Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем

 

Изобретение предназначено для цифрового управления вентильным преобразователем . Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит фильтр 1, выходом соединенный с нуль-органом (НО) 2, элемент ИЛИ 3, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 4, ключи 5, 10, счетчики 6, 11, блок сравнения (БС) 7, регистр 8, триггер 9, логический блок (ЛБ) 12 с входами знак задания 14 и разрешение работы 15 и распределитель 13. Выход НО 2 соединен с шестью входами ЛБ 12 .и элемента ИЛИ. Выходы ЛБ 12 соединены с тремя входами распределителя 13 и одним входом ключа 5, другим входом подключенным к выходу ГЕИ 4 и входу ключа 10. Выход элемента И1Ш 3 соединен с входом сброса счетчика 6, счетным входом подключенным к выходу ключа 5. Входы БС 7 соединей) с выходами счетчика 6 и регистра 8. Выход БС 7 соединен с S-входом триггера 9, выходом подключенным к входу ключа 10. Выход ключа 10 соединен с счетным входом счетчика 11, выход переполнения которого соединен с R- входом триггера 9 и четвертью входом распределителя 13. Введение элемента ИЛИ 3, ключа 5 и ЛБ 12 и указанное соединение элементов обеспечивают включение преобразователя в ближайший полупериод питающего напряжения после поступления сигнала разрешения на его работу. Этим достигается поставленная ель. 5 ил. (О (Л to 00 СХ) о О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3811880/24-07 (22) 10. 11. 84 (46) 23.06.86. Бюл. ¹ 23 (72) С.П.Ковалев (53) 62 1. 316.727 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 605305, кл. H 02 Р 13/24, 1976, Авторское свидетельство СССР № 849411, кл. Н 02 Р 13/24, 1981. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение предназначено для цифрового управления вентильным преобразователем. Цель изобретения повышение быстродействия. Устройство содержит фильтр 1, выходом соединенный с нуль-органом (НО) 2, элемент ИЛИ 3, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 4, ключи 5, 10, счетчики 6, 11, блок сравнения (БС) 7, регистр 8, триггер 9, логический блок (ЛБ) 12 с входами "знак задания" 14 и "разрешение работы" 15 и распределитель 13. Выход НО 2 соеди„„SU„„1239806 нен с шестью входами ЛБ 12 .и элемента ИЛИ. Выходы ЛБ 12 соединены с тремя входами распределителя 13 и одним входом ключа 5, другим входом подключенным к выходу ГУИ 4 и входу ключа 10. Выход элемента ИЗ% 3 соединен с входом сброса счетчика 6, счетным входом подключенным к выходу ключа 5. Входы БС 7 соединеиь1 с выходами счетчика 6 и регистра 8. Выход БС 7 соединен с S-входом триггера 9, выходом подключенным к входу ключа 10 ° Выход ключа 10 соединен с счетным входом счетчика 11, выход переполнения которого соединен с Rвходом триггера 9 и четвертым входом распределителя 13. Введение элемента ИЛИ 3, ключа 5 и ЛБ 12 и укаэанное соединение элементов обеспечивают включение преобразователя в ближайший полупериод питающего напряжения после поступления сигнала разрешения на его работу. Этим достигается поставленная ель. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления полупроводниковыми выпрямителями.

Цель изобретения — повышение .быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства; на фиг.3 — схема логического блока и.распределителя; на фиг.4 — схема нуль в ; на фиг.5 временная диаграмма работы нуль-органа.

Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем (фиг.1) содержит фильтр 1, нуль-орган 2, элемент ИЛИ 3, генератор тактовых импульсов (ГТИ} 4, второй ключ 5, первый счетчик 6, блок 7 сравнения, регистр 8, триггер 9,первый ключ 10, второй счетчик 11, логический блок 12, распределитель 13.

Выход фильтра 1 соединен с входом нуль-органа 2, выходы которого объединены с шестью входами логического блока 12 и входами элемента ИЛИ 3, выход которorо подключен к входу

"Сброс" первого счетчика 6, к счетному входу которого через второй ключ 5 подключен ГТИ 4, входы блока 7 сравнения соединены с выходами первого счетчика 6 и регистра 8, а выход — с S-входом триггера 9, выход которого подключен к первому входу первого ключа 10, к второму входу которого подключен ГТИ 4, а выход объединен со счетным входом второго счетчика 11, выход переполнения которого соединен с R-входом триггера 9 и входом распределителя 13 с тремя остальными входами которого соединены три выхода логического блока 12 четвертый выход которого связан с вторым входом второго ключа 5, а на два входа 14 и 15 поступают сигналы знака задания и разрешения работы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сетевое напряжение после фильтра 1 поступает в нуль-орган 2, который формирует шесть последовательностей импульсов, соответствующих переходу через ноль фазных напряжений как от отрицательного полупериода к положительному, так и от положительного полупериода. к отрицательному, Эти шесть последовательностей с тммируются элементом ИЛИ 3, с выхода кото1239806 2 рого импульсы поступают на вход

"Сброс" первого счетчика. 6, подготавливая его для счета импульсов, поступающих с ГТИ 4 через второй ключ 5.

Для увеличения быстродействия вентильного прeîápàçîâàòåëÿ, что асов бенно важно при частых реверсах, необходимо его включение производить О в ближайший полупериод питающего напряжения после поступления сигнала разрешения на его работу.

Для этого в заявляемом устройстве при наличии сигнала разрешения работы на входе 15 из импульсов, соответствующих переходу сетевого напряжения от положительного полупериоца к отрицательному или от отрицательного к положительному (фиг.2),, в за, висимости от логического уровня сигнала =-:íàêà задания на входе 14, формируется импульс записи на выходе 18 в распределитель 13 сигналов с выходов 16 и 17 логического блока 12.

Сигналы на выходах 16 и 17 логического блока 12 представляют собой импульсы, соответству|ощие переходу чере="- ноль напряжений фаз В и С соотвественно. Если импульс записи на

30 выходе 18 формируется из импульса перехода через ноль фазы А, то сигналы на выходах 16 и 17 имеют нулевой уровень, а при формировании импульсов записи на выходе 18 из импульсов перехода через ноль фаз В или С уровень логической единицы имеет сигнал на выходе 16 или 17 соответственно, При поступлении импульса за-. писи с выхода 18 в распределитель 13 в соответствии с логическими уровлр няии сигналов на выходах 16 и 17 на его выходах устанавливаются сигналы, обеспечивающие при поступлении первого импульса с второго счетчика 11 формирование распределителем 13 имс) пульса открывания вентиля требуемой фазы. Одновременно на выходе 19 логического блока 12 формируется постоянный уровень, разрешающий поступление импульсов с ГХИ . через второ рой ключ 5 на счетньгй вход первого счетчика 6, обнуляемoI о импульсами, поступающими с элемента ИЛИ 3, Запись кода на задержку, определямую заданным углом открывания венти5-"> лей, произгодится в регистр 8. При поступлении с нуль-органа 2 через элемент ИЛИ 3 импульса. подлежащего задержке,, происхоцит сброс в ноль!

О !

3 12 первого счетчика 6 текущего значения кода фазового сдвига, после чего первый счетчик 6 начинает считать импульсы с ГТИ 4. При совпадении кодов первого счетчика 6 и регистра 8 блок

7 сравнения формирует импульс, поступающий íà S-вход триггера 9, сигнал с выхода которого разрешает поступление импульсов от ГТИ 4 через первый ключ 10 во второй счетчик 11, емкость которого выбрана таким образом, чтобы на его выходе "Переполнение" появился импульс через 60 эл.град который поступает на R-вход триггера 9, устанавливая на его выходе сигнал,запрещающий прохождение импульсов ГТИ 4 через ключ 10 на счетный вход второго счетчика 11, и вход распределителя 13, который формирует сигнал открывания вентиля требуемой фазы. Цикл задержки следующего импульса нуль-органа 2 идентичен описанному. При отключении вентильного преобразователя сигнал разрешения работы на входе 15 меняет свой логический уровень. При этом нулевой уровень на выходе 19 логического блока 13 запрещает прохождение импульсов ГТИ 4 через второй ключ 5 на счетный вход первого счетчика 6, отключая тем самым устройство °

При повторном включении вентиль- . ного преобразователя устройство работает аналогично.

На фиг.3 представлена схема возможной реализации логического блока 12. Поступающие на логический блок J2 импульсы, соответствующие переходу через ноль фазных напряжений от отрицательного полупериода к положительному и от положительного к отрицательному, суммируются элементами ИЛИ 20 и 21 соответственно, и в зависимости от логического уровня сигнала знака задания на входе 14 на элемент задержки, собранный на вентиле 22, конденсаторе 23 и элементе И-НЕ 24, поступают импульсы, соответствующие переходу фазных напряжений от отрицательного к положительному полупериоду через элемент

И-НЕ 25 и элемент ИЛИ 26 или переходу от положительного полупериода к отрицательному через элемент И-НЕ

