Трехфазный преобразователь код-фаза

 

ТРЕХФАЗНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ФАЗА, содержа1ций усилитель-ограничитель , выходной дешифратор, блок элементов If, соединенный с установочныйи входами счетчика, выход которого соединен с формирователем импульсов и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика отличающийся тем, что с целью упрощения и повышения быстродействия i введены второй и третий усил|1тели-ограничители, логический . блок, преобразователь код-код, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ, причем каждая фаза трехфазной сети соединена через усилитель-ограничитель с логическим блоком, у которого выходы логических произведений соединены с выходным дешифратором, а установочный выход .соединен с блоком элементов И и элементом И-НЕ, управляюоще входы преобразователя соединены с преобразователем кодкод , у которого выходы младшизс раз-; рядов и выход нулевого значения код соединены с блоком элементов И, выходы старших разрядов соединены с г &) вькодкым дешифратором, а выход мцк . симального значения кода соединен через элемент И-НЕ с элементом ШМ., второй вход которого соединен с выС ходом формирователя импульсов, а выход элемента ИЛИ - с формирующим. , входом выходного дешифратора, выходы которого соединены с выходами преобразователя.

69 OO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3550166/24-21 (22) 02.02.83 (46) 07.12.84. Bmx. 9 45 (72) Г.Г.Соловский (53) 621.3-17.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 464863; кл. G О1 К 25/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1073110 09.03.82. (54) (57) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КОД-ФАЗА, содержащий усилитель-ограничитель, выходной дешифратор, блок элементов И, соединенный с установочными входами счетчика, выход которого соединен с формирователем импульсов и первым входом элемента

И, втброй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — со счетным входом счетчика отличающийся тем, что с целью упрощения и повышения быстродействия, введены второй и третий усилители-ограничители, логический блок, преобразователь код- код, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ, причем каждая фаза трехфазной сети соеди-, нена через усилитель-ограничитель с логическим блоком, у которого выходы логических произведений соединены с выходным дешифратором, а установочный выход .соединен с блоком элементов И и элементом И-НЕ, управляющие входы преобразователя соединены с преобразователем кодкод, у которого выходы младших раз- рядов и выход нулевого значения кода соединены с блоком элементов И, вы-. ходы старших разрядов соединеиы с выходным дешифратором, а выход максимального значения кода соединен через элемент И-НЕ с"элементом ИЛИ., второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход элемента ИЛИ вЂ” с формирующим входом выходного дешифратора, выходы которого соединены с выходами преобразователя.

1 1128

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает преобразование входного кода в сигналы фазового управления тиристорами, включенными в трехфазную сеть, 5

Известйы цифровые устройства сдвига фазы, обеспечивающие формирова ние лишь одного сигнала сдвига фазы (1 j.

Данные устройства непригодны для двухполупериодного фазового. управления тиристорами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре образователь код-фаза, содержащий усилитель-ограничитель с прямым и инверсным выходами, которые соединены с первым формирователем импульсов и выходным дешифратором. Первый формирователь импульсов через блок элементов И, второй вход которого соединен с управляющим входом преобразователя, соединен .с установочными входами счетчика, выходы которого соединены с элементом И-НЕ. Элемент

И-НЕ соединен с элементом И и через второй формирователь импульсов с вы. ходным дешифратором. Генератор им- пульсов через элемент И соединен со счетным выходом счетчика. Выходной дешифратор соединеи.с знаковым,входом преобразователя, а его выходы соединены с выходами устройства (2 ).

Известный преобразователь обеспечивает формирование сигналов сдвига фазы лишь для однофазного нанряженйя.

Применение для трехфазной сети трех. преобразователей сложно, снижает общую надежность устройства и экономически нецелесообразно. Кроме того;.

40 новые значения отрабатываемого кода записываются в преобразователь лишь в начале каждого полупериода входО ного напряжения, т,е. через 180 что не обеспечивает необходимой ско45 рости преобразования входного кода при быстром изменении его значений-.

Цель изобретения — упрощение преобразователя код-фаза и повышение его быстродействия.

