Устройство для управления многоканальным импульсным регулятором мощности переменного тока с @ -нагрузками

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах регулирования мощности переменного тока в нагрузках. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности. Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, подключений через N вентилей 3 к N нагрузкам 2. К выходу синхронизатора подключены RS-триггеры, а также последовательно включенные синхронные сумматор 5, делитель 6 и счетчик 7, счетчик циклов 22. Введение второго счетчика 17, шифратора 18, двух коммутаторов с соответствующей логикой управления позволяет упростить устройство, повысить надежность его работы. 1 табл. 1 ил.

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.Я0„„545ЗО6 А1 (51)5 H 02 N 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЬ1ТИЯМ

Г1РИ ГННТ СССР

I .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4301657/24-07 (22) 08.09.87 (46) 23,02.90. Бюл. 11 7 (72) Г.Н.Нагаев, В.Ф.Лаптев, В.Ю.Мильченка и А.Н,Хренов (53) 621.316. 727(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 873353, кл. Н 02 М 5/22, 1980;

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1226585, кл. Н 02 М 5/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫМ ИИПУЛЬСН11И РЕГУЛЧТОРОИ ИОщНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С и НАГРУЗКАМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах регулирования мощности переменного тока в нагрузках. Цель изобретенич — упрощение устройства и повышение надежности. Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, подключенный через и вентилей

3 к и нагрузкам 2. K выходу синхро+ низатора подключены RS-триггеры, а также последовательно включенные . синхронные сумматор 5, делитель 6 и счетчик 7, счетчик циклов 22. Введение второго счетчика 17 шифратора

18,. двух коммутаторов с соответствующей логикой управления позволяет упростить устройство, повысить надежность его работы. 1 табл. 1 ил.

1545306

Изобретение относится к.электротехнике, а именно к устройствам импульсного регулирования мощности переменного тока. 5

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежности.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. 10

Оно содержит источник 1 переменного напряжения, первый вывод которого через последовательные соединенные нагрузки 2.1, 2.2...2.п и управляемые вентили 3.1, 3.2...3.п в и каналах )5 подключен к его второму выводу и к общей шине, синхронизатор 4, вход которого соединен с первым выводом ис точника 1 переменного напряжения, синхронные сумматор 5 и делитель б, 20 а также первый счетчик 7, тактовые ,входы которых соединены с выходом синхронизатора 4, RS-триггеры 8.1, 8.2...8.n, R входы которых соединены с выходом синхронизатора 4, а выходы 25 через соответствующие ключи 9.1, 9.2...9,п соединены с управляющими входами управляемых вентилей 3.), 3.2...3,п, первые элементы 10.), 10.2...)0.п совпадения, выходы кото- 30 рых соединены с 8-входами соответствующих RS-триггеров S.l, 8.2..,S.n, реверсивные счетчики 1),1, 11.2...11.п, выходЫ установки единичного состояния которых соединены с входами соответствующих пе) вйх элементов 10.1, )0,2...)О.п совпадения, кольцевой распределитель )2 импульсов, вход которого через второй элемент 13 совпадения соединен с выходом индика- 40 ций единичного состояния первого счетчика и выходом генератора 14 импульсов, а каждый из параллельных выходов подключен к вторым входам соответствующих первых элементов 45

10.), 10.2...10.п совпадения, элемент

ИЛИ 15, вйход которого соединен с вычитающим входом первого счетчика 7, а входы соединены с выходами первых элементов 10.1, 10;2... 10,п совпадения, шины 16.1, 16,2...)б.п кодов управления, соединенные с входами сумматора 5, а выходы сумматора 5 соединены с входами делителя 6, выходы делителя 6 соединены с информационными входами первого счетчика 7, вычитающие входы реверсивных счетчиков

11.1, 11.2...11.п соединены с выходами соответствующих первых элементов

10,1, 10.2..,10.п совпадения, второй счетчик 17, тактовый вход которого соединен с выходом .инхронизатора 4, шифратор 18, вход которого соединен с выходами разрядов второro счетчика

17, первый коммутатор 19, адресный вход которого соединен C выходом шифратора 13, второй коммутатор 20, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора 19„ а информационный вход соединен с шинами 16 ) 16.2...16,п кодов управ-ления, третьи элементы 21Л, 21.2„..

2l.п совпадения, выходы которых соединены с суммирующими входами соответствующих ренерсивных счетчиков

ll,l, 11,2...1).п, а первые входы соединены с выходом первого коммутатора 19, счетчик 22 циклов, установочный вход которого соединен с выходом синхронизатора 4, а второй выход соединен с третьим входом второго элемента 13 совпадения, четвертый элемент 23 совпадения, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика 22 циклов, а второй вход с выходом генератора 14 импульсов счетчик 24 каналов, тактовый вход которого соединен с выходом четвертого элемента 23 совпадения, а выходы разрядов соединены с адресным входом второго коммутатора 20, дешифратор 25, входы которого соединены с выходами разрядов счетчика 24 каналов, а выходы соединены со вторыми входами соответствующих третьих элементов 21.1, 22.2...21 и совладения, причем и-й выход дешифратора 25 соединен с такто-. вым входом счетчика 22 циклов и с входом установки в "О" счетчика 24 каналов.

