача на тиристоры основной (14 - 19) и коммутирующей (20 - 25) групп. Кроме того, на начальном этапе работы преобразователя на тиристоры коммутирующей группы  выдается ряд импульсов управления, что дает возможность во время работы преобразователя перейти с естественной коммутации вентилей на искусственную.
Вычислительный блок 9, построенный на основе однокристального микроконтроллера (ОМК) КР1816ВЕ31 семейства Intel 8051, вычисляет временные интервалы для таймеров 6 с учетом поправки на задержку синусоидального сигнала в RC-фильтрах 2 и компараторах с гистерезисом 3.
На фиг.2 показан процесс формирования управляющего импульса для одного из тиристоров инвертора тока. Момент выдачи этого импульса отсчитывается от точки перехода напряжения х1 из отрицательной области в положительную. Однако передний фронт логического сигнала х4 с компаратора 3 может задержаться в фильтре 2 на время до ti, которое зависит от частоты. Эту задержку необходимо учитывать, чтобы избавиться от погрешности в задании углов управления тиристорами. Таймер 6 должен отсчитать временной интервал длительностью t2, который в градусном выражении можно найти по формуле:
Далее найденная величина ti переводится в условные единицы значений
отсчетов таймеров. Расчет ведется по формуле:
На фиг. 2 момент загрузки четвертого таймера 6 обозначен 34, а момент его пуска - П4. Временные интервалы для других таймеров рассчитываются аналогичным способом, но моменты их загрузки и запуска привязаны к другим фронтам компараторов 3.
Для вычисления поправки ti применен табличный метод. С учетом коррекции точность поддержания углов управления тиристорами не хуже 1 эл. град, во всем диапазоне изменения задаваемых углов и выходной частоты инвертора тока.
Устройство позволяет улучшить энергетические показатели и повысить коммутационную способность инвертора тока за счет точной коррекции частотных характеристик входных цепей, а также повысить помехоустойчивость и надежность вследствие сокращения количества элементов.
Начальник отдела патентов и стандартов ( М. А. Левашкина Авторы:vA------ В. В. Никулин
t  изм-2
j.
- Г.М. Тутаев i И. В. Гуляев Ю. Н. Сонин