Устройство для управления преобразователем электрической энергии

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение быстродействия устройства . Сумматор 1 с элементом НЕ 10 и элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 образуют узел формирования модуля и знака разности кодов цифрового задатчика и сигнала обратной связи, поступающего с датчика 3 напряжения или тока нагрузки через аналого-цифровой преобразователь 2. Модуль этой разности управляет частотой, а знак - направлением счета импульсов генератора 6, поступающих через преобразователь 5 кода в частоту и элементы И 7 и 8 на суммирующий и вычитающий входы реверсивного двоичного счетчика 9. Его выходной код преобразуется формирователем 11 сигнала управления регулирующим органом в сигналы управления силовыми транзисторами преобразователя, создающие на нагрузке уровень напряжения или тока, соответствующий току кода цифрового задатчика. 1 ил. i (/)

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1И (111

10 А1 (11 4 Н 02 М 7/155 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОЯРЕ1ЕНИД

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К ирро

3alamu

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4273107/24-07 (22) 04.06.87 (46) 23.03.89. Бюп. 11 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) А.А.Берестов, В.А.Скворцов, А.В.Шарапов и Ю.M.Øïàê (53) 621.316.722 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

K 1072238, кл. Н 02 M 7/12, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1343521, кл. Н 02 М 7/ 155, Н 02 M 7/537, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение быстродействия устI ройства. Сумматор 1 с элементом НЕ 10 и элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 образуют узел формирования модуля и знака разности кодов цифрового задатчика и сигнала обратной связи, поступающего с датчика 3 напряжения или тока нагрузки через аналого-цифровой преобразователь 2. Модуль. этой разности управляет частотой, а знак — направлением счета импульсов генератора 6, поступающих через преобразователь 5 кода в частоту и эле менты И 7 и 8 на суммирующий и вычитающий входы реверсивного двоичного счетчика 9. Его выходной код преобразуется формирователем 1! сигнала управления регулирующим органом в сигналы управления силовыми транзисторами преобразователя, создающие на нагрузке уровень напряжения или тока, соответствующий току кода цифрового задатчика. 1 нл.

14677

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию и регулированию переменйого и постоянного напряжения и тока, и может найти применение в импульсных ста5 билизаторах; амплитудных модуляторах, усилителях мощности, глубокорегулируемых вторичных источниках электропитания . 10

Пель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления преобразователем электрической энергии.

Устройство для управления преобразователем электрической энергии содержит и-разрядный сумматор 1, один суммирующий вход которого под- 20 ключен к цифровому задатчику элект рического параметра, а другой — к инверсному выходу аналого-цифрового преобразователя 2,вход которого подключен к датчику 3 электрического 25 параметра нагрузки (напряжения или тока нагрузки). Выходы п-разрядного сумматора 1 через элементы ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ 4 подключены к управляющим ,входам преобразователя 5 кода в час 30 тоту, тактовый вход которого подключен к генератору 6 импульсов, а выход — к первым входам элементов И

7 и 8. Выход элемента И 7 подключен к вычитающему вхоцу реверсивного двоичного счетчика 9, а его второй вход объединен с выходом элемента

НЕ 10 и вторыми ..входами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 4. Выход элемента И 8 подключен к суммирующему входу реверсивного 40 двоичного счетчика 9, а его вход объединен с входом элемента НЕ 10, о выходом переноса Р и входом переноса

Р0 и-разрядного сумматора 1. Выход

i реверсивного двоичного счетчика 9 45 подключен к формирователю 11 сигнала управления регулирующим органом.

В преобразователе электрической энергии, в котором регулируется ток нагрузки, датчик 3 (тока} может быть выполнен в виде шунта, напряжение с которого усиливается масштабным усио лителем до уровня, соответствующего шкале входного сигнала аналого-цифрового преобразователя 2. В преобS5 разователе электрической энергии, выходным параметром которого является напряжение на нагрузке, датчик 3

10 2 (напряжения) может быть выполнен в виде резистивного делителя.

Преобразователь 5 кода в частоту может быть выполнен на микросхемах делителей частоты с переменным коэффициентом деления. Например, для реализации преобразователя шестиразряднаго двоичного кода в частоту достаточно одной микросхемы К 155ИЕЗ.

Из 64 импульсов генератора 6, поступающих на тактовый вход микросхемы, на выход проходит число импульсов, соответствующее шестиразрядному двоичному коду на управляющих входах данной микросхемы. Для реализации

12-разрядного преобразователя потребуется два корпуса данных микросхем.

