Устройство для переключения реверсивного вентильного преобразователя

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельным управлением. Цель изобретения - повьшение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости; к субгармоническим колебаниям. Изобретение позволяет оценивать наличие субгармоник по первому совпадению фронта импульса с выхода нуль-органа I реверса групп с одним из стробов, отстоящих от моментов переключений на интервалы, равные длительности полупериодов возможных субгармоник, и при обнаружении вырабатывать импульс блокировки переключения, по оконча нии которого переключение JK-триггера 3 происходит асинхронно по отношению к обнаруженному субгармоническому колебанию , обеспечивая затухание последнего . Т.о. реализуется принцип цифрового автоматически настраиваемого на частоту субгармоники режекторного фильтра, причем необходимый декремент затухания обнаруженной субгармоники обеспечивается определенной задержкой переключения JK-триггера 3, вырабатьгааемой блоком 18 блокировки переключения . 3 ил. /5 -с ф (Л 1 со 05 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (51) 4 Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850002/24-07 (22) 24.01,85 (46) 15.02.88. Бюл, ¹ 6 (71) Новосибирское производственное объединение "Тяжстанкогидропресс" (72) Ю.Б; Соколовский и В.Г. Корниенко (53) 621. 316, 727 (088. 8) (56) Управляемый выпрямитель в системах автоматического управления, /Под ред. А.Д, Поздеева. M.: Энергоатомиздат, 1984, с. 66.

Авторское свидетельство СССР № 966844, кл. Н 02 М 1/08,,1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельным управлением. Цель изобретения повышение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости; к субгармоническим колебаниям. Изобретение позволяет оценивать наличие субгармоник по первому совпадению фронта импульса с выхода нуль-органа

1 реверса групп с одним из стробов, отстоящих от моментов переключений на интервалы, равные длительности полупериодов возможных субгармоник, и при обнаружении вырабатывать импульс блокировки переключения, по окончании которого переключение JK — триггера 3 происходит асинхронно по отношению к обнаруженному субгармоническому колебанию, обеспечивая затухание последнего. Т.о. реализуется принцип цифрового автоматически настраиваемого на частоту субгармоники режекторного фильтра, причем необходимый декремент затухания обнаруженной субгармоники обеспечивается определенной задержкой переключения JK-триггера 3, вырабатываемой блоком 18 блокировки переключения. 3 ил.

137436?

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельным управлением (ВПРУ).

Цель изобретения — повышение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям.

На фиг.! представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — эпюры, поясняющие работу устройства; на фиг,3 — - функциональная схема блока 15 блокировки переключения, Устройство (фиг,1) содержит пос- ледовательно заключенные нуль-орган

1 реверса групп вентилей и первый элемент НЕ 2, тактируемый JK-триггер 20

3, имеющий по три входа J и К, причем его первые входы соединены с датчиком 4 состояния вентилей, подключенным к группам 5 и 6 вентилей силовой части ВПРУ, соединенной с нагруз- 25 кой 7, вторые входы триггера 3 соединены с выходом второго элемента НЕ 8, формирователь 9 импульсов управления, третьи входы триггера 3 соединены с выходами нуль-органа 1 и пер- 30 вого элемента НЕ 2, а выходы — с элементами 10 и 11 задержки, причем выходы последних подключены к одним входам элементов И 12 и 13 другие входы которых соединены с блоком 14 блокировки импульсов управления, тактирующий вход триггера 3 подключен к источнику высокой частоты (ВЧ), а вход нуль-органа 1 к источнику сигнала задания (!! ), выходы элементов 40

И 12 и 13 соединены с входами ключей

15 и 16 "Вперед", "Назад", второй элемент НЕ 8 соединен с формировате— лем 9 импульсов управления через элементы ИЛИ 17, а другой вход последне-45 го — с выходом блока 18 блокировки переключения, второй вход которого подключен к блоку 19 сигнализации включения устройства, а первый и третий — к формирователям 20 и 2! корот50 ких импульсов соответственно, при этом входы формирователя 20 подключены к выходам нуль-органа 1 реверса групп и первого элемента НЕ 2, а входы (выполненного аналогично первому)

55 формирователя 21 к выходам элементов

И 12 и 13.

Устройство (фиг. 1) работает таким образом, что по переключению групп вентилей, о чем свидетельствует поступление на первый вход блока 18 блокировки переключения коротких импульсов с выхода формирователя 21, по времени соответствующих фронтам сигналов на выходах элементов И 12 и 13, анализируется временное положение поступающих на третий вход блока 18 блокировки переключения импульсов задания на ре :=рс групп с выхода формирователя 20, по времени соответствующих переключению нуль-органа 1 реверса групп или первого элемента HE

2. Блок блокировки -,ере-,лючения осуществляет анализ величины временных интервалов между импульсами, поступающими на его первый и третий входы, причем вывод о том, выработан ли импульс задания на реверс групп под действием возникающего в системе субгармонического колебания (при этом период субгармоник может принимать ll только дискретные значения Т = — Т ) о делается по факту: совпал ли указанный временной интервал между импульсами первого и третьего входов блока с одним из выработанных для этой цели стробов, отстоящих от импульсов переключения.на интервалы .Т;, равные полупериодам субгармоник:

Т„п — — — Т

2 2тп

Если подобное совпадение произошло, например, по стробу, то импульс с выхода блока 18 через элемент ИЛИ

17 и второй элемент НЕ 8 проходит на входы JK-триггера 3, блокируя переключение последнего по сигналам задания на реверс групп с нуль-органа

1 и первого элемента НЕ 2; а если разово — по поступающему на первый вход блока 18 импульса блока 19 сигнализации включения устройства номер выделенного строба Т; блока !8 запоминается.

При дальнейших переключениях групп вентилей повторный анализ на субгармоники блоком 18 не производится, а импульс на его выходе появляется во время, соответствующее стробу Т; .

По каждому новому выключению устройства работа блока 18 по анализу субгармоник повторяется.

Блок блокировки переключения (фиг.3) содержит, последовательно сое) 374362 диненные первый элемент ИЛИ 22, элемент 23 задержки, первый одновибратор

24, первый вход первого элемента 25 совпадения, первый вход второго эле5 мента ИЛИ 26, второй одновибратор 27

И первый вход третьего элемента ИЛИ

28, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора 24, а выход является выходом блока, после в 10 довательно соединенные счетчик 29, входы данных регистра 30 памяти и один вход цифрового компаратора 31, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 26, а вы- 15 ход первого одновибратора соединен также с входом инвертора 32, выход элемента 23 задержки соединен с вхо. дом формирователя 33 дополнительной задержки, выход которого подключен к синхровходу счетчика непосредственно, а к первому входу первого элемента

ИЛИ 22 через второй элемент 34 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого RS-три-,гера 35. 25

При этом S-вход последнего подключен к второму входу первого элемента ИЛИ

22, к установочному вхоцу счетчика

29 и является первым входом блока, установочный вход регистра 30 и вход 30 второго RS-триггера 36 также объединены и являются вторым входом блока, Выход второго одновибратора 27 соединен с вторым входом четвертого эле— мента ИЛИ 37, а через второй RS-триггер 36 — с вторым входом первого элемента схемы 25 совпадения, третий вход которого является третьим входом блока, а выход подключен к входу ввода регистра 30, выходы которого соединены с первой группой входов цифрового компаратора 31, при этом. вторая группа входов последнего подключена к выходам счетчика 29, нервые два из которых совместно с выходом инверто- 45 ра 32 подключены также через третий элемент 38 совпадения к первому входу четвертого элемента ИЛИ 37, выход

1 .оторого соединен с входом первого

1 .S-триггера 35.

Рассмотрим работу блока блокиров..и переключения, предназначенного, например, для ВПРУ, выполненного по шестипульсной (т = 6) схеме для частоты сети а= 50 Гц (Т, = 20 мс), способного подавлять субгармоники с

n = 2, 3, 4. Интервалы отстояния стробов от импульса переключения при

=":""H2 . условиях сn(.тяВляют

Т„п 20

T = -"- = — Т = — n=1 67п(мс)

2 2m о 12

Э т.е. -оказываются кратными величине

hT = 1,67 мс, что позволяет выполнить генератор стробов, например, в виде циклически перезапускаемого элемента задержки с Временем цикла перезапуска, равным лТ. Ероме того стробы, середины которых должны быть расположены в точках Т„, должны сами иметь длительность,, достаточную для перекрытия Возможной нестабильности полупериода субгармоники из-эа нестабильности чаете ты реального сетевого напряжения.

