Датчик струму мостового інвертора

СОЮЗ СОВЕГСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЄСПУБЛИН (51)5 G Ш R 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЄТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР t (?.}) 4405209/21 {??.) 06.04.88 (46) 23.05.91. F-юл. і? 19 (71) Научно-производственное объединение "Ротор" (72) М.И.Ярославцев, В.И.Попов и А,Г.Лукашенко (53) 621.317.7(088.8) (56) IKE transactions on industrial electronics and control instrumentation, 1977, 24, ЇГ 1, p, 100-107. Авторское свидетельство СССР N 840747, кл. G 01 R 19/00, 1978. * (54) ДАТЧИК ТОКА НАГРУЗКИ МОСТОВОГО ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к преобразоватепьной технике и может использоваться в электроприводах переменного тока с частотно-токовым управлением для контроля тока нагрузки. Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в электроприводах переменного тока с частотно-токовым управлением для контроля тока нагрузки. Целью изобретения является повышение точности преобразования в области малых токов при несимметричном режиме коммутации, На фиг,1 представлена структурная схема датчика тока; на фиг,2 - вариант реализации логического блока. ..Датчик тока содержит ключи 1-4 и диоды 5-8, которые образуют мостовой инвертор 9, при этом первые выводы С целью повышения точности преобразования в области малых токов при несимметричном режиме коммутации в него введены ключ 17 и логический блок 16. Сигналы блока 15 управления замыкают ключи 1-4 мостового инвертора 9 так, что может быть симметричный (замкнуты1 ключи 1, 4 или 2 и 3) или несимметричный режим работы нагрузки І 1. При симметричном режиме ток протекает только по одному из шунтов (12 или 14), при несимметричном режиме (замкнуты либо ключ 3, либо 4) ток источника 10 питания про*текает по обоим шунтам одновременно, поэтому ключ 17 блоком 16 в этом случае замкнут и операционный усилитель 20 с резисторами 13, 18, 19 и 21 преобразует сигнал только шунта 12. Диоды 5-8 осуществляют защиту мостового инвертора Ч, 2 ил. ключей 1 и 2 и катоды диодов 5 и 6 объединены и соединены с положительным выводом 10 источника питания, отрицательный вывод которого соединен . с оботей шиной, второй вывод ключа I соединен с анодом и катодом диодов 5 и 7 соответственно и первыми выводами ключа 3 и нагрузки 1!, второй В Ы Р О Д нагрузки 1 1 соединен с вторымвыводом ключа 1., первым выводом ключа 4 и анодом и катодом диодов 6 и 8 соответственно, анод диода 7 соединен с вторым выводом ключа 3, первым выводом шунта 12 и первым выводом резистора 13, первый вывод шунта 14 со і ел шшвк единен с анодом диода 8 и вторым выводом ключа 4, вторые вывппы шунтов 12 и I4 объединены и соединены с общей ииной, четыре выхода блока 15 jуправления соединены с соответствующими управляющими входами ключей 1-4 и входами логического блока 16, выход которого соединен с управляющим входом ключа 17, первый вывод \Q шунта 1А соединен с первым выводом резистора 18, второй вывод резистора 13 соединен с вторым выводом резистора 19 и инвертирующим входом операционного усилителя 20, неинвер- Ї5 тирующий вход которого соединен с первыми выводами резистора 21 и ключа 17 и вторым выводом резистора 18, выход операционного усилителя 20 соединен с первым выводом резистора 20 е I * и является выходом 22 датчика тока, вторые выводы резистора 21 и ключа 17 соединены с общей шиной, * Операционный усилитель 20 и резисторы 13, 1В, 19 и 21 образуют сумма25 тор. Логический блок 16 содержит элементы ИЛИ-KF, Я4-26 и инвертору 27, причем два входа элемента ИЛИ-НК 24 и два входа элемента ИЛИ-НЕ 25 ЗО являются соответствующими вхрдами логического блока 16, выходом которого является выход элемента ИЛИ-НЕ 26, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 24, выход эле 35 мента КЛИ-КЕ 25 через инвертор 27 соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ ?.6. Устройство работает следующим образом. ^0 Клок 15 - управления обеспечивает симметричный и несимметричный режим работы