Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем

 

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , содержащее блок синхронизации, вход которого соединен с выходом задатчика режима работы преобразователя , блок выбора режима, содержащий реверсивный счетчик, суммирующий ивычитающий входы которого являются первым и вторым входами блока выбора режима, выходы счетчика через элемент ИЛИ соединены с прямым вхоДОМ первого элемента И, Г -входом D -триггера и с первым прямым и инверснь м/входами первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ, вькод которого является первым выходом блока вы .бора.режима, вычитающий вход счетчика через первый элемент задержки соединен со счетным входом D -триггера, вторым прямь1м входом первой группы входов элемента И-ИЛИ и с первыми вхо.цами второго и третьего элементов И, суммирую.щий вход счетчика соединен с прямым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ, выходы -триггера соединены с вторыми входами вто рого и третьего элементов И, .выход второго элемента И является вторымвыходом блока выбора режима, выход третьего элемента И соединен с третьим выходом блока выбора режима, через второй элемент задержки - с четвертым выходом блока выбора режима , с инверсным входом первого элемента И, выход которого является пятым выходом блока выбора режима, выход блока синхронизации соединен с первым входом блока выбора режима, фазосдвигающий блок, содержащий блок формирования управляющего ко .да, блок формирования опорного кода, состоящий из гц нератора тактовых импульсов, выход которого соединен (Л с тактовым входом накапливающего с сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока переноса, вход которого подключен к выходу регистра памяти, выход накапливающего сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу блока ND выбора режима и к первому входу рас пределителя, второй вход которого соеО динен с первым выходом блока выбора а режима, третий выход которого под ключен к управляющему входу блока переноса, второй, четвертый и пятый выходы соединены с вторыми входами накапливающего сумматора, о т л й-, чающееся тем, что, с целью повышения надежности, фазосдвигающий блок снабжен управляемым инвертором-повторителем Кода, причем выход блока формирования управляющего кода соединен с входом управляемо го инвертора-повторителя кода, уп

„,ЯО.„И 270

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН зж Н 02 P 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3498393/24-07 (22) 06. 10. 82 (46) 30.11.84 Бюл. Ф 44 (72) А.И.Денисов и В.К.Райфщнайдер (71) Северо-Кавказский ордена Дружбы народов горно-металлургический инсти тут (53) 621. 314. 27 (088. 8) ,(56) 1. Батоврин А.А. и др. Цифровые системы управления электроприводами. Л., "Энергия", 1977, с. 96-104;

2. Авторское свидетельство СССР

У 765976, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.. (54)(57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ BEHTHJIbHbIM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее блок синхронизации, вход которого соединен с выходом задатчика режима работы преобразователя, блок выбора режима, содержащий реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого являются первым и вторым входами блока выбора режима, .выходы счетчика через элемент ИЛИ соединены с прямым входом первого элемента И, Р -входом

D --триггера и с первым прямым и инверсным входами первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ, выход которого является первым выходом блока выбора режима, вычитающий вход счетчика через первый элемент задержки соединен со счетным входом 3 -триггера, вторым прямым входом первой группы входов элемента И-ИЛИ и с первыми входами второго и третьего элементов И, суммирующий вход счетчика соединен с прямым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ, выходы 33-триггера соединены с вторыми входами вто рого и третьего элементов И, .выход второго элемента И является вторым. выходом блока выбора режима, выход третьего элемента И соединен с третьим выходом блока выбора режима, через второй элемент задержки — с четвертым выходом блока выбора режима, с инверсным входом первого элемента И, выход которого является пятым выходом блока выбора режима, выход блока синхронизации соединен с первым входом блока выбора режима, фазосдвигающий блок, содержащий блок формирования управляющего ко.да, блок формирования опорного кода, состоящий из генератора тактовых 9 импульсов, выход которого соединен с тактовым входом накапливающего сумматора, первый вход которого сое- ( динен с выходом блока переноса, Ф с .вход которого подключен к выходу регистра памяти, выход накапливающего сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу блока Ф ° выбора режима и к первому входу рас- ф пределителя, второй вход которого сое- е,) динен с первым выходом блока выбора () режима, третий выход которого подключен к управляющему входу блока переноса, второй, четвертый и пятый выходы соединены с вторыми входами накапливающего сумматора, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, фазосдвигающий блок снабжен управляемым инвертором-повторителем кода, причем выход блока формирования управляющего кода соединен с входом управляемо» го инвертора-повторителя кода, управляющий вход которого соединен выходом задатчика режима работы, 1127066 а выход — с вторым входом блока сравнения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями,. входящими в систему элект ропитания приводом с прямым цифровым 5 управлением.

Известно цифровое устройство для управления, содержащее блох синхронизации импульсов, каждый выход которого подключен к своему фазосдвигающе-10 му блоку, выходы которых, через элемент ИЛИ подключены к выходу рас,пределителя управляющих импульсов по каналам j1) .

