[go: up one dir, main page]

RU2326485C1 - Method of current regulation at output of bridge transistor inverter - Google Patents

Method of current regulation at output of bridge transistor inverter Download PDF

Info

Publication number
RU2326485C1
RU2326485C1 RU2006144419/09A RU2006144419A RU2326485C1 RU 2326485 C1 RU2326485 C1 RU 2326485C1 RU 2006144419/09 A RU2006144419/09 A RU 2006144419/09A RU 2006144419 A RU2006144419 A RU 2006144419A RU 2326485 C1 RU2326485 C1 RU 2326485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
output
transistors
error signal
value
Prior art date
Application number
RU2006144419/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Карпеев (RU)
Виктор Александрович Карпеев
Владимир Михайлович Никитин (RU)
Владимир Михайлович Никитин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority to RU2006144419/09A priority Critical patent/RU2326485C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326485C1 publication Critical patent/RU2326485C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to electric equipment, in particular to relay systems of automatic current regulation, and may be used in power transducers of direct and alternating current with circuit of negative feedback by current of inverter load. Method of current regulation at the output of bridge transistor inverter, which is made from parallel connected to source two-switch modules with logical devices, which provide for open condition of top or bottom transistors of two-switch modules, at which the instant value is measured and current mark at the outlet of inverter, the measured value is compared with the setting signal of current, the mark is identified and the value of their difference (error signal), after the error signal achieves the threshold value, the transistors are switched only in one of two switch modules, and with open only top or only bottom transistors of modules the time τ delay starts, and with unchanging mark of error signal, transistors of two-switch module are switched, and in case of error signal mark change and reaching threshold value, transistors of first module are switched until time τ delay elapses.
EFFECT: increases efficiency factor and precision of inverter regulation.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейным системам автоматического регулирования тока, и может быть использовано в силовых преобразователях постоянного и переменного тока с контуром отрицательной обратной связи по току нагрузки инвертора.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay systems for automatic current control, and can be used in power converters of direct and alternating current with a negative feedback circuit for the load current of the inverter.

Известен способ регулирования тока на выходе мостового инвертора [1], при котором измеряют значение и знак тока на его выходе, сравнивают его с заданным значением тока, определяют величину и знак их разности (ошибку регулирования). Затем измеренную ошибку сравнивают с двумя значениями пороговой величины ΔI и ΔI'', из которых ΔI>ΔI''. В результате сравнений по специальной программе формируют последовательность включения и выключения силовых транзисторов моста. Форма выходного тока инвертора с таким способом регулирования получается двухступенчатой и всегда с максимальной амплитудой отклонения ΔI в обе стороны от заданного значения Iзад.A known method of regulating the current at the output of a bridge inverter [1], in which measure the value and sign of the current at its output, compare it with a given current value, determine the magnitude and sign of their difference (regulation error). Then, the measured error is compared with two threshold values ΔI and ΔI '', of which ΔI> ΔI ''. As a result of comparisons according to a special program, a sequence of switching on and off the power transistors of the bridge is formed. The shape of the output current of the inverter with this method of regulation is obtained two-stage and always with a maximum amplitude of deviation ΔI in both directions from the set value I ass .

Более плавную кривую тока с одноступенчатой пульсацией обеспечивает способ регулирования, предложенный в [2]. При этом способе также определяют величину и знак ошибки регулирования тока, а также знак тока и, при положительном знаке разности (ошибки), снимают команду на включение одного из транзисторов отрицательного направления тока и одновременно включают отсчет выдержки времени. После окончания выдержки команда на выключение транзистора снимается. При отрицательном знаке разности производят аналогичные операции с транзистором положительного направления тока с учетом соответствующей выдержки времени. Регулировка выдержки времени в функции сигнала ошибки осуществляется после его выпрямления, т.е. по модулю этого сигнала.A smoother current curve with a single-stage ripple is provided by the control method proposed in [2]. With this method, the magnitude and sign of the current control error, as well as the sign of the current, are also determined and, with a positive sign of the difference (error), the command is turned on to turn on one of the transistors of the negative current direction and at the same time turn on the time delay count. After exposure, the command to turn off the transistor is removed. With a negative sign of the difference, similar operations are performed with a transistor of a positive current direction, taking into account the corresponding time delay. The time delay in the function of the error signal is adjusted after it is rectified, i.e. modulo this signal.