мостового инвертора 9, При симметричном режиме работы быстрое на- , растание тока нагрузки 11 достигает- ^5 ся замыканием ключей 1 и 4, а спад замыканием ключей 2 и З, В обоих случаях ток нагрузки 11 протекает по' одному из шунтов 12 или \4, При несимметричном режиме работы протекание тока в положительном направлении обеспечивается замыканием ключа 4,-в отрицательном - замыканием ключа 3. Ток нагрузки-^ этом случае протекает одновременно" по обоим шунтам 12 и 14 (токи в них равны). Высокому уровню управляющих сигналов с выходов блока 15 управления соответствует замкнутое состояние ключей 1-4 мостового инвертора 9. Это же относите я и к выходному сигналу логического блока 16, который обеспечивает замыкание ключа 17 при одновременном протекании тока нагрузки 1 1 по шунтам 12 и К . Предположим, замкнуты ключи 1 и 4, при этом ток протекает только по одному из туктов (по шунту ! 4 ) , поэтому ключ 17 разомкнут. Полезный сиз— нал с шунта і 4 поступает на резистор 18 и выделяется на выходе 22, На входе резистора 13 при этом нулевой сигнал,, Если замкнут только ключ U% ток под действием запасенной в нагрузке 11 энергии (например, з индуктивности электродвигателя) протекает по цепи: нагрузка II, ключ 4, шунты 12 . и 14, диод 7, второй вывод нагрузки It, Ключ 17 логическим блоком Ї6 при этом замкнут, и сигнал на неинвертируюетем входе операционного усилителя 20 отсутствует, поэтому нет ошибки в выходном сигнале. Если замкнуты ключи 2 и 3, ток протекает только по шунту 12 t ключ л 17 разомкнут, но на входе резистора 18 нулевой сигнал. Если замкнут только ключ 3, то под действием запасенной в нагрузке 11 энергии, ток протекает опять по шунтам 12 и 14 одновременно, но при этом ключ 17 замкнут, поэтому один из сигналов исключается, і На выходе 'элемента ИЛИ-НЕ 26 управляющий сигнал будет высокого уровня только тогда, когда на его входах оба сигнала имеют низкий уровень. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Датчик тока нагрузки мостового инвертора, содержащий четыре ключа, первые выводы первого и второго клю- І чей объединены и соединены с катодами первого и второго диодов и положительный выводом источника питания, отрицательный вывод которого соединен с обпей шиной, второй вывод первого ключа соединен с первым выводом третьего ключа, анодом и катодом первого и третьего диодов соответственно ї первым выводом нагрузки, ї второй ішЕод которой соединен с анодом и катодом второго и четвертого 5 16S диодов соответственно, нторым выводом второго ключа и первым выводом четвертого ключа, второй вывод третьего ключа соединен с анодом третьего диода и первым выводом первого шунта, четыре резистора и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, 10 первый вывод второго резистора является выходом датчика тока и соединен с выходом операционного усилителя, инвертирующий вход которого 15 соединен с вторыми выводами второго и третьего резисторов, второй вывод четвертого ключа соединен с анодом четвертого диода к первым выводом второго шунта, вторые выводы шун20 тов объединены и соединены с общей шиной, управляющие входы всех клю чей соединены г соответствующими выходами блока управления, о т'л и ч а ю 1 и й с я тем, что, с целью ц повышения точности преобразования в области малих токов при несимметричном режиме коммутации, в датчик тока дополнительно введены пятый ключ и логический блок, четыре входа которого соединены с соответствующими выходами блока управления, выход логического блока соединен с управляющим входом пятого ключа, первый вывод которого соединен с первым выводом первого резистора и вторым выводом четвертого резистора, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены с первыми выводами первого и второго тунтов соответственно , второй вывод пятого ключа соединен с общей тиной. 1 6 "і 1 ? I 8 IL Фиг. I Редактор О.Гтенина Гос гавитель В»Смирнов Техред М.Дидык Корректор Н.Ревская 14R0 Тираж 4?8 Подписное ВНИИПИ Государствечного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,