Устройство для управления циклоконвертором

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содержащее задатчик частоты, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения , другой вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора интенсивности, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем введения формирования линейного закона, изменения выходной частоты циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот, оно снабжено реверсивным счетчиком-регистром, ре;Тистрсяи , обратно пропорциональным преобразователем, ключом, запоминающим блоком, блоком вычитания, компараторсж , одновибратором, элементом задержки, переключателем выходов, причем выход реверсивного счетчикарегистра соединен с входом регистра и входом обратно пропорционального преобразователя, выход которого соединен с первым, а через ключ и запоминающий блок - с вторым входами блока вычитания, выход которого соединен с одним иэ входов компаратора , другой вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через вход запуска одновибратора соединен с входом сброса интегратора, входами iуправления ключа и регистра, входе элемента задержки, выход которого соединен с входом переключателя выходов , первый выход которого соединен с суммирующим, а второй - с вычитаиицим счетными входами реверсив ного счетчика-регистра, вход управления переключателя выходов соединен с входом разрешения одновибратора и ,выходсяя элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом реtc гистра. со |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

0Ю (и).

3I6II Н 02 Р 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

М ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3493184/24-07

- (22) 09. 07 82 (46) 07.02 84 ° Бюл. В 5 (72) Г.В. Лобунец Б.С. Готовский, М.В. Лобанок, В.Г. Сидоров, Б..И. Фираго и Ф.А. Чахович (71) Белорусский ордЕна Трудового.

Красного Знамени политехнический институт и Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт литейного производства автомобильной промышленности (53) 621.314. 27(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 486445, кл, Н 02 P 7/42, 1974.

2. Преобразователь TTC-40кОМ4, паспорт 2АС948, 307IICa 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содержащее задатчик частоты, выход которого соединен .с одним из входов элемента сравне-. ния, другой вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора интенсивности, î т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможиос» тей путем введения формирования ли" нейного закона. изменения выходной частоты циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот, оно снабжено реверсивным счетчиком-регистром, регистром, обратно пропорциональным преобразователем, ключом, запоминающим блоком, блоком вычитания, компаратором, одновибратором, элементом задержки, переключателем выходов, причем выход реверсивного счетчикарегистра соединен с входом регистра и входом обратно пропорционального преобразователя, выход которого соединен с первым, а через ключ и запоминающий блок - с вторым входами блоха вычитания, выход которого соединен с одним иэ вхсщов компаратора, другой вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через g вход запуска одновибратора соединен с входом сброса интегратора, входами ,.управления ключа и регистра, входом элемента задержки, выход которого соединен с входом переключателя выходов первый выход которого соеди- Я нен с суммирующим, а второй - с вычитающим счетными входами реверсив- ieesL ного счетчика-регистра, вход управ-,> ления переключателя выходов соединен с входом разрешения одновибратора и .выходом элемента сравнения, другой .вход которого соединен с выходом ре:гистра. фф

С4

1072237 где к - коэффициент пересчета кольцевой пересчетной.схемы, расположенной за генератором 1Ду- фазность циклоконвертора.

Максимальное значение коэффициента деления М; С,„=.NO определяется минимальной начальной частотой развертки f на выходе управляемого го генератора низкой частоты (т" = ref> где Е - необходимое минимальное значение частоты на выходе циклоконвертора), а минимальное соответствует максимальной частоте

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления частотнорегулируемым электроприводом на базе циклоконвертора с дискретным рядом выходных .частот. 5

Известно устройство для управления выходной частотой тиристорных преобразователей частоты, содержащее .последовательно соединенные задатчик частоты, задатчик интенсивнос-10 ти, управляемый генератор низкой частоты, у которых в качестве задатчика интенсивности используется интегратор или РС-цепь, а выходная частота управляемого генератора низкой частоты пропорциональна напряжению на его входе управления (1).