Недостатком такого способа регулирования тока является несовпадение среднего значения тока с его заданием. При формировании синусоидального тока этот способ приводит к отставанию по фазе основной гармоники тока от сигнала его задания, т.е. к неточности регулирования.The disadvantage of this method of current regulation is the mismatch of the average current value with its task. When a sinusoidal current is formed, this method leads to a phase lag of the main harmonic of the current from its reference signal, i.e. to inaccuracy of regulation.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ регулирования тока не имеет отмеченного недостатка. Среднее значение тока всегда совпадает с его заданием. При том же допустимом уровне высокочастотных пульсаций тока нагрузки (высокочастотных отклонений от сигнала задания) это позволяет иметь меньшую частоту включений и выключений транзисторов силового моста, т.е. иметь меньше, чем у прототипа потери на переключение силовых транзисторов и, следовательно, иметь более высокий коэффициент полезного действия (КПД) инвертора.Proposed in the present invention, the method of regulating current does not have a noted drawback. The average current value always coincides with its task. With the same permissible level of high-frequency ripples of the load current (high-frequency deviations from the reference signal), this allows a lower frequency of switching on and off of the power bridge transistors, i.e. to have less than the prototype switching losses of power transistors and, therefore, to have a higher inverter efficiency (COP).

Технический результат - повышение КПД и точности регулирования тока инвертора.The technical result is an increase in efficiency and accuracy of regulation of the inverter current.

Технический результат достигается тем, что переключение двухключевых модулей инвертора выполняют по сигналу ошибки регулирования тока и после того, как она достигнет порогового значения, переключают только один из модулей, затем сравнивают их состояние и, если оно оказывается одинаковым, начинают отсчет выдержки времени τ. Если за время τ сигнал ошибки не меняет знак, то переключают транзисторы второго двухключевого модуля, если же до окончания выдержки τ сигнал ошибки меняет знак и достигает пороговой величины другого знака, то переключают транзисторы первого модуля, не дожидаясь окончания выдержки τ.The technical result is achieved in that the switching of the two-key inverter modules is carried out according to the current control error signal and after it reaches the threshold value, only one of the modules is switched, then their state is compared and, if it turns out to be the same, the time delay countdown τ begins. If during the time τ the error signal does not change sign, then the transistors of the second two-key module are switched, if before the end of exposure τ the error signal changes sign and reaches a threshold value of a different sign, then the transistors of the first module are switched without waiting for the end of exposure τ.

Предлагаемый способ регулирования тока может быть реализован, например, с помощью устройства, функциональная схема которого приведена на фиг.2, а на фиг.1 показана диаграмма изменения выходного тока инвертора.The proposed method of regulating the current can be implemented, for example, using a device whose functional diagram is shown in figure 2, and figure 1 shows a diagram of the change in the output current of the inverter.

Устройство для реализации способа содержит задатчик тока 1, суммирующее устройство 2, элемент задержки 3, переключатель сигналов 4, релейные элементы 5 и 6, счетный триггер 7, логический элемент «исключающий или» 8, инвертор сигнала 9, логические устройства 10 и 11, двухключевые транзисторные модули 12 и 13, нагрузку 14 и датчик тока 15.A device for implementing the method comprises a current controller 1, an adder 2, a delay element 3, a signal switch 4, relay elements 5 and 6, a counting trigger 7, an exclusive or 8 logic element, a signal inverter 9, logic devices 10 and 11, two-key transistor modules 12 and 13, load 14 and current sensor 15.

Задатчик тока 1 представляет собой регулируемый источник напряжения, например потенциометр, а функции суммирующего устройства 2 обычно реализуется с помощью операционного усилителяThe current collector 1 is an adjustable voltage source, such as a potentiometer, and the functions of the summing device 2 are usually implemented using an operational amplifier

Элемент задержки 3 представляет собой устройство с двумя входами, из которых первый сигнальный, а второй логический. Если на его втором входе присутствует логический нуль, то на выходе элемента задержки формируется сигнал в виде интегральной функции от сигнала на первом входе. Если же на втором входе элемента присутствует логическая единица, то на его выходе устанавливается нулевой сигнал независимо от уровня и знака сигнала на его первом входе.The delay element 3 is a device with two inputs, of which the first signal, and the second logical. If a logic zero is present at its second input, then a signal is generated at the output of the delay element as an integral function of the signal at the first input. If at the second input of the element there is a logical unit, then at its output a zero signal is set regardless of the level and sign of the signal at its first input.

Переключатель сигналов 4 состоит из четырех полупроводниковых ключей, управляющие входы которых попарно объединены, как показано на фиг.2, и с помощью логических сигналов на этих входах обеспечивают либо присоединение своего первого входа к первому выходу, а второго входа ко второму выходу, если комбинация сигналов на управляющих входах переключателя 01 и соответственно первого входа ко второму выходу, а второго входа - к первому выходу, если комбинация сигналов на его управляющих входах будет 10.The signal switch 4 consists of four semiconductor switches, the control inputs of which are combined in pairs, as shown in figure 2, and using the logic signals at these inputs, they either connect their first input to the first output, and the second input to the second output, if the signal combination on the control inputs of switch 01 and, accordingly, the first input to the second output, and the second input to the first output, if the combination of signals at its control inputs is 10.