Поставленная цель достигается

50 тем, что в трехфазный преобразоратель код-фаза, содержащий усилительограничитель, выходной дешифратор, блок элементов И, соединенный с установочными входами счетчика, выход которого соединен с формирователем импульсов и первым входом элемента И, второй вход которого со188 2 единен с выходом генератора импульсов а выход — со счетным входом счетчика, введены второй и третий усилители-ограничители, логический блок, преобразователь код-код, элемент ИНЕ и элемент ИЛИ, причем каждая фаза трехфазной сети соединена через усилитель-ограничитель с логическим блоком, у которого выходы логических,произведений соединены с выходным дешифратором, а установочный выход соединен с блоком элементов

И и элементом И-.НЕ, управляющие входы преобразователя соединены с преобразователем код-код, у которого выходы младших разрядов и выход нулевого значения кода соединены с блоком элементов И, выходы старших . разрядов соединены с выходным дешифратором, а выход максимального значения кода соединен через элемент

И-НЕ с элементом ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формиро" вателя импульсов, а выход элемента

ИЛИ соединен с формирующим входом выходного дешифратора, выходы которого соединены с выходами преобразо-.. вателя.

На фиг.1 показана, структурная схема трехфазного преобразователя кодфаза, на фиг.2 — пример практической реализации дешифратора.

Фазовые входы преобразователя через усилители-ограничители 1-3 соединены с логическим блоком 4. Выходы логических произведений блока

4 соединены с входами дешифратора 5Ä а выход импульса начальной установки (выход У) соединен с блоком 6 элементов И и элементом И-НЕ 7. Управляющие входы преобразователя кодфаза соединены с преобразователем

8 код-код. Выходы младших разрядов преобразователя- 8 код-код и выход нулевого значения кода (выход О) соединены с блоком 6 элементов И, выходы старших разрядов соединены с выходным дешифратором 5, а выход максимального значения кода соединен через элемент И-HE 7 с элементом

ИЛИ 9. Выходы блока 6 элементов И соединены с установочными входами счетчика 10. Выход счетчика 10 соединен через формирователь 11 импульсов с элементом ИЛИ 9 и элементом

И 12. Генератор .13 импульсов через элемент И 12 соединен со счетным входом счетчика 10. Элемент ИЛИ 9

1128188

3 соединен с формирующим входом выходного дешифратора 5.

Трехфазный преобразователь кодфаза работает следующим образом.

Напряжение фаз А (ФА), В (ФВ) и

С (ФС) трехфазной сети преобразуются усилителями-ограничителями 1-3 в прямоугольные импульсы, сдвинутые один относительно другого, как и фазы сети, на треть периода. Логический блок 4 из этих напряжений формирует логические произведения

АВ=ФА ФВ. ФС А=ФА ФВ ФС.

ВС=ФА ФВ ФС В=ФА.ФВ ФС

СА=ФА" ФВ.ФС С=ФА ФВ.ФС

Длительности всех импульсов, соответствующих логическим произведениям, равны и составляют 1/6 периода входных импульсов блока. Импульсы логических произведений через инверторы блока 4 поступают на выходы блока. Из логических произведений АВ, ВС и СА и из логических произведений А, В и С формируются сдвинутые на полпериода прямоугольные импульсы частотой, в три раза большей частоты входных импульсов.

Эти импульсы по времени за счет задержки перекрываются, и в результате на выходе У логического блока 4 появляются импульсы, длительность .которых равна длчтельности перекрытия по времени, а частоты в 6 раэ больше длительности частоты трехфазной сети.

Преобразователь 8 код-код преобразует одкофазньп» входной код в специальный парофазный групповой код необходимый для нормальной работы устройства в целом, а так же формирует дополнительные сигналы О и N .

Максимальное значение входного ко. да соответствует половине периода фазы трехфазной сети. Логический блок 4 иэ каждого полупериода фазы формирует три логических произведения длительностью 1/3 полупериода . каждое. Соотгетственно, преобразователь 8 код-код преобразует входной . код в три равные по значению группы и,Б и в. Максимальное значение кода в каждой группе равно N . В результате преобразователь код-код реализует неравенство

0

О .Р О

Дополнительный сигнал формируется при максимальном значении вход4 ного кода, равном ЗМ, сигнал 0 при нулевом значении входного кода;

Информационные разряды и сигнал

0 преобразователя 8 код-код, а также импульс выхода У логического блока .

4 являются входными для блока 6 элементов И. При значении входного кода, не равном нулю, сигнал О не выдается и импульс выхода У проходит че10 рез элементы И на выходы блока.. В результате счетчик 10 устанавливается в соответствующее начальное состояние. Так как частота импуль.сов выхода У установки в 6 раз- больше частоты трехфазного напряжения, запись нового значения кода в счетчик прбизводится три раза на полпериода силового напряжения, т.е. быстродействие предлагаемого преобразователя в три раза выше, чем известного.