Недостатком данногО устройства является низкое качество управления из-за наличия субгармоник в выходном 2О напряжении циклоконвертораi

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления циклоконвертором, содержащее . задатчик частоты,,выход которого соединен с одним из выходов элемента сравне« ния, второй вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора интенсивности (21. ЗО

Недостатком известного устройства является невозможность формирования линейного закона изменения частоты при работе циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот. 35

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем введения формирования линейного закона изменения выходной частоты циклоконвертара с дискретным рядом вы- 4() ходных частот.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее задатчик частоты, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора ив юенсивности, дополнительно снабжено реверсивным счетчикомрегистром, регистром, обратно пропорциональным преобразователем, ключом, запоминающим блоком, блоком вы" читания, компаратором, одновибратором, элементом задержки, переключа- 55 телем выходов, причем выход реверсивного счетчика-регистра соединен с входом регистра памяти и входом обратно пропорционального преобразователя, выход, которого соединен с 60 первым, а через ключ и запоминающий блок - с вторым входами блока вычита*ия, выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через вход запуска одновибратора соединен с входом сброса интегратора, входами управления ключа и регистра, входом элемента задержки, выход которого соединен с входом переключателя выходов, первый выход которого соединен с суммирующим, а второй выход — с вычитающим счетными входами реверсивного счетчика-регистра, а вход управления переключателя выходов соединен с входом разрешения одновибратора и выходом элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для управления циклоконвертором, Устройство содержит генератор 1 низкой частоты, управляемый кодом, задатчик 2 частоты, подключенный к одному из входов элемента 3 сравнения, последовательно вклк)ченные переключатель 4 выходов, реверсивный счетчик-регистр 5 и регистр 6, выход обратно пропорционального преобразователя 7 через ключ 8 и запоминающий блок 9 соединен с блоком 10 вычитания, выход которого соединен с входом компаратора ll, к которому подключен также" через интегратор

12 регулятор 13 интенсивности, одновибратор 14 своим выходом соединен с входом элемента.15 задержки.

Устройство работает следующим образ ом.

Управляемый генератор 1 низкой частоты (УГНЧ) представляет собой источник постоянной, синхронизированной с сетью частоты, и управляемый делитель частоты с переменным целочисленным коэффициентом деления

Вход управления делителя частоты является и входом управления всего генератора l. Под управляющим воздействием генератора 1 понимается цифровой код коэффициента Я; . Выходная частота генератора 1 определяется выражением

1072237 информации. В случае, если входная информация поступает в виде напряжения, то примером запоминающего блока

9 может служить конденсатор, цодключенный параллельно входу эмиттерного повторителя, На выходе блока 10 вычитания формируется абсолютное значение разности двух поступающих на его входы величин. Для получения абсолютной разности в случае построения блока 10 вычитания на базе линейных интегральных схем оно дополнительно снабжается выпрямителем.

Компаратор 11 в момент равенства выходных величин блока 10 вычитания и интегратора 12 выдает сигнал на . работу одновибратора 14.

Одновибратор 14 вырабатывает короткий импульс определенной длительности, достаточной для полного сброса интегратора 18 и записи выходной информации преобразователя 7 обратной величины в запоминающий блок 9, этим же импульсом осуществляется управление регистра б, а при равенстве кодов на входах элемента 3 сравнения формирует управляющие сигналы, которые поддерживают ключ 8 в замкну" том, а интегратор 12 в обнуленном состояниях.

Элемент 15 задержки необходим для того, чтобы изменение числа в реверсивном счетчике-регистре 5 происхо- . дило после процесса записи ннформации в запоминающий блок 9.

Рассмотрим формирование возрастающей линейной частотной развертки на выходе циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот на уровне выходной частоты дискретно-управляемого генератора 1 низкой частоты.

В. исходном состоянии в реверснвный счетчик-регистр 5 и регистр б записан код начального коэффициента деления, т.е.)(=М =Й„ в соответствии с hl на выходе генератора 1 частоты устанавливается начальная частота Ю„; частотной развертки f > =f (начальная частота частотного пуска электропривода) .