Устройство для регулирования мощности переменного тока работает следующим образом.

В моменты перехода переменного напряжения источника 1 через нулевое значение синхронизатор 4 формирует импульсы, которые, поступая на R-входы триггеров S.),8.2...S.п, устанавливают их в нулевое состояние. С выходов триггеров 8. 1, S.2...8.п, которые установлены в единичное состояние при обработке кодов управления Е во время прихода предыдущей полуволны переменного напряжения, формируются перепады из лог. "1" в лог. "0". Эти перепады формируют в соответствующих ключах 9.1, 9.2...9.п импульсы для

5 15453

На выходе шифратора 18 за интервал 2 полуволн переменного напряжения формируются коды в соответствии со значениями "весовых коэффициентов m-разрядного второго счетчика 17 и количеством повторений этих кодов равным 2 > (таблица), По приходу каждого синхроимпульса второй коммутатор 20 поочередно подключает к информационным входам первого коммутатора 19 m-разрядные коды управления в соответствии с кодом номера канала, поступающим на адресный вход второго коммутатора 20 с выходов разрядов счетчика 24 каналов. Частота смены адреса равна частоте генератора 14.

Таким образом, при поступлении импульса на тактовый вход второго счетчика 17 его содержимое увеличивается на единицу. В соответствии с содержимым второго счетчика 17 на выходе шифратора 18 формируется код

"весового" коэффициента j-го разряда поступающий на адресный вход первого коммутатора 19, который поочередно подключает на свой выход j-й разряд открывания вентилей 3. 1 3. 2... 3, и тем самым обеспечивая прохождение данной полуволны переменно го напряжения через подключенные нагрузки 2.1, 2,2.. ° 2,п, Коды управления K поступают на вход сумматора 5 по шинам 16.1, 16.2...16.п. С приходом импульса от синхронизатора 4 осуществляется операция суммирования в сумматоре 5, Ф< т. е. вычисление с К и вычитание

I=< из этого значения количества подключений нагрузок к сети во время поступления предыдущих полуволн перемен- 15 ного напряжения в данном интервале регулирования, Полученный результат делится в делителе 6 на число, соответствующее количеству полуволн переменного напряжения, оставшемуся в ин- 20 тервале 2 тактов регулирования. При дробном значении результата он округляется до ближайшего целого числа и записывается в первый счетчик 7. Записанный код в первом счетчике 7 оп- 25 ределяет количество нагрузок, подключаемых .к источнику 1 в следующую полуволну переменного напряжения, для обеспечения равномерного подключения а и каналов во всем интервале регули- 30 рования.

В функцию второго счетчика 17, шифратора 13, первого и второго коммутаторов 19 и 20 входит: по приходу каждого синхроимпульса, поступающего с выхода синхронизатора 4, преобразование параллельных ш-разрядных кодов управления, поступающих с шин

16.1, 16.2...16.п в и-разрядный последовательный код управляющих ì 40 пульсов с частотой следования генератора 14. В и-разрядном последователь.ном коде управляющих импульсов наличие импульса в i-м разряде разрешает прохождение очередного полупериода . переменного напряжения в i-ю нагрузку. Последовательный код формируется с выхода первого коммутатора. Код ( управления по i-му каналу равен К =К», 2 + К 2 + ...K> 2, где К,, (< II

Iiz ...К вЂ” весовые коэффициенты при составляющих 2, принимающие значения

"0" или "1"; i = 1,2...n — номер канала; j 1,2...m — номер разряда кодов управления. 55.

"Весовые" коэффициенты разрядов K кода управления соответствуют определенным значениям мощностей, подклю-чаемых к нагрузке. Так "весовой" ко06 6 эффициент К<, первого .разряда соответствует 1/2, "весовой" коэффициент °

K второго разряда — l/4, а "весовой" и

< . <ЪЪ коэффициент К,-„ -ro разряда — 1/2 частям полной мощности, поэтому количество управляющих импульсов на выходе первого коммутатора 19 по i"ìó каналу за интервал регулирования, равный 2 полуволн переменного напряже(<<- ((II- (I ния, равно соответственно 2, 2 и 1. Преобразование параллельных кодов управления осуществляется разложением их на составляющие кратные 2, так значение коэффициента К, поступа-. ет на выход первого коммутатора 19 по приходу каждого второго синхроимпульса, значение коэффициента К по приходу каждого четвертого и зна«

1 чение коэффициента К вЂ” по приходу каждого 2 импульса за период интервала регулирования, равного 2 синхроимпульсов. Разложение кода К управления на составляющие 2 производится с помощью m-разрядного второго счетчика 17, подсчитывающего количество полуволн переменного напряжения, шифратора 13, построенного в соответствии с таблицей истинности и

ЪЪ первого коммутатора 19, функциональное назначение которого — коммутация

m-pазