Датчик струму навантаження мостового інвертора

Датчик тока нагрузки мостового инвер тора, содержащий логический блок, управ ляемый ключ, вычитающий усилитель и два шунта, включенные в плечи моста мостового инвертора, вторые выводы которых соединены с общей шиной, первый вывод первого шунта соединен через первый входной резистор с инвертирующим входом вычитающего усилителя, второй вывод второго шунта соединен через второй входной резистор с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, вход управляемого ключа соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, а выход соединен с общей шиной, управляющий вход соединен с выходом логического блока, выходом датчика тока является выход вычитающего усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что логический блок выполнен в виде логического элемента НИЛИ-НЕ", входы которого подключены к диагонали моста мостового инвертора. N С Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может использоваться в электроприводах переменного тока с частотно-токовым управлением для контроля тока нагрузки. Известен датчик тока нагрузки мостового инвертора [1], содержащий два шунта, включенные в плечи мостового инвертора и имеющие общий вывод, соединенный с общей шиной, сумматор, инвертирующий и неинвертирующий усилители, входы которых соединены с соответствующими шунтами, мостовой выпрямитель, клеммы переменного тока которого соединены с выходами инвертирую щего и неинвертир ую щего усилителей, а выходы сумматора соединены с клеммами постоянного тока мостового выпрямителя. Недостатком устройства является боль шая погрешность измерения малых токов нагрузки, возникающая вследствие нелинейности вольтамперной характеристики диодов мостового выпрямителя. Наиболее близким к предлагаемому является датчик тока нагрузки мостового инвертора [2], содержащий два шунта, включенные в плечи инвертора и имеющие общий вывод, соединенный с общей шиной, вычитающий усилитель, где инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с выходом первого шунта и через второй резистор - с выходом вычитающего усилителя, который является выходом датчика тока, неинвертирующий вход вычитающего усилителя сое динрн с выходом второго шунта через о 9832 третий резистор и с общей шиной через четвертый резистор, логический блок, входы которого соединены с выходами блока управления мостовым инвертором; выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, первый вывод которого соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, второй вывод ключа соединен с общей шиной. Недостатком этого устройства является несвоевременное изменение коэффициента передачи вычитающего усилителя по неинвертирующему входу, являющееся следствием существенного различия по быстродействию силовых ключей мостового инвертора и управляемого ключа, в результате чего на выходе датчика тока возникают импульсы, вносящие дополнительную погрешность в измерение в результате увеличения динамической составляющей погрешности. Задачей изобретения является повышение точности измерения тока нагрузки мостового инвертора. Задача решается тем, что в предлагав1 мом устройстве, содержащем логический блок, управляющий ключ, вычитающий усилитель и два шунта, включенные в плечи моста мостового инвертора, вторые выводы которых соединены с общей шиной, первый вывод первого шунта соединен через первый входной резистор с инвертирующим входом вычитающего усилителя, второй вывод второго шунта соединен через второй входной резистор с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, вход управляемого ключа соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, а выход соединен с общей шиной, управляющий вход соединен с выходом логического блока, выходом датчика тока является выход вычитающего усилителя, согласно изобретению, логический блок выполнен в виде логического элемента "ИЛИ-НЕ", входы которого подключены к диагонали моста мостового инвертора. На чертеже показана схема предлагаемого датчика тока нагрузки мостового инвертора. Датчик тока нагрузки мостового инвертора 1, в плечи которого включены два шунта 2 и 3, имеющие общий вывод, соединенные с общей шиной, содержит четыре резистора 4-7 и вычитающий усилитель 8, инвертирующий вход которого через резистор 4 подключен к выходу шунта 2 и через резистор 5 к выходу вычитающего усилителя 8, который