На типовых микросхемах двоичных сумматоров и логических элементов выполняются узлы 1, 10 и 4. Эти узлы реализуют схему формирования модуля разности двух целых положительных двоичных чисел.

Аналого-цифровой преобразователь

2 может быть выполнен, например, на микросхеме К 1107ПВ1, потенциалы на режимных входах которой фиксируются . так, чтобы .на выходе микросхемы формировался инверсный двоичный код входного сигнала.

Принцип работы устройства состоит . в следующем.

При совпадении кода цифрового задатчика электрического параметра с прямым кодом сигнала обратной связи на выходе переноса P сумматора 1 формируется логический "0", а на всех S- âûõîäàõ - уровни логической "1".

При логической "1" на выходе элемента НЕ 10.и объединенных входах и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ работают как инверто.ры выходных сигналов сумматора 1, фиксируя нулевой код на всех управляющих входах преобразователя 5 кода в частоту. Импульсы генератора 6 не проходят на счетные входы реверсивно го двоичного счетчика 9. Выходной код реверсивного двоичного ечетчика

9 преобразуется формирователем 11 в сигналы управления силовыми транзисторами преобразовательных ячеек, которые формируют на нагрузке уровень напряжения или тока, соответствующий коду цифрового задатчика электрического параметра.

Если код цифрового задатчика превышает код сигнала обратной связи, 1467710

Частота. генератора 6 импульсов выбирается чуть ниже значения, соответствующего границе возникновения автоколебаний в режиме стабилизации . выходного напряжения или тока. При одинаковом запасе устойчивости это значение оказывается в 2 раз бонь50

55. на выходе переноса Р сумматора 1 формируется логическая " 1", разрешая прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного двоичного счетчика 9 через элемент И 8. На объединенных входах и элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 формируется логический "0" и они повторяют на управляющих входах преобразователя 5 10 кода в частоту выходной код сумматора, соответствующий разности кодов цифрового задатчика и сигнала обратной связи (логическая "1".,поступающая на вход переноса PO с выхода переноса Р сумматора 1, добавляется к сумме сигналов, поступающих на входы

А и В). Чем больше сигнал ошибки, тем с большей частотой импульсы генератора 6 проходят на суммирующий вход реверсивного двоичного счетчика

9, вызывая нарастание выходного напряжения или тока.

Если код цифрового задатчика меньше кода сигнала обратной связи, ло- 25 гический "0" на выходе переноса 1 после инвертирования элементом НЕ 10 разрешает прохождение счетных импульсов на вычитающий вход реверсивного двоичного счетчика 9 через элемент И 7, вызывая уменьшение выходного напряжения или тока. Скорость этого изменения пропорциональна модулю сигнала ошибки, который формируется и в этом режиме на выходе . элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4.

Таким образом, узлы 1, 10, 4-9 предлагаемого устройства для управления преобразователем электрической энергии вьптолняют в совокупности функции цифрового формирователя и интегратора сигнала ошибки замкнутой системы. Величина статической ошибки при изменении управляющего и возмущающих воздеиствии Не превышает еди 45 ницу младшего разряда кода цифрового задатчика (при идеальных аналого-цифровом преобразователе 2 и датчике 3 напряжения или тока). шим, чем в известном устройстве.

Поэтому и начальная скорость отработки скачка кода цифрового задатчика, соответствующего полной шкале изменения выходного напряжения или тока, оказывается в 2 раз выше, чем в известном устройстве, в котором эта скорость не зависит от сигнала ошибки. По мере уменьшения сигнала ошибки скорость его отработки в предлагаемом устройстве снижается. При. медленных изменениях управляющего и возмущающих воздействий сравниваемые устройства работают аналогично.

Формула и з обр етения

Устройство для управления преобразователем электрической энергии, содержащее аналого-цифровой преобразователь, входом подключенный к выходу датчика электрического параметра нагрузки, генератор импульсов, реверсивный двоичный счетчик, выходом подключенный к входу формирователя сигнала управления регулирующим органом, первый и второй элементы И, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного двоичного счетчика, и цифровой задатчик электрического параметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено и-разрядным сумматором, преобразователем кода в частоту, элементом

НЕ и п элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем один суммирующий вход сумматора предназначен для подключения к цифровому задатчику электрического параметра, другой подключен к инверсному выходу аналого-цифрового преобразователя, выходы сумматора через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода в частоту, тактовый вход которого подключен к генератору импульсов, а выход — к объединенным первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ, выходом переноса и входом переноса сумматора, а второй вход второго элемента И объединен с выходом элемента НЕ и вторыми входами п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.