При нулевом значении кода сигнала 0 импульс выхода У через него не проходит. В счетчике 10 все время д сохраняется запись числа N +1. Факт . равенства максимального значения входного кода N единицам, а максимального значения числа, до которого заполняется счетчик, М +1 единицам

30 . объясняется след;ющим. При изменении значений входного кода согласно неравенствам (1) значение кода в каждой группе может принимать любое из М значений, включая О. Поступление в счетчик N счетных импульсов после его обнуления ведет к записи в счетчик числа N +1, так как первое, нулевое, значение кода использовано при начальной установке счетчика.

При установке счетчика в состояние, 40 соответствующее значению N кода группы, в него поступает еще один импульс, обеспечивающий фиксацию данного состояния. В результате в счетчик так же записывается число N+1.

Аналогично для фиксации счетчиком

15. значения М; кода в группе в него, должно поступать Н- N,+1 импульсов.

Установка счетчика в состояние N+1 фиксируется переключением в нем,.п +1 триггера. В общем .случае установка счетчика в состояние Н +1 фиксируется вводимым в него дополнительным элементом И, При заполнении счетчика до значения N+1,(в+1)-й триггер счетчика или его дополнительный элемент И выдают сигнал и импульсы генератора 13 на счетный вход счетчика не поступают. Из переднего фрон

5 112818 та импульса счетчика Формирователь

11 формирует короткий импульс, который через элемент ИЛИ 9 поступает на Формирующий вход дешифратора 5.

При установке счетчика в начальное состояние, отличное от М+1, он прекращает выдачу сигнала запрета и генератор 13 начинает заполнять счетчик. Частота импульсов генератора в 6 N gas больше частоты трех- 10 фаэной сети. Поэтому за время .Формирования одного логического произведения он генерирует М импульсов.-Последний. (N-й) импульс генератора совпадает с концом логическо- 15 го произведения с точностью до периода имнульсов генератора, т.е. до единицы дискретности.

При максимальном значении входно" го кода сигнал с выхода преобразо- 20 вателя 8 код-код открывает элемент

И-НЕ 7 и разрешает прохождение через него импульса выхода У логического блока 4, который через элеменP

ИЛИ 9 поступает на формирующий . 25 вход дешифратора 5.

Выходной дешифратор. 5, пример .реализации одной из шести ячеек ко-, торого приведен на Фиг.2, осуществляет привязку логических нроизве- э0 дений, формируемых логическим.блоком 4, к старшим разрядам кода поступающим из йреобразователя 8 код-код, а также формирование выходных caraanoa A+, В „ a С, со- 35 ответствующих положительным полупериодам, и A, В и С, соответствующих отрицательным полупериодам напряжения трехфазной сети.

Входй старших разрядов кода дешифратора соединены соответственно с входными элементами И-НЕ 14-16 каждой ячейки дешифратора. Входы логических произведений соединены соответственно с вторыми входами входных элементов И-НЕ 14-16, которые через элемент ИЛИ-НЕ 17 соеди-. нены с одним входом выходного элемента И-НЕ 18, второй вход которого подключен к формирующему входу дешифратора, а выход соединен с одним as выходов дешифратора.

Таким образом, введение в трехФазный преобразователь код-фаза простых дополнительных блоков и новых связей обеспечивает обновление информации в счетчике не каждые полпериода напряжения сети, а через каждую треть полупериода, что повышает быстродействие устройства в три

F раза. При этом счетчик преобразователя содержит меньшее число тригге- ров, чем известный счетчик. Дополнительные блоки преобразователя имеют простые комбинационные схемы, в результате чего трехфазный преобразователь содержит меньшее число элементов; чем три однофаэных, которые необходимы для управления тиристорами в трехфазной .сети.

Кроме того, применение в преобразователе меньшего числа триггеров и выполнение всех блоков,. кроме счетчика, по комбинационным.схемам позволяет существенно повысить помехоустойчивость устройства, повысить его надежность. Наряду с более высокими техническими характеристиками, применение трехфазного преобразователя фаза-код обеспечивает получение экономического эффекта, так как трудоемкбсть его изготовления и стоимость:,комплектующих изделий меньше, чем трех однофазных. Возмож-, но изготовление преобразователя в виде БИС.

1128188

СА(48, дс) фиг. Я

ПНИИПИ Закан 9023!33 Тн вж 710 По оное

В уаннвн ППИ Патент, г. Унгород,ун.Проектное, 4