Датчик струму нагрузки мостового інвертора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (51)5 (И) G 01 R 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТСССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4747879/21 (22)09.10.89 (46) 15.12.91. Бюл. №46 (71) Научно-производственное объединение "Ротор" (72) М.И.Ярослаацев, А.Г.Лукашенко и В.И.Попов (53)621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Г* 974536, кл. Н 02 Р 5/34, 1973. IEEE transactions on inoustrla) electronics and controiinsttumentation, 1977, 24 № 1,p. 100-107. (54) ДАТЧИКТОКА НАГРУЗКИ МОСТОВОГО ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может использоваться в электроприводах с частот но-токовым управлением для формирования сигналов обратной связи по току. С целью повышения точности измерения тока нагрузки введены блок 6 согласования с ограничительными резисторами 7-10, диодами 11-14 и источником 15 опорного напряжения. Ключами 16-19 мостового инвертора 4 осуществляется управление током в нагрузке 3. С шатунов 1 и 2 снимаются полезные сигналы. При этом, в зависимости оттого, какая пара ключей (16 и 19 или 17 и 18) замкнута, запертыми оказываются диоды 11,12 или 13,14. В результате вычитающим усилителем 5, построенным на операционном усилителе 24 и резисторах 26-30, выделяется ток нагрузки 3. Диоды 20-23 защищают ключи 16-19 и обеспечивают протеканиетока при их коммутации. 1 ил. чинив 1698803 Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано в электроприводах с частотно-токовым управлением для формиро5 вания сигналов обратной связи по току. Целью изобретения является повышение точности измерения тока нагрузки. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Датчик тока нагрузки содержит шунты 1 10 и 2, нагрузку 3, мостовой инвертор 4, вычитающий усилитель 5, выход которого является выходом датчика, а четыре входа вычитающего усилителя 5 соединены с четырьмя соответствующими выходами блока 15 6 согласования, первый вход которого соединен с первыми выводами шунта 1 и диагонали мостового инвертора 4, второй вывод диагонали которого соединен с первым выводом шунта 2 и четвертым входом 20 блока 6 согласования, вторые выводы шунтов 1 и 2 соединены с выводами нагрузки 3 и вторым и третьим входами блока 6 согласования. Блок 6 согласования содержит ограни- 25 чительные резисторы 7-10, первые выводы ' которых являются первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 6 согласования, вторые выводы ограничительных резисторов 7-10 являются соответствующими выхо- 30 дами блока 6 согласования и соединены с анодами диодов 11-14, катоды которых объединены и соединены с первым выводом источника 15 опорного напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной. 35 Первый вывод мостового инвертора 4 соединен с клеммой источника питания (не показано), второй вывод мостового инвертора соединен с общей шиной. Мостовой инвертор 4 состоит из ключей 16-19 и дио- 40 дов 20-23. Первые выводы ключей 16 и 18 соединены с анодами диодов 20 и 23 и явля• ются первым выводом мостового инвертора, вторым выводом которого являются первые выводы ключей 17 и 19 и катоды 45 диодов 21 и 22, вторые выводы ключей 16 и 17 соединены с анодом и катодом диодов 20 и 21 соответственно и являются первым выводом диагонали, второй вывод которой соединен с катодом и анодом диодов 22 и 23 50 и вторыми выводами ключей 18 и 19. Вычитающий усилитель 5 содержит операционный усилитель 24, выход которого является выходом усилителя 5 и через резистор 25 соединен с первыми выводами ре- 55 зисторов 26 и 27 и инвертирующим входом операционного усилителя 24, неинвертирующий вход которого соединен с первыми резисторами 28-30, второй вывод последнего соединен с общей шиной, вторые вы воды резисторов 26-29 являются соответствующими входами вычитающего усилителя 5. При указанном включении диодов 20-23 и 11-14 источник питания и источник 15 опорного напряжения имеют положительную полярность. Датчик тока нагрузки мостового инвертора работает следующим образом. Регулирование тока в нагрузке 3 осуществляется согласно симметричному закону коммутации ключей 16-19, в соответствии с которым подключение нагрузки 3 к источнику питания осуществляется замыканием двух ключей той или иной диагонали мостового инвертора 4. Выходное напряжение Uon источника 15 опорного напряжения выбирается из условия {Uk + Ruj-ІмаксК Uon< (Un-UK-Rui-Wc), (1) где UK - падение напряжения на открытом ключе мостового инвертора 4; Rm ~ активное сопротивление шунтов 1 и 2; Імакс - максимально возможный ток нагрузки 3; Un - напряжение источника питания мостового инвертора 4. Также величина Uon должна удовлетворять неравенству Uon$ и д о п , (2) где ІІдоп -допустимое входное напряжение вычитающего усилителя 5. Если включены ключи 16 и 19 мостового инвертора 4, ток нагрузки протекает по цепи (+)-16-1-3-2-19-(-). Соотношение между напряжениями, поступающими с шунтов 1 и 2 на входы блока 6 согласования, и напряжением Uon. выбранного согласно (1) и (2), таково, что диоды 11 и 12 открываются и на выходы блока 6 согласования поступает опорное напряжение Uon, а диоды 13 и 14 остаются закрытыми и на соответствующие выходы блока 6 согласования поступают напряжения, снимаемые с шунта 2, в результате на выходе датчика тока получаем напряжение, пропорциональное току нагрузки 3. Далее, если ключи 16 и 19 выключаются, то ток нагрузки 3 продолжает протекать в том же направлении по цепи 3-2-23-(+)-(-)21-1-3. В этом случае диоды 11 и 12 закрываются, а диоды 13 и 14 открываются. На входы вычитающего усилителя 5 поступают напряжения, снимаемые с шунта 1, а на другие входы - опорное напряжение Uon. В результате на выходе датчика тока получаем напряжение, пропорциональное току нагрузки. 1698803 выводом соединен с первым выводом мостового инвертора, другой вывод источника опорного направления соединен с катодами диодов, анод каждого диода соединен с одним из выходов блока согласования и через Формула изобретения ограничительный резистор - с соответствуДатчик тока нагрузки мостового инверющим его входом, вычитающий угилитель тора, первый вывод которого соединен с снабжен третьим и четвертым выходами, клеммой источника питания, а другой вывод причем четыре входа вычитающего усилитесоединен с общей шиной, содержащий два шунта и вычитающий усилитель, построен- 10 ля соединены с соответствующими выходаный на основе операционного усилителя, ми блока согласования, первые выводы о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обоих шунтов соединены с первым и четверповышения точности измерения тока натым входом блока согласования и соответгрузки, в него введен блок согласования, ствующими выводами диагонали мостового имеющий четыре выхода, при этом блок со- 15 инвертора, вторые выводы шунтов соединегласования содержит четыре ограничительны с вторым и третьим входами блока согланые резистора, четыре диода и источник сования и выводами нагрузки опорного напряжения, который первым соответственно. Предлагаемое устройство работает аналогичным образом при протекании тока нагрузки в противоположном направлении. Редактор Ю.Середа Составитель В"Смирнов Техред М Моргентал Корректор Э Слиган Заказ 4393 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101