Блок блокировки переключения при этом работает следующим образом. По включении устройства импульс включения (фиг.2а) через второй вход бло-, ка 18 проходит на установочные входы регистра 30 и второго RS-триггера 36, устанавливая их в исходное состояние, По очередному срабатыванию нульоргана 1 реверса групп (фиг.1 ) его выходной сигнал (фиг.2б), пройдя.через формирователь 20, преобразуется в импульс задания на реверг (фиг,2В) и поступает через третий вход блока

18 на вход первого 25 элемента совпадения, заблокированного по одному из входов одновибратором 24, кроме того, выходной сигнал переключает JK-триггер 3 и с его прямого и инверсного выходов, пройдя через элементы 10 и 11 задержки и элементы И 1? и 13 (при разрешающем потенциале на выходе блока 14), на выходах последних имеет вид, соответствующий фиг.2г, 2з и, пройдя через формирователь 21, преобразуется в импульс переключения (фиг.2е), поступающий на первый вход блока 18.

С первого входя блока 18 импульс переключения поступает на вход первого RS-триггера 35, устанавливая потенциал его выхода в соответствии с фиг.2ж и разрешая прохождение сигнала с выхода формирователя 33 дополнительной задержки на первый вход первого элемента ИЛИ 22, на второй вход первого элемента ИЛИ 22, который является входом циклически перезаг,ускаемого элемента задержки, включающего в себя также элемент 23 задержки (основной), формирователь 33 дополнительной задержки и второй элемент

34 совпадения, а также на установоч1374362 ный вход счетчика 29, производя его исходную установку.

Прошедший элемент ИЛИ 22 импульс переключения элементом 23 задержки задерживается на время, равное

= ЬТ вЂ” Г/2, и проходит на первый одновибратор 24, который, начиная с момента t формирует первый из стробов (фиг.ЗЗ) длительностью с, центр которого отстоит от импульса переключения íà 6Т. Кроме того, импульс с

10 выхода элемента 23 поступает на формирователь 33 дополнительной задержки, осуществляющий его задержку еще на с /2. Таким образом, отстояние импульса перезапуска на выходе формирователя 33 от импульса переключения составляет

T цикл Т вЂ” с /2 + с/2 = Г Т.

Через элементы 34, 22 импульс перезапуска поступает на вход элемента 23 и перезапускает последний, форющих на его вход импульсов перезапу-:;; ска.

Если субгармоническое колебание отсутствует, т.е, нет одновременно30 го прихода сигналов на входах элемента 25 совпадения с третьего входа блока и с выхода первого одновибратора 24, а максимальная гармоника, анализируемая блоком, имеет, например, и „, = 4, то при появлении на выходах счетчика 29 кода числа 3, соответствующего и — 1, в следуюмакс щей за третьим стробом паузе, по сигналу с выхода инвертора 32 (фиг.2и) срабатывает третий элемент 38 совпадения (фиг,2к) и через четвертый

40 элемент ИЛИ 37, перебрасывает первый

RS-триггер 35 (фиг.2) и размыкает череэ элемент 34 цепь перезапуска генератора стробов, в результате чего последним вырабатывается четвертый строб и генератор стробов прекращает свою работу до следующего импульса переключения. Если субгармоническое колебание (фиг.2, t > t ) имеет место, П причем, например, его и = 4, как приведено на фиг ° 2л, то в момент времени появляется импульс задания на реверс (фиг.2а), происходит его совпа— дение со стробом (фиг,2з) и появляет-. ся сигнал (фиг.2и) на выходе элемента.

?5 совпадения, который через второй элемент ИЛИ 26 запускает второй одмируя передний фронт второго строба. 25

Счетчик 29 осуществляет счет поступановибратор 27 (фиг.2), выходной импульс с которого (фиг.2п) имеет длительность, достаточную для обеспечения необходимого декремента затухания субгармонического колебания и проходит через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг,2р), кроме того, благодаря связи выхода второго одновибратора 27 с входом первого RSтриггера 35 1ерез четвертый элемент

ИЛИ 37 при обнаружении субгармоник с п = 4 цепь перезапуска генератора ,стробов также будет разомкнута; поступает на вход управления регистра

30, переписывает код с вь1ходов счетчика 29, зафиксировав тем самым номер строба, характеризующий пслупериод обнаруженной субгармоники.

После этого при дальнейших пере-. ключениях анализ субгармоник не пр-.-изводится, для чего задним фронтом сигнала с выхода второго одновибратора 27 второй RS-триггер 36 перекточается в состояние (фиг.Зм), блокирующее работу элемента 25 совпадения„

При переключениях (коде t > t ) счет2 чик 29 ведет счет стробов до установки на его выходах кода, равного коду, зафиксированному регистром 30. При этом (момент времени t,) цифровой

/ компаратор 31 срабатывает (фиг.2а) и сигнал с его выхода через элемент

ИЛИ 26 проходит на второй одновибратор 27, который формирует очередной

1 импульс блокировки переключения (фиг.2n), поступающий через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг,2р).

Предлагаемое устройство для подавления ж субгармоник использует один г.ерезапускаемый генератор стро— бов, реализовано применением только цифровых компонентов, практически не влияет на частоту переключения групп вентилей вплоть до частот, близких к частотам субгармонических колебаний.

При xeno.iz зовании устройства повышается быстродействие замкнутых систем автоматического р«гулирования в ВПРУ за счет подавления субгармонических колебаний, что позволяет например, для электроприводов подач металлорежуших станков значительно повысить качество обработки деталей и производительность T«аботы оборудования (особенно для нескольких

1374362 электроприводов, работающих совместно в системах контурной обработки), Формула изобретения

Устройство для переключения ревер5 сивного вентильного преобразователя, содержащее тактируемый JK-триггер, первый j-вход которого непосредственно, а первый k-вход через первый элемент НЕ подключены к выходу нульоргана реверса групп вентилей, вторые

j- u k-входы объединены и подключены ,к выходу второго элемента НЕ, а третьи j- u k-входы предназначены

15 для подключения к выходу датчика состояния вентилей преобразователя, тактируемый вход JK-триггера предназначен для подключения к генератору высокой частоты, прямой и инверсный выходы JK-триггера через первый и второй элементы задержки соответственно соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объе- 25 динены и подключены к выходу блока блокировки импульсов управления, выходы первого и второго элементов И предназначены для подключения к управляющим входам ключей распределения ЗО импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям, введены первый и второй формирователи коротких импульсов, блок блокировки переключений, элемент

ИЛИ и блок сигнализации включения устройства, первый и второй входы первого формирователя коротких им-. пульсов подключены соответственно к выходам первого и второго элементов

И, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому

45 входу блока блокировки переключений, второй и третий входы которого соединены с выходами блока сигнализации включения устройства и второго формирователя коротких импульсов соответственно, выход блока блокировки лев реключений соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого предназначен для подключения к выходу формирователя импульсов управления, а выход соединен с входом второ- 55 го элемента HE первый и второй входы второго формирователя коротких импульсов соединены с выходами нульоргана, реверса групп и первого элемента HE соответственно, причем блок блокировки переключений содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, элемент задержки, первый одновибратор, первый вход первого элемента совпадения, первый вход второго элемента ИЛИ, второй одновибратор и первый вход третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, счетчик, выходы которого соединены с входами данных регистра памяти и одними входами цифрового компаратора, другие входы которого соединены с выходами регистра памяти, а выход с вторым входом второго элемента ИЛИ, формирователь дополнительной задержки, вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход с счетным входом счетчика и первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а второй вход — к выходу первого RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а второй — с выходом второго одновибратора, первый и второй входы третьего элемента совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика, а третий через инвертор — с выходом первого одновибратора, второй RSтриггер, S-вход которого подключен к выходу второго одновибратора, а выход — к второму входу первого эле-. мента совпадения, выход которого соединен также с входом ввода регистра памяти, второй вход первого элемента ИЛИ, S-вход первого RS-триггера и установочный вход счетчика объединены и являются первым входом блока блокировки переключений, вторым входом которого являются объединенные R-вход второго. Rs-триггера, и установочный вход регистра памяти, а третьим — третий вход первого элемента совпадения, выходом блока блокировки переключения является выход третьего элемента ИЛИ.

1374362 (Рий 2 фиаЗ

Составитель М, Меркулова

Редактор .Т. Лазоренко Техред N. Ходанич Корректор С, Шекмар

Заказ 614/52 Тираж 665

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Проихводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4