27 и элемент ИЛИ 28. Элемент И 29 служит для создания сигнала, инверсного сигналу знака задания на входе 14, При наличии сигнала разрешения работы на входе 15 импульс после

39806 Д элемента задержки поступает на тактовый вход триггера 30 и элемент

И 29, на входы которого поступают также сигнал с инверсного выхода триггера 30 и сигнал разрешения работы с входа 15. Если эти сигналы имеют уровень логической единицы,на зыходе 18 логического блока 12 появляется сигнал записи в распредели- тель уровней сигналов на выходах 16 и 17. На выходы 16 и 17 поступают сигналы перехода через ноль фаз В и С соответственно, которые формируются из сигналов перехода от положительного полупериода к отрицательному и обратно соответствующих фаз на элементах ИЛИ 31 и 32. По заднему фронту импульса, поступающего с элемента задержки, триггер 30 устанавливается в единичное состояние, о чем информация появляется на выходе 19 логического блока 12, одновременно сигнал с инверсного выхода запрещает дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 29.

На фиг.3 показана схема распределителя на базе счетчика 33 и дешифратора 34, выполненных на микросхемах К155ИЕ7 и К155ИД4, причем выходы 16 и 17 логического блока 12 подключены к информационным входам. счетчика 33, а выход 18 к его входу записи, а на счетный вход поступают импульсы переполнения второго счетчика 11. С выхода дешифратора 34 снимаются сигналы для управления вентилями преобразователя.

На фиг.4 показана возможная схема реализации нуль-органа 2. Фазные напряжения поступают на компараторы 35, где они преобразуются в форму меандра (фиг.5), который поступает на формирователь 36, формирующий импульсы по фронту и срезу входного сигнала.

Формирователь 36 выполнен на элементах задержки, собранных на элементах

И-НЕ 37 и 38, вентилях 39 и 40, конденсаторах 41 и 42, и элементах И 43 и 44. Инвертор 45 служит для получения сигнала инверсного входному.

Технический эффект от внедрения заявляемого устройства заключается в повьппении показателей качества процессов регулирования выходного напряжения вентильных преобразователей за счет увеличения их быстродействия. В заявляемом устройстве включение вентильного преобра$ 12 зователя происходит в бл.нижайшую фазу питающего напряжения. Наибольший эффект может быть получен при использовании устройства в вентильных преобразователях, применяемых для питания автоматизированного электропривода с широким диапазоном регулирования, где оно создает благоприятные предпосылки для оптимизации электропривода по быстродействию.

Формула изобретения

Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее фильтр, соедикенный с нульорганом, блок сравнения, входы которого соединены с выходами первого счетчика и регистра, а выход — с Sвходом триггера, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, генератор тактовых импульсов, подключенный через первый ключ к счетному входу второго счетчика, вь1ход которого связан с входом распределителя и R-входом триггера., о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно снабжено элементом ИЛИ, вторым ключом и логическим блоком, включающим два трехвходовых элемента ИН, выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых через первый двухвходовый элемент ИЗМ и элемент задер жки подключен к первому входу трехе

39805 б входовсго элемента И, тактовому входу IK-триггера, инверсный выход котc3раго подключен к второму входу трехвхс1дового элемента И„третий вход ксторого подключен к R — входу

K триггера, который является входом

"Разрешение работы" логического блока, второй вход одного из двухвходовых элементов И подключен к выходу

16 элемента HL вход которого подключен к второму входу другого двухвходового элемента И, который является входом Знак задания логического блока, входы двух трехвходовых эле15 ментов ИЛИ являются информационными

«ходами логического блока, входы каж,qaro кз двух двухвходовых элементов

ИЛИ подключены к противофазным инфор-мационным входам логического блока, 2С выходы двухвхоцовых элементов ИЛИ и выход трехвходового элемента И являются тремя выходами погического блока, выход IK-триггера является жтвертьы выходом логического блока, 25 причем гротивофазные выходы нульоргана подключены к входам элемента

ИЛИ и информационным входам логического блока, выход элемента ИЛИ подключен к входу "Сброс" первого счет30 чика, к счетному входу которого через второй ключ подключен генератор тактовых импульсов, три выхода логического блока подключены к трем входам распределителя, а четвертый выход — к управляющему входу второго к lllaч а .

1239806

1239806

Составителв О.Парфенова

Техред М.Ходаиич

".орректор Г Решетник

Редактор Р.Цицика

Заказ 3405/5ч Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписиoe

П

Производственно-полиграфическое предприятие, г . ужгород, ул. Проектнass,