Недостатками данного устройства 15 являются низкое быстродействие и сложность схемной реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровое устройство для управления вентильным преобразователем, 20 содержащее блок. синхронизации, вхо;; которого соединен с выходом задатчика режима работы преобразователя, блок выбора режима, содержащий реверсивный счетчик, суммирующий и вычитаю- 25 щий входы которого являются первым и вторым входами. блока выбора режима, выходы счетчика через элемент ИЛИ сое1 динены с первым прямым входом первого элемента H,Q -входом 3 -триггера и с j0 прямым и инверсным входами первой и второй групп входов И элемента

И-ИЛИ, выход которого является первым выходом блока выбора режима, вычитающий вход счетчика через первый элемент задержки соединен со счетным входом 3 -триггера, вторым прямым входом первой группы входов элемента И-ИЛИ и с первыми входами вто-. рого и третьего элементов И, сум- 40 мирующий вход счетчика соединен с прямым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ, выходы D --триггера соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход второ- 45

ro элемента И является вторым выхо-, дом блока выбора режима, выход третьего элемента И соединен с третьим выходом блока выбора режима, через второй элемент задержки с четвертым выходом блока выбора режима с инверсным входом первого элемента И, выход которого является пятым выходом блока выбора режима, выход блока синхронизации соединен с первым входом блока выбора режима, фазосдвигающий блок, содержащий блок формирования управляющего кода, блок формирования опорного. кода, состоящий из генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым .входом накапли-. вающего сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока переноса, вход которого подключен к выходу регистра памяти, выход накапливающего сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу блоу ка выбора режима и к первому входу распределителя, второй вход которого соединен с первым выходом блока выбора режима, третий выход которого подключен к управляющему входу блока переноса, второй, четвертый и пятый выходы соединены, с вторыми входами накапливающего сумматора(2) .

Недостатком этого устройства является то, что при скачкообразном из менении управляющего сигнала фазосдвигающий:блок не формирует очередного импульса управления. Это приводит к сбою в работе устройства, что не позволяет использовать его, например, в замкнутых и быстродействующих системах регулирования электроприводами и снижает его наУ дежность.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем,. что в цифровом устройстве для .упФ равления вентильным преобразователем, содержащем блок синхронизации, вход которого соединен с выходом задатчика режима работы преобразователя, блок выбора режима, содер1127066 4 жащий реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого являются первым и вторым входами блока выбора режима, выходы счетчика

I через элемент ИЛИ соединены с пря-. мым входом первого элемента И, D --входом 2 -триггера и с первым прямым и инверсным входами первой и второй групп входов И элемента

И-ИЛИ, выход которого является пер- 10 вым выходом блока выбора режима, вычитающий вход счетчика через первый элемент задержки соединен со счетным входом 3 -триггера, вторым прямым входом первой группы входов 15 элемента И-ИЛИ и с первыми входами второго .и третьего элементов И, суммирующий вход счетчика соединен с прямым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ, выходы Р -триггера сое- 20 динены с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И является вторым выходом блока выбора режима, выход третьего элемента И соединен с третьим выхо 25 дом блока выбора режима, через второй элемент задержки с четвертым вы:ходом блока выбора режима, с инверсным входом первого элемента И, выход кото\ рого является пятым выходом блока вы 30 бора режима, выход блока синхрониза-. ции соединен с первым:входом блока вы бора режима, фаэосдвигающий блок, содержащий блок формирования управляющего кода, блок формирования опорно- Э5 го кода, состоящий из генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом накапливающего сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока пере- 46

-носа, вход которого подключен к выходу регистра памяти, выход накапливающего сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу блока выбо-45 ра режима и к первому входу распределителя, второй:вход которого соединен с первым выходом блока выбора .режима, третий выход которого подключен к управляющему входу блока SD переноса, второй, четвертый и пятый выходы соединены с вторыми входами накапливающего сумматора, фазосдвигающий блок снабжен управляемым инвертором-повторителем кода, причем 55 выход блока формирования управляющего кода соединен с входом управляемого инвертора-повторителя кода управляющий вход которого соединен с выходом задатчика режима работы, а выход — с вторым входом блока сравнения.

На фиг.1 показана структурная схема,устройства," на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу на фиг.3 — функциональная схема блока выбора режима.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика 2 ре-. жима работы преобразователя, а выход — с первым входом блока 3 выбора режима, а также фазосдвигающий блок 4 и распределитель 5 импульсов, Фазосдвигающий блок 4 содержит формирователь 6 опорного кода, включающий генератор 7 тактовых импуль» сов, регистр 8 памяти, блок 9 переноса кода и накапливающий сумматор 10, выход которого соединен с первым входом блока 1! сравнения, второй вход которого соединен с выходом управляемого инвертора-повторителя 12, первый вход которого соединен с выходом задатчика 2, а;- торой вход — с выходом формирователя 13 управляющего кода. Выход блока 11 соединен с вторым входом блока 3 и первым входом. распределителя 5, второй вход которого соединен с выходом 14 блока 3, выход 15 которого соединен с вторым входом блока 9, выходы 16, 17 и 18 блока 3 соединены с вторым, третьим и четвертым вхсдами сумматора 10, счетный вход которого соединен с выходом генератора 7.