Выходы переключателя сигналов 4 подключены ко входам релейных элементов 5 и 6 с одинаковыми для обоих симметричными гистерезисными характеристиками. Первый выход - ко входу релейного элемента 5, а второй - ко входу релейного элемента 6.The outputs of the signal switch 4 are connected to the inputs of the relay elements 5 and 6 with the same symmetrical hysteresis characteristics for both. The first output is to the input of the relay element 5, and the second is to the input of the relay element 6.

Выход релейного элемента 5 подключен ко входу логического устройства 10, управляющего двухключевым модулем 12, и к первому входу логического элемента 8, а выход релейного элемента 6 ко второму входу логического элемента 8 и через инвертирующий элемент 9 ко входу логического устройства 11, управляющего двухключевым модулем 13.The output of the relay element 5 is connected to the input of the logic device 10 that controls the two-key module 12, and to the first input of the logic element 8, and the output of the relay element 6 to the second input of the logic element 8 and through the inverting element 9 to the input of the logic device 11 that controls the two-key module 13 .

Логический элемент 8 обеспечивает на своем выходе логическую единицу, если на его входах сигналы имеют одинаковый знак (оба плюс или оба минус) и обеспечивают логический нуль, если на его входах оказываются различные по знаку сигналы.Logic element 8 provides a logical unit at its output if the signals at its inputs have the same sign (both plus or both minus) and provide a logic zero if signals with different signs appear at its inputs.

Логические устройства 10 и 11 обеспечивают открытое состояние «верхнего» транзистора двухключевого модуля, если на входе устройства сигнал положителен, и открытое состояние нижнего транзистора этого же модуля, если сигнал на его входе отрицателен. При изменении знака сигнала логическим устройством обеспечивается стандартная задержка на отпирание транзисторного ключа, исключающая «сквозной» ток в транзисторном модуле.Logic devices 10 and 11 provide the open state of the “upper” transistor of the two-key module if the signal at the input of the device is positive, and the open state of the lower transistor of the same module if the signal at its input is negative. When changing the sign of the signal, the logic device provides a standard delay for unlocking the transistor switch, eliminating the "through" current in the transistor module.

Выход логического элемента 8 (стандартный элемент логики «исключающий или») подключен к счетному входу триггера 7 и ко второму логическому входу элемента задержки 3. Счетный триггер 7 переключается передним фронтом выходного сигнала логического элемента 8. Выходы триггера 7 подключены к управляющим входам ключей переключателя сигналов 4, формируя логический код либо 01, либо 10.The output of logic element 8 (the standard logic element is “exclusive or”) is connected to the counting input of trigger 7 and to the second logical input of delay element 3. Counting trigger 7 is switched by the leading edge of the output signal of logic element 8. The outputs of trigger 7 are connected to the control inputs of the keys of the signal switch 4, forming a logical code of either 01 or 10.

Знак и крутизна нарастания выходного сигнала элемента задержки 3 при каждом появлении логического нуля на его втором входе зависят от знака и величины сигнала на его первом входе, т.е. от величины ошибки по току, которая в виде пропорционального ей сигнала формируется на выходе суммирующего устройства 2. Время, в течение которого выходной сигнал элемента задержки достигает порога срабатывания одного из релейных элементов 5 или 6, и является временем выдержки τ.The sign and steepness of the increase in the output signal of the delay element 3 at each occurrence of a logical zero at its second input depends on the sign and magnitude of the signal at its first input, i.e. from the magnitude of the current error, which is generated in the form of a signal proportional to it at the output of the summing device 2. The time during which the output signal of the delay element reaches the threshold of one of the relay elements 5 or 6 is the holding time τ.

Присоединенные параллельно к источнику Un двухключевые модули 12 и 13 образуют мост, в диагональ которого последовательно включены нагрузка 14 и датчик тока 15. Выход датчика тока 15 подключен ко второму входу суммирующего устройства 2.Connected in parallel to the source U n, the two-key modules 12 and 13 form a bridge, in the diagonal of which the load 14 and the current sensor 15 are connected in series. The output of the current sensor 15 is connected to the second input of the summing device 2.

Нагрузка представляет собой электрическую цепь из последовательно соединенных активного сопротивления Rн, индуктивности Lн и противо ЭДС Ен. Будем считать, что всегда выполняется условие Un>Eн.The load is an electric circuit of series-connected active resistance R n , inductance L n and counter EMF E n . We assume that the condition U n > E n is always satisfied.