Коды на двух входах элемента 3 равны друг другу, при этом переключатель выходов разъединяет выход эле-. мента 15 задержки со счетными входами реверсивного счетчика-регистра 5, а устройство .управления обнуляет интегратор. 12 и замыкает ключ 8 °

Так как ключ 8 замкнут, то на входах блока 10 напряжения равны друг другу (0» =U; „=Uo ) и соответствуют начальной частоте развертки.

Процесс формирования линейной частотной развертки начинается с момента 1„, когда на выходе зецатчика 2 частоты устанавливается код

hl<(No Код N соответствует, частоте на выходе генератора 1, до котона выходе циклоконвертора, равной частоте сети (Е,".= Хс ) и определяетс;. числом тактов выпрям ления силовой схемы преобразователя с естественной коммутацией, т.е °

l4 ;„ =ü . Формирование полной возрас- 5 тающей частотной развертки на выходе генератора 1, а следовательно, и Ъ выходе цйклоконвертора осуществляется уменьшением коэффициента деления .й; управляемого делителя частоты 10 от,й до N,.-= . Формирование спадающей частотной развертки на выходе циклоконвертора соответствует обратному изменению И; .

Частота, до которой происходит 15 формирование линейной частотной развертки, определяется задатчиком 2 частоты и задается в виде цифрового кода, поступающего на один из входов элемента 3 сравнения. На его второй вход поступает цифровой код текущего значения коэффициента деления И; делителя частоты генератора 1.

Элемент 3 в зависимости от соот-, ношения поступающих на ее входы.кодов вырабатывает управляющие сигналы яибо на формирование возрастающей или спадающей линейных частотных разверток (частотный пуск или частотное торможение электропривода), либо на прекращение формирования. Элемент 3 сравнения управляет Работой переключателя 4 выходов и одновибратором 14.

Переключатель 4 выходов согласно управляющим сигналам элемента 3 срав-З5 нения осуществляет поступление импульсов на вычитающий счетный вход

,реверсивного счетчика-регистра 5 при формировании возрастающей частотной развертки, а на его суммирующий 40 счетный вход - при спадающей развертке. Переключатель 4 выходов может быть построен на базе двух ячеек ЗапрЕт либо с применением двух транзисторных ключей. 45

РеВерсивный счетчик»регистр 5 как и регистр б осуществляет прием и хранение информации, но в отлички от последнего производит также счет ийпульсов как в прямом, так и обРат- 50 ном направлениях. Реверсивный счет- чик-регистр 5 .используется здесь для монотонного целочисленного изменения коэффициента деления й; °

Преобразователь 7, имея в *ачестве входной информации цифровой код

И;., обеспечивает .Формирование на его. выходе сигнала Р;, обратно пропорционального коду N;. В силу этого выходное напряжение преобразователя

7 будет пропорционально выходной 60 частоте циклоконвертора и генератора

1 °

Запоминающий блок 9 предназначен для приема и хранения поступающей ,при замкнутом ключе 8 на его вход, g5

1072237 чения или dt=- (Š—

Одновременно с переходом генератора 1 на очередное дискретное значение частоты E,„ íà÷èíàåòñÿ форми Р .аание нового интервала времени и,, пропорционального абсолютной разности между текущей частотой и следующим ее дискретным значением

65 рой происходит формирование линейной развертки.

С момента tz начинается формиронание первого интервала ланд между переходом выходной частоты УГНЧ с f„ на следующее дискретное значение (., ря- 5 да (1) .