является выходом датчика тока, неинвертирующий вход вычитающего усилителя 8 через резистор б соединен с выходом шунта 3, а через резистор 7 - е общей шиной. В состав датчика тока также входит ключ 9, управляемый логическим блоком 10, 5 выполненным в виде логической схемы ИЛИ-НЕ, соединенный первым выводом с неинвертирующим входом усилителя 8, а вторым - с общей шиной, входы логического блока 9 соединены с выводами нагрузки 11 10 мостового инвертора 1. В состав мостовгго инвертора 1 входят ключи 12-15, шунтированные обратными диодами 16-19. Устройство работает следующим обра15 зом. При симметричном режиме работы мостового инвертора быстрое нарастание тока нагрузки 11 достигается замыканием ключей 12 и 15, а спад - замыканием ключей 13 20 и 14. В обоих случаях ток нагрузки 11 протекает по одному из шунтов 2 или 3. При несимметричном режиме работы протекание тока в положительном направлении может обеспечиваться и замыканием 25 ключа 15, а в отрицательном - замыканием ключа 13. Ток нагрузки в этих случаях протекает одновременно по обоим шунтам 2 и 3. Высокому уровню напряжения на выводе нагрузки соответствует уровень "Лог 1" на 30 соответствующем входе логического блока 10, а низкому уровню напряжения "Лог.О". Выходной сигнал логического блока 10 обеспечивает коммутацию ключа 9, причем управляющий сигнал высокого уровня со35 ответствует замкнутому состоянию ключа 9, а управляющий сигнал низкого уровня - соответственно разомкнутому состоянию. Логический блок 10 может быть выполнен на базе интегральной логической схемы 40 ИЛИ-НЕ с согласующими делителями напряжения на входах. Допустим, замкнуты ключи 12 и 15. Ток быстро нарастает и протекает по одному шунту, по шунту 3. 45 На первом выводе нагрузки 11 присутствует высокий уровень напряжения (напряжение питания мостового инвертора 1, за счет открытого ключа 12), а на втором низкий (напряжение общей шины, за счет 50 открытого ключа 15). Следовательно, на входах логического блока 10 сигналы имеют значение "Лог.1" и "Лог.О". Низкий уровень выходного управляющего сигнала логического блока 10 держит 9 в разомкнутом со55 стоянии. Сигнал, пропорциональный току нагрузки с выхода шунта 3 поступает на резистор 6 и выделяется на выходе датчика тока. На входе резистора 4 при этом потенциал общей шины. 9832 Ес ли ключ 12 размыкается, а ключ 15 ос тается замк ну тым, то ток под дейс твием запасенной в нагрузке 11 (например обмотка двигателя) э нергии протекает по цепи нагрузк и 11 - к люч 15 - шу нт 3 - шу нт 2 - 5 обратный диод 17 ~ нагрузки 11. Оба вывод а нагрузки 11 нах одятс я под низким потенциалом (первый - за счет открытого д иод а 17, а второй - за с чет открытого ключа 15). При э том на вход ах логического блока 10 прису т- 10 ствуют с игналы "Л ог. О", что соответс твует появлению на выходах схемы ИЛИ-НЕ высокого управляющего уровня. Ключ 9 замыкается. Коэффициент пере- 15 дачи вычитающего усилителя по неинвертирующему входу становится равным нулю. В результате на выход датчика тока проходит только сигноп с шунта 2, соответствующий протекаемому току нагрузки 11. 20 Моменты начала протекания тока по двум шунтам 2 и 3 и замыкания ключа 9 практически совпадают, а следовательно, в 25 выходном сигнале датчика тока нет ложного импульса. Аналогично предлагаемое устройство работает при протекании тока в противоположном направлении По сравнению с прототипом предлагаемый датчик тока нагрузки мостового инвертора повышает точность измерения тока за счет непосредственного определения действительного распределения тока нагрузки по шунтам, своевременного изменения коэффициента передачи вычитающего усилителя по неинвертирующему входу. Кроме того, отсутствие косвенного контроля распределения тока нагрузки по шунтам расширяет функциональные возможности датчика тока за счет использования в автономном инверторе в качестве ключей устройств, которые не требуют для своего открывания и поддержания открытого состояния управляющих сигналов, длительность которых соизмерима с длительностью протекания тока через этот ключ (например, тиристоров). 9832 і /2 / и 17 / IS г О C3 илиНЄ /» Q > Техред М.Моргентал Упорядник Замовлення 4554 Коректор Н. МІлюкова Тираж Підписне Державне па тентне ві домство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл , 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул.ГагарІна, 101