Работу устройства удобнее рассмотреть вначале без учета работы переключателя сигналов 4, полагая, что счетный вход триггера 7 отключен от выхода логического элемента 8, при этом выход триггера 7 находится в состоянии 01. Это означает такое состояние ключей переключателя, при котором выход суммирующего устройства 2 постоянно подключен ко входу релейного элемента 5 и, через элемент задержки 3, ко входу релейного элемента 6.It is more convenient to consider the operation of the device at first without taking into account the operation of the signal switch 4, assuming that the counting input of the trigger 7 is disconnected from the output of the logic element 8, while the output of the trigger 7 is in state 01. This means the state of the switch keys in which the output of the summing device 2 is constantly connected to the input of the relay element 5 and, through the delay element 3, to the input of the relay element 6.

Предположим, что под действием сигнала ошибки релейные элементы 5 и 6 имеют один и тот же знак выходного сигнала, например «плюс». Это означает, что открыты верхний транзистор двухключевого модуля 12 и нижний модуля 13, при этом на выходе логического элемента 8 присутствует сигнал в виде логической единицы, которая обнуляет выход элемента задержки 3. Под действием напряжения источника плюс Un и противо ЭДС ток в цепи нагрузки возрастает в положительном направлении (интервал времени t1-t2). На этом интервале будем считать, что противо ЭДС направлена встречно положительному току.Suppose that under the influence of an error signal, relay elements 5 and 6 have the same sign of the output signal, for example, “plus”. This means that the upper transistor of the two-key module 12 and the lower module 13 are open, while at the output of the logic element 8 there is a signal in the form of a logical unit that resets the output of the delay element 3. Under the action of the source voltage plus U n and counter-EMF current in the load circuit increases in the positive direction (time interval t 1 -t 2 ). In this interval, we assume that the opposite EMF is directed counter to the positive current.

После того как ток нагрузки возрастет до значения больше заданного на величину Δ (момент t2), ошибка регулирования, изменив свой знак, достигает порога срабатывания релейного элемента 5. На выходе его появляется отрицательный сигнал, запирающий верхний и отпирающий нижний транзистор двухлключевого модуля 12. Одновременно на выходе логического элемента 8 появляется логический нуль и начинается отсчет выдержки времени τ. Установившаяся на этом интервале комбинация сигналов удерживает замкнутыми нижние транзисторы двухключевых модулей 12 и 13. Цепь нагрузки закорочена и ток спадает под действием противо ЭДС (интервал t2-t3).After the load current rises to a value greater than the specified value by Δ (moment t 2 ), the control error, changing its sign, reaches the threshold of the relay element 5. At its output, a negative signal appears, blocking the upper and unlocking lower transistors of the two-key module 12. At the same time, a logic zero appears at the output of logic element 8 and the time delay τ begins. The combination of signals established in this interval keeps the lower transistors of the two-key modules 12 and 13 closed. The load circuit is shorted and the current drops under the action of the counter-EMF (interval t 2 -t 3 ).

Если ток нагрузки успевает снизиться до величины Iзад.-Δ за время меньше выдержки τ, то происходит обратное переключение релейного элемента 5 (момент t3) с появлением положительного знака на его выходе и логической единицы на выходе элемента 8. Снова обнуляется выход элемента задержки 3, а под действием напряжения Un-Eн ток нагрузки снова возрастает до значения Iзад.+Δ (интервал t3-t4).If the load current has time to decrease to the value of I ass. -Δ for a time less than the shutter speed τ, then the relay element 5 is switched back (moment t 3 ) with the appearance of a positive sign at its output and a logical unit at the output of element 8. The output of delay element 3 is reset again, and under the action of voltage U n -E n the load current rises again to the value of I ass. + Δ (interval t 3 -t 4 ).

В момент t4 ошибка регулирования, изменив свой знак, снова достигает порога срабатывания релейного элемента 5, на выходе его снова появляется отрицательный сигнал, снова образуется короткозамкнутая цепь из нижних транзисторов модулей 12 и 13, и снова ток спадает под действием противо ЭДС (интервал t4-t5). Далее процесс может повторяться в уже описанной последовательности.At time t 4 , the control error, changing its sign, again reaches the threshold of the relay element 5, a negative signal appears again at its output, a short-circuited circuit is formed from the lower transistors of modules 12 and 13, and again the current drops under the action of the counter-EMF (interval t 4 -t 5 ). Further, the process can be repeated in the sequence already described.