Блок 3 содержит реверсивный счетчйк 19, суммирующий вход которого соединен с выходом блока 11, а выходы разрядов счетчика 19 соединены с входами элемента 20 ИЛИ, выход ко" торого соединен с прямым входом элемента 21 И, с-З -входом З -триггера 22 и с первым и третьим входами элемента И-ИЛИ 23, второй вход которого соединен с выходом элемента 24 задержки, с С-входом триггера 22 и с первыми входами элементов 25 и 26 И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 22, а выход элемента 25 И соединен с инверсным входом элемента 21 и входом элемента 27 задержки, четвертый вход элемента 23 соединен с выходом бло1127066 ка 1, а вход элемента 24 соединен с выходом блока 11.

Устройство работает следующим образом.

Блок синхронизации 1 вырабатывает синхроимпульсы (фиг.2а) в моменты t и ъ- w (4 -1) -й момент естест2 венного отпирания вентиля в зависимости от сигнала на выходе задатчиl0 ка 2 (выпрямительный или инверторный ,режим). В блоке 3 определяется диапазон угла управления.

В начальном состоянии счетчик 19 блока 3 выбора режима запуска нахо15 дится в нулевом состоянии. В момент появления синхроимпульса счетчик 19 переводится в единичное состояние., при этом через элемент ИЛИ 20 и И 21 . на выход 17 выдается сигнал, открывающий единичный вход накапливающего

Ю сумматора 10.

В режиме малых углов управления (фиг.26, точка 1) t -й импульс управления приходит раньше (+1)-го син25 хроимпульса. Тогда через время, определяемое элементом 24, в триггер 22 записывается нуль, на выходе

17 разрешающий сигнал пропадает, на выходе 18 формируется импульс, обнуляющий накапливающий сумматор. ЗО

В момент поступления следующего (4 +1)-го синхроимпульса на выходе блока 3 формируется импульс, подготавливающий следующий такт работы распределителя 5, на выходе 17 блока 3 появляется сигнал, открывающий единичный вход накапливающего сумматора 10, который переводится в режим интегрирования импульсов, поступающих с выхода генератора 7. 4р

В режиме больших углов управления .(фиг.26, точка 2) < --й импульс управления проходит позже (1+ 1)-ro синхроимпульса. В момент поступления i -ro импульса управления 45 счетчик 19 устанавливается в единичное состояние, и через время, определяемое элементом 24, на выходе фор»мируется импульс, подготавливающий следующий такт работы распределите- Sp ля 5, а записанная в триггер 22 логическая единица обеспечивает формирование на выходе 15 сигнала, разре. шающего прохождение кода с регист- ра 8 через блок 9, а также формирование через время, определяемое элементом 27, сигнала, суммирующего код, находящийся в накапливающем сумматоре 10 с кодом, поступившим с регистра памяти 8 (операция вычитания кодов сведена к операции суммирования). После выполнения операции суммирования накапливающий сумматор переводится в режим интегрирования.

Текущее значение опорного кода

Й (t) сравнивается в блоке 11 с текущим значением преобразованного управляющего кода N >(t) при выполнении неравенства p(<) ) К,1(Ц формируется управляющий импульс (фиг.2б,в)

Так как для инверторного и для выпрямительного режимов используется нарастающая опорная развертка (фиг.26), то работа инвертора-повторителя описывается выражениями

N q (4) М (+) для выпрямительного

Ч и Йд(Ц Кg (<) для инверторного режимов, переход от одного режима к другому обеспечивается сигналом с выхода задатчика 2.

В результате введения в предлагаемое устройство управляемого инвертора-повторителя кода формирование опорного кода осуществляется по нарастающему закону как для инверторного, так и для выпрямительного режимов, что позволяет вместо блока сравнения кодов, построенного по принципу поразрядного равенства сравниваемых кодов, использовать более простой элемент, .формирующий импульс при

МОЮ > Ие (4) в результате чего обеспечивается надежное формирование очередного импульса управления при любом, даже скачкообразном, изменении управляющего кода. Это расширяет область применения устройства, т.е, оно может быть использовано в замкнутых и быстродействующих системах регулирования объектами, например электродвигателями.

1)27066

iz m // Фиг. а

4(t б

Ф . 3е д

4 Ю

С Й/хйЬ ЬО/й7 I

С &cola дйОкОН

Составитель В.Круглова

Редактор Л.Веселовская Техред Т.Маточка Корректор А.Зимокосов

Заказ 8753/43 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4