При изменении соотношения кодов на входах элемента 3 сравнения последний вырабатывает команду, по которой переключатель 4 выходов соединяет выход элемента 15 задержки с вычитающим входом реверсивного счетчика-регистра 5, а одновибратор 14 размыкает ключ 8 и разрешает работу интегратора 12, напряжение которого 15

U начинает линейно возрастать. Кроме того, одновибратор 14 формирует короткий импульс 1О, который, поступая через элемент 15 и перекяючатель

4 на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика-регистра 5, умень,шает на. единицу преднарительно записанный .в него код М . Теперь на выходе реверсивного счетчика-регистра

5 установлен код следующего после М 25 целочисленного коэффициента деления

N.„= N -- и — 1. Коэффициент деления

1+1 соответствует следующему дискретному значению выходной частоты генератора

11,+„= Е,, Б соответствии с новым кодом Й„, поступающим на вход преобразователя 7, напряжение 0; „на его выходе будет соответствовать частоте 4 и равно 0;„„ =О . Поскольку

Г1 1+1 1а на выходе запоминающего блока 9 сохранилось напряжение 0О, то теперь на двух входах блока 10 имеют место

" напряжения 0О и V соответствующие выходным частотам генератора Е„ и

На выходе блока 10 вычитания вырабатывается абсолютная величина раз-40 ности а0.=а0 =(Π— Vo), пропорциональная а 1 О разности указанных выше двух частот, т ° e. Vо--(Ег„- fãî ) . В момент 1„, когда напряжение ийтегратора 12 станет равным полученной разности йОО, cpa" 45 батывает компаратор 11. Коммутатор

11 запускает однонибратор 14, которое оп ять формирует к оротк ий импульс

Этот импульс прежде всего .записывает в регистр б код коэффициента деления 50

N и на выходе генератора 1 согласно

1 (1) устанавлинается новое дискретное значение частоты К . При линейной

rq характеристике интегратора интервал

Ио между моментами Фо и будет пропорционален разности между дискретными значениями выходной частоты генератора 1 .до и после переклюf > . Для этого в момент f, импульсом обнуляется интегратор 12 и на короткое время записи замыкается ключ 8.

В запоминающий блок 9 записывается напряжение 0„, соответствующее текущей частоте генератОра 1 „„ . После размыкания ключа 8 с задержкой времени уменьшается на единицу код в реверсивном счетчике-регистре 5, который станет равным N = М -1= Мо- 2. Коэффициент деления gg соотнетствует

„частоте генератора 1Е, на которую последний должен .перейти после интервала времени At . В соответствии с N на выходе преобразователя 7 напряжения станет равным 0 и пропор,циональным fry . На выходе блока 10 установится разность AU = (V -О )= (— „„), Новое срабатывание компаратора 11 в момент 4 (напряжение интегратора возрастает до разности д0„) отмеряет от момента t необходимый интервал Ы,.поале которого генератор 1 импульсом 1 с выхода устройства 14 управления переводится на новое дискретное значение частоты путем записи в резистор б кода И

Далее процесс повторяется.

Окончание формирования линейной частотной развертки наступит в момент когда код й; на выходе регистра б станет ранним коду 8< на выходе задатчика 2 частоты, Элемент 3 вырабатывает команду, по которой переключатель 4 выходов разъединяет выход элемента 15 задержки с вычитающим счетным входом реверсивного счетчика-регистра 5, а однонибратор 14 замыкает ключ 8, обнуляет интегратор

12 и поддерживает их в таком состоянии до следующего формирования развертки.

Формирование спадающей линейной частотной развертки начинается при появлении на выходе задатчика 2 частоты кода большего, чем М,. В этом случае по команде элемента 3 переключатель 4 выходов соединяет ныход элемента 15 задержки уже с суммирующим счетным входом реверсивного счетчикарегистра 5. В остальном же принцип работы устройства сохраняется прежним, Таким образом, устройство производит перевод управляемого генератора низкой частоты с одного дискретного значения его ныходной частоты (1) на другое через такие интервалы времени Ь1, при которых обеспечивается линейный закон распределения его выходной частоты во времени. Этим реализуется линейная частотная развертка циклоконвертора с дискретным рядом ныходных частот, что позволяет повысить качество регулирования частоты привода.

10?2237

Заказ 142/50

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Луэанов

Редактор Н, Стащишнна ТехрЕд Ж. Кастелевйч .Корректор ° Вутяга