Пусть теперь противо ЭДС направлена согласно с током и начальные условия соответствуют моменту t5. Ток в цепи нагрузки, закороченной нижними транзисторами модулей 12 и 13, с момента t5 уже будет нарастать под действием изменившегося знака противо ЭДС, увеличивая ошибку регулирования и одновременно сокращая время τ.Now let the opposite EMF be directed in accordance with the current and the initial conditions correspond to the moment t 5 . The current in the load circuit shorted by the lower transistors of modules 12 and 13, from the moment t 5 will already increase under the action of the changed sign opposite the EMF, increasing the control error and simultaneously reducing the time τ.

В момент t6 окончания выдержки τ отрицательным сигналом с выхода элемента задержки 3 переключается релейный элемент 6 с появлением отрицательного знака на его выходе. В таком состоянии схемы выходы релейных элементов 5 и 6 будут оба отрицательны. Это означает, что открыт нижний транзистор модуля 12 и верхний - модуля 13. Ток нагрузки уменьшается под действием разности напряжений минус Un и противо ЭДС, совпадающей по напряжению с током нагрузки (интервал t6-t7).At the time t 6 the end of the exposure τ with a negative signal from the output of the delay element 3, the relay element 6 is switched with the appearance of a negative sign at its output. In this state of the circuit, the outputs of the relay elements 5 and 6 will both be negative. This means that the lower transistor of module 12 and the upper one of module 13 are open. The load current decreases under the influence of the voltage difference minus U n and counter EMF, which coincides in voltage with the load current (interval t 6 -t 7 ).

После того как ток нагрузки снизится до значения Iзад.-Δ (момент t7), ошибка регулирования, изменив свой знак, достигает порога срабатывания релейного элемента 5, на выходе которого появляется положительный сигнал. Теперь уже верхние транзисторы двухключевых модулей 12 и 13 удерживают цепь нагрузки в закороченном состоянии и ток снова увеличивается под действием против ЭДС (интервал t7-t8). В момент t8 он достигает величины Iзад.+Δ и, следовательно, порога срабатывания релейного элемента 5, который изменяет знак на выходе с положительного на отрицательный. На новом интервале t8-t9 будут открыты нижний транзистор модуля 12 и верхний модуля 13. Ток нагрузки снова уменьшится под действием разности напряжений минус Un и противо ЭДС, совпадающей по знаку с током Iн, достигая уровня Iн-Δ в точке t9 и, следовательно, порога срабатывания релейного элемента 5. На выходе его устанавливается положительный сигнал. Снова замкнуты верхние транзисторы двухключевых модулей и в закороченной цепи нагрузки ток снова увеличивается под действием противо ЭДС (интервал t9-t10). Далее процесс может повторяться в описанной последовательности.After the load current decreases to the value of I ass. -Δ (moment t 7 ), the control error, changing its sign, reaches the threshold of the relay element 5, the output of which appears a positive signal. Now, the upper transistors of the two-key modules 12 and 13 hold the load circuit in a shorted state and the current increases again under the action against the EMF (interval t 7 -t 8 ). At time t 8 it reaches the value of I ass. + Δ and, therefore, the threshold of the relay element 5, which changes the sign at the output from positive to negative. At the new interval t 8 -t 9 , the lower transistor of module 12 and the upper module 13 will open. The load current will again decrease under the influence of the voltage difference minus U n and counter EMF, which coincides in sign with the current I n , reaching the level I n -Δ at the point t 9 and, therefore, the threshold of the relay element 5. At its output, a positive signal is set. The upper transistors of the two-key modules are closed again and in the shorted load circuit the current again increases under the action of the counter-EMF (interval t 9 -t 10 ). Further, the process can be repeated in the described sequence.

