專利名稱：三相正弦波電壓發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的三相正弦波電壓發(fā)生器，其輸出電壓經(jīng)功率放大器放大后可推動(dòng)三相交流異步電機(jī)，在交流調(diào)速系統(tǒng)或自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到廣泛使用。
與本實(shí)用新型可對比的技術(shù)是現(xiàn)有的常用三相正弦波電壓發(fā)生器，它是用調(diào)速直流電機(jī)帶動(dòng)三相交流電機(jī)產(chǎn)生三相正弦波電壓。如果要改變輸出電壓，需串接三相調(diào)壓變壓器。因此使用的設(shè)備較為
雜，并且容易損壞，而且所產(chǎn)生的三相正弦波電壓的變頻慣性較大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的三相正弦波電壓發(fā)生器，該三相正弦波電壓發(fā)生器是采用全固態(tài)化的電子線路組成，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，無機(jī)械接觸部分，使用設(shè)備簡單，運(yùn)行可靠，且克服了變頻慣性大的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是利用積分電路產(chǎn)生相位差90度的兩組三角波電壓，由非線性電路把該兩組相位差90度的三角波電壓修正為近似正弦波電壓，然后將該兩組近似的正弦波電壓疊加產(chǎn)生三相正弦波電壓。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖。
圖2是A3、A5、A6、A4的輸出波形圖。
圖3是A9、A10的輸入－輸出關(guān)系圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例如圖1所示。將頻率指令電壓Vf(－10伏～＋10伏)接到倒相器A1，設(shè)模擬量切換開關(guān)K的位置如圖1位置。Vf為正電壓、積分器A3的輸出電壓也為正電壓。此時(shí)比較器A5的輸出電壓為負(fù)電壓。積分器A3的輸入端在正電壓的作用下進(jìn)行向下積分，輸出電壓降低。當(dāng)積分器A3的輸出電壓低于－10伏時(shí)，比較器A5的輸出電壓突然翻轉(zhuǎn)為正電壓(圖2)。比較器A5的輸出電壓經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)定在＋10伏輸入乘法器A13，乘法器A13的下輸入端由運(yùn)算放大器A2所輸出的正電壓供給，因此乘法器A13的輸出電壓也為正電壓，此電壓輸入模擬量切換開關(guān)K的上半部開關(guān)，使模擬量切換開關(guān)K的上半部開關(guān)動(dòng)作，從1的位置切換到2的位置，積分器A3的輸入電壓即刻變?yōu)樨?fù)電壓。積分器A3在負(fù)電壓的作用下進(jìn)行上積分，積分器A3輸出電壓升高。當(dāng)積分器A3的輸出電壓大于＋10伏時(shí)，比較器A5的輸出電壓由正電壓翻轉(zhuǎn)為負(fù)電壓(圖2)。比較器A5的輸出電壓經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)定在－10伏輸入乘法器A13，乘法器A13的輸出電壓改變?yōu)樨?fù)電壓去控制模擬量切換開關(guān)K的上半部開關(guān)動(dòng)作，使其從2的位置切換到1的位置，積分器A3又改變?yōu)橄蛳路e分。這樣依次反復(fù)，積分器A3的輸出電壓是一種幅值為±10伏的三角波電壓(見圖2)。當(dāng)積分器A3的輸出電壓通過零點(diǎn)時(shí)，比較器A6的輸出電壓突然翻轉(zhuǎn)由負(fù)電壓變?yōu)檎妷海撾妷河煞€(wěn)壓器穩(wěn)定在±10伏。比較器A6的輸出電壓與比較器A5的輸出電壓相位差 (π)/2 ，由比較器A6的輸出電壓控制模擬量切換開關(guān)K的下半部開關(guān)從3位置切換到4位置，積分器A4的輸入電壓變?yōu)檎妷?。于上述原理相同，積分器A4的輸出電壓也是幅值為±10伏的三角波電壓，該三角波電壓的相位，超前于積分器A3輸出電壓的 (π)/2 (圖2)。
當(dāng)頻率指令電壓Vf為負(fù)值時(shí)，乘法器A13上輸入端輸入負(fù)電壓而下輸入端輸入由運(yùn)算放大器A2輸出的正電壓，乘法器A13輸出負(fù)負(fù)電壓，控制模擬量切換開關(guān)K上半部使其從2位置切換到1位置。其余電子線路也照常動(dòng)作，使積分器A3和積分器A4所輸出的兩組±10伏的三角波電壓的相序改變(圖2)。積分器A3和積分器A4輸出的三角波電壓輸入非線性電路A9和A10，經(jīng)非線性電路A9和A10的處理輸出近似正弦波電壓(圖3)，將非線性電路A9和A10所輸出的正弦波電壓輸入乘法器A14和A15的上輸入端，用振幅指令電壓Va輸入乘法器A14和A15的下輸入端，其作用是控制正弦波的幅值。
由此得到乘法器A14的輸出電壓V14＝VaSin(2πft)乘法器A15的輸出電壓V15＝VaCos(2πft)式中f是正弦波的頻率 f＝ (｜Vf｜)/(40RC)
Vf的單位為伏、R的單位為兆歐、C的單位為微法。
將乘法器A14和A15的輸出正弦波電壓通過加法器A11和A12處理，得到三個(gè)相位的正弦波電壓VA、VB、VC。
VA＝VaSin(2πft)VB＝ 1/2 VaSin(2πft)＋ 3/2 VaCos(2πft)＝VaSin(2πft＋ 2/3 π)VC＝ 1/2 VaSin(2πft)－ 3/2 VaCos(2πft)＝VaSin(2πft－ 2/3 π)積分器A4輸出的電壓由限幅器A7和A8進(jìn)行限制在±10伏范圍內(nèi)，以確保正弦波電壓和余弦波電壓的相位關(guān)系。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是完全采用全固態(tài)化的電子元件組成電子線路來實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，無機(jī)械接觸部分，減少了常用的三相正弦波電壓發(fā)生器的
雜設(shè)備，使用方便，安全可靠，制造成本低。
權(quán)利要求1.一種由電子元件和運(yùn)算放大器構(gòu)成電子線路所組成的三相正弦波電壓發(fā)生器，其特征在于在電子線路中采用12個(gè)運(yùn)算放大器A1、A2……A11、A12，與其他電子元件組成倒相器A1、積分器A3和A4、比較器A5和A6、限幅器A7和A8、非線性電路A9和A10、加法器A11和A12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相正弦波電壓發(fā)生器，其特征在于a.積分器A3的輸入端通過由乘法器A13的輸出電壓所控制的模擬量切換開關(guān)K的上半部開關(guān)與倒相器A1的輸出端和頻率指令電壓Vf之間進(jìn)行控制聯(lián)接，b.積分器A4的輸入端通過由比較器A6的輸出電壓所控制的模擬量切換開關(guān)K的下半部開關(guān)與倒相器A1的輸出端和頻率指令電壓Vf之間進(jìn)行控制聯(lián)接，c.積分器A3的輸出電壓輸入比較器A5和A6，比較器A5和A6的輸出電壓均采用穩(wěn)壓器穩(wěn)定在一個(gè)規(guī)定的數(shù)量上，d.在乘法器A14和A15的輸出端之間接入加法端A11和A12。
專利摘要本實(shí)用新型是一種新型的三相正弦波電壓發(fā)生器，它完全采用固態(tài)化電子電路構(gòu)成，由頻率指令電壓通過模擬量切換開關(guān)、倒相器、積分器產(chǎn)生相位差90度的兩組三角波電壓，再利用非線性電路把這兩組相位差90度的三角波電壓修正成近似正弦波電壓，再利用加法器把正弦波電壓疊加而產(chǎn)生三相正弦波電壓。這與現(xiàn)有的三相正弦波電壓發(fā)生器相比，結(jié)構(gòu)簡單體積小，無需雜的設(shè)備，無機(jī)械接觸部分，運(yùn)行可靠，克服了變頻慣性大的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/02GK2032777SQ88211670
公開日1989年2月15日 申請日期1988年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月21日
發(fā)明者張渭元 申請人:上海自動(dòng)化儀表一廠