Пусть теперь противо ЭДС станет равной нулю и начальные условия соответствуют моменту t10. Нарастание тока в закороченной верхними транзисторами цепи нагрузки прекратится, и за счет активного сопротивления в этой цепи ток начнет медленно спадать. После окончания выдержки времени τ в момент t11 положительным сигналом с выхода элемента задержки 3 переключается релейный элемент 6. В результате на интервале t11-t12 открыты верхний транзистор модуля 12 и нижний - модуля 13. Ток нагрузки возрастает под действием напряжения плюс Un, при этом на выходе логического элемента 8 присутствует сигнал в виде логической единицы, т.е. выход элемента задержки 3 равен нулю. В момент t12 ток достигает значения Iзад.+Δ, а вместе с ним и порога срабатывания релейного элемента 5, который переключается в положение с отрицательным выходом, и цепь нагрузки оказывается закороченной нижними транзисторами модулей. Начинается отсчет выдержки времени τ. Ток опять медленно спадает (интервал t12-t13). В момент t13 заканчивается выдержка времени τ и отрицательным сигналом с выхода элемента задержки 3 переключается релейный элемент 6. В новом состоянии схемы открыт нижний транзистор модуля 12 и верхний модуля 13. Ток спадает под действием напряжения минус Un (интервал t13-t14). В момент t14 он достигает значения Iзад.-Δ, т.е. порога срабатывания релейного элемента 5, который переключается в положение с положительным выходом. Цепь нагрузки снова закорочена верхними транзисторами модулей, при этом ток нагрузки продолжает медленно спадать, увеличивая ошибку на выходе суммирующего устройства и одновременно сокращая время выдержки τ (интервал t14-t15).Now let the opposite EMF become equal to zero and the initial conditions correspond to the moment t 10 . The increase in current in the load circuit shorted by the upper transistors will stop, and due to the resistance in this circuit, the current will begin to slowly decrease. After the time delay t has expired at time t 11, the relay element 6 is switched from the output of the delay element 3 to a positive signal. As a result, at the interval t 11 -t 12 the upper transistor of module 12 and the lower transistor of module 13 are open. The load current increases under the action of voltage plus U n , while the output of the logical element 8 there is a signal in the form of a logical unit, i.e. the output of delay element 3 is zero. At time t 12, the current reaches the value of I ass. + Δ, and with it the threshold of the relay element 5, which switches to the negative output position, and the load circuit is shorted by the lower transistors of the modules. The time delay τ begins. The current slowly decreases again (interval t 12 -t 13 ). At time t 13 , the time delay τ ends and a negative signal from the output of the delay element 3 switches the relay element 6. In the new state of the circuit, the lower transistor of module 12 and the upper module 13 are open. The current drops under the action of voltage minus U n (interval t 13 -t 14 ) At time t 14 it reaches the value of I ass. -Δ, i.e. the threshold of the relay element 5, which switches to the position with a positive output. The load circuit is again shorted by the upper transistors of the modules, while the load current continues to slowly decrease, increasing the error at the output of the summing device and at the same time reducing the holding time τ (interval t 14 -t 15 ).

В момент t15 заканчивается выдержка τ и положительным сигналом на выходе элемента задержки 3 происходит переключение релейного элемента 6. Выходы релейных элементов 5 и 6 положительны, на выходе логического элемента 8 сигнал в виде единицы, выход элемента задержки 3 «обнуляется», а в силовой схеме открыты верхний транзистор модуля 12 и нижний модуля 13. Ток в цепи нагрузки возрастает под действием напряжения плюс Un (интервал t15-t16). В момент t16 ток достигает значения Iзад+Δ, а сигнал ошибки - отрицательного порога срабатывания релейного элемента 5. На его выходе после переключения формируется отрицательный сигнал и цепь нагрузки снова закорочена открытыми нижними транзисторами модулей 12 и 13 (интервал t16-t17). Далее процесс может продолжаться в описанной последовательности.At time t 15 , the shutter speed τ ends and the relay element 6 is switched at the output of the delay element 3. The outputs of the relay elements 5 and 6 are positive, at the output of the logic element 8, the signal is in the form of a unit, the output of the delay element 3 is “zeroed”, and in the power the upper transistor of module 12 and the lower module are open to the circuit. The current in the load circuit increases under the action of voltage plus U n (interval t 15 -t 16 ). At time t 16, the current reaches the value I ass + Δ, and the error signal reaches the negative threshold of the relay element 5. After switching, a negative signal is generated at the output and the load circuit is again short-circuited by open lower transistors of modules 12 and 13 (interval t 16 -t 17 ) Further, the process can continue in the described sequence.

Пусть теперь задание тока станет равным нулю и начальные условия будут соответствовать моменту t17. Под действием большой по абсолютной величине отрицательной ошибке на выходе суммирующего устройства происходит быстрое нарастание по модулю отрицательного сигнала на выходе элемента задержки 3 и переключения релейного элемента 6 в состояние с отрицательным выходом (моменту t18). На интервале t18-t19 открыты нижний транзистор модуля 12 и верхний модуля 13. Ток нагрузки спадает под действием напряжения минус Un и в момент t19 достигает значения минус Δ, т.е. положительного порога срабатывания релейного элемента 5, который возвращается в состояние с положительным сигналом на выходе. Цепь нагрузки снова закорочена верхними транзисторами модулей 12 и 13, а ток медленно уменьшается по модулю до момента окончания выдержки времени τ (интервал t19-t20). В момент t20 положительным сигналом с выхода элемента задержки 3 переключается релейный элемент 6 и на интервале t20-t21 открыты верхний транзистор модуля 12 и нижний - модуля 13. Ток нагрузки возрастает до значения плюс Δ и, следовательно, до отрицательного порога срабатывания релейного элемента 5. На интервале t21-t22 цепь нагрузки снова закорочена нижними транзисторами модулей. В момент t22 снова происходит переключение релейного элемента 6 под действием отрицательного сигнала элемента задержки. Далее процесс продолжается в описанной последовательности, как показано на фиг.1.Now let the current task become equal to zero and the initial conditions will correspond to the moment t 17 . Under the influence of a large absolute value of the negative error at the output of the summing device, a negative signal rapidly increases modulo the output of the delay element 3 and the relay element 6 switches to the negative output state (moment t 18 ). On the interval t 18 -t 19 the lower transistor of module 12 and the upper module 13 are open. The load current drops under the influence of voltage minus U n and at time t 19 reaches the value minus Δ, i.e. positive threshold of the relay element 5, which returns to the state with a positive signal at the output. The load circuit is again short-circuited by the upper transistors of modules 12 and 13, and the current slowly decreases in absolute value until the end of the time delay τ (interval t 19 -t 20 ). At time t 20, the relay element 6 is switched from the output of the delay element 3, and on the interval t 20 -t 21 the upper transistor of module 12 and the lower transistor of module 13 are open. The load current rises to plus Δ and, therefore, to the negative threshold of the relay element 5. On the interval t 21 -t 22 the load circuit is again shorted by the lower transistors of the modules. At time t 22 , the relay element 6 again switches under the influence of the negative signal of the delay element. Next, the process continues in the described sequence, as shown in figure 1.

Итак, мы рассмотрели работу устройства, реализующего способ регулирования тока во всех возможных режимах эксплуатации инвертора, но без учета переключателя сигналов 4 и триггера 7. Нетрудно убедиться, что в такой схеме при длительной работе инвертора на цепь нагрузки с однонаправленными током и противо ЭДС, например при работе на якорь двигателя постоянного тока, возникает неравномерная загрузка по току транзисторов и обратных диодов модулей 12 и 13. Это обусловлено тем, что нулевая пауза выходного напряжения постоянно формируется за счет открытого состояния только верхних либо только нижних транзисторов двухключевых модулей. В эти моменты ток, протекая по одному из них и обратному диоду другого, будет вызывать более сильный перегрев таких более загруженных по току элементов. Чтобы избежать этого, можно периодически менять местами входы подключения релейных элементов с помощью переключателя сигналов 4, подключая вход релейного элемента 5 то к выходу суммирующего устройства 2, то к выходу элемента задержки 3, а вход релейного элемента 6 соответственно то к выходу элемента задержки 3, то к выходу суммирующего устройства 2. Периодичность таких переключений можно обеспечить с помощью триггера 7 со счетным входом, используя в качестве сигнала для переключения выход логического устройства 8.So, we examined the operation of a device that implements a method of regulating current in all possible modes of operation of the inverter, but without taking into account the signal switch 4 and trigger 7. It is easy to verify that in such a circuit during prolonged operation of the inverter to the load circuit with unidirectional current and counter EMF, for example when working on an anchor of a DC motor, an uneven current loading of transistors and reverse diodes of modules 12 and 13 occurs. This is due to the fact that the zero pause of the output voltage is constantly generated due to Access the state of only the upper or only the lower transistors two-key modules. At these moments, the current flowing through one of them and the reverse diode of the other will cause a stronger overheating of such more current-loaded elements. To avoid this, you can periodically swap the inputs for connecting relay elements using the signal switch 4, connecting the input of the relay element 5 to the output of the summing device 2, then to the output of the delay element 3, and the input of the relay element 6, respectively, then to the output of the delay element 3, then to the output of the summing device 2. The frequency of such switching can be achieved using a trigger 7 with a counting input, using the output of the logical device 8 as a signal for switching.

Источники информацииInformation sources

1. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия, 1974.1. Brodsky V.N., Ivanov E.S. Drives with frequency-current control. M .: Energy, 1974.

2. А.с. №1309221 от 01.07.87, Бюл. №17. Н.В.Донской, В.А.Матисон. Способ регулирования тока на выходе мостового транзисторного инвертора.2. A.S. No. 1309221 dated 01.07.87, Bull. Number 17. N.V. Donskoy, V.A. Matison. A method of controlling the current at the output of a bridge transistor inverter.

Claims (3)

1. Способ регулирования тока на выходе мостового транзисторного инвертора, выполненного из параллельно присоединенных к источнику двухключевых модулей с логическими устройствами, обеспечивающими открытое состояние либо верхних, либо нижних транзисторов двухключевых модулей, при котором измеряют мгновенное значение и знак тока на выходе инвертора, сравнивают измеренное значение с сигналом задания тока, определяют знак и величину их разности (сигнал ошибки), отличающийся тем, что после достижения сигналом ошибки порогового значения переключают транзисторы только в одном из двухключевых модулей и при открытых только верхних или только нижних транзисторах модулей начинают отсчет выдержки времени τ, и при неизменном знаке сигнала ошибки переключают транзисторы второго двухключевого модуля, а при изменении знака сигнала ошибки и достижении им порогового значения переключают транзисторы первого модуля до окончания выдержки времени τ.1. The method of regulating the current at the output of a bridge transistor inverter made of parallel two-key modules connected to the source with logic devices providing an open state of either the upper or lower transistors of the two-key modules, in which the instantaneous value and sign of the current at the inverter output are measured, and the measured value is compared with the current reference signal, determine the sign and value of their difference (error signal), characterized in that after the error signal reaches the threshold value of ne They turn off the transistors in only one of the two-key modules and when only the upper or only lower transistors of the modules are open, they start the time delay τ, and if the sign of the error signal is not changed, the transistors of the second two-key module are switched, and when the sign of the error signal is changed and the threshold value is reached, the transistors of the first module to the end of the time delay τ. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину выдержки времени т уменьшают при увеличении сигнала ошибки.2. The method according to claim 1, characterized in that the time delay t is reduced with an increase in the error signal. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что переход двухключевых модулей в одинаковые состояния выполняют, обеспечивая в них чередование открытых верхних с открытыми нижними транзисторами.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the transition of the two-key modules in the same state is performed, providing alternation of open upper with open lower transistors in them.
RU2006144419/09A 2006-12-12 2006-12-12 Method of current regulation at output of bridge transistor inverter RU2326485C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144419/09A RU2326485C1 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Method of current regulation at output of bridge transistor inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144419/09A RU2326485C1 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Method of current regulation at output of bridge transistor inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2326485C1 true RU2326485C1 (en) 2008-06-10

Family

ID=39581513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006144419/09A RU2326485C1 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Method of current regulation at output of bridge transistor inverter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2326485C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US699881A (en) * 1901-08-28 1902-05-13 Philadelphia Baby Carriage Factory Baby-coach or go-cart.
SU584415A1 (en) * 1974-02-22 1977-12-15 Предприятие П/Я Г-4514 Two-contact inverter
SU1309221A1 (en) * 1985-07-01 1987-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения Method of controlling current at output of bridge transistor inverter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US699881A (en) * 1901-08-28 1902-05-13 Philadelphia Baby Carriage Factory Baby-coach or go-cart.
SU584415A1 (en) * 1974-02-22 1977-12-15 Предприятие П/Я Г-4514 Two-contact inverter
SU1309221A1 (en) * 1985-07-01 1987-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения Method of controlling current at output of bridge transistor inverter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9496794B2 (en) Regulation of powertrain converter circuit
US6232742B1 (en) Dc/ac inverter apparatus for three-phase and single-phase motors
US20100246231A1 (en) Achieving zvs in a two quadrant converter using a simplified auxiliary circuit
US6898093B2 (en) Power conversion circuit with clamp and soft start
CN102904429B (en) The soft-start method of busbar voltage of alternating-current servo actuator and device
JP5882536B2 (en) Power supply
CN107612326A (en) A kind of Sofe Switch modulator approach of two-way tandem type Buck Boosts
US6570779B2 (en) Pulse with modulation inverter generation using a correction co-efficient and a reference to the ratio to obtain a real duty ratio
JP2005522177A5 (en)
US11881769B2 (en) Multi-level converter control method
RU2326485C1 (en) Method of current regulation at output of bridge transistor inverter
JP5805059B2 (en) Power converter
EP4589828A1 (en) Power converter and method of operating
US10630204B2 (en) Network feedback unit to feed energy into a three-phase network and electrical drive system
CN107222088B (en) Control module, switching type power supply device and peak current mode control method
TWI483525B (en) Control circuit for controlling the maximum output current of power converter and method thereof.
JP3598936B2 (en) Inverter generator
JPH07146724A (en) Grid-connected inverter
JP2001309662A (en) Inverter generating set
JPH05176594A (en) Inverter device for induction motor
JP2760582B2 (en) Constant voltage and constant frequency power supply
RU2578042C1 (en) Three phase z-inverter
SU1690149A1 (en) Electrical drive
CN108880522B (en) Silicon controlled trigger circuit
SU1753563A1 (en) Method of controlling multicell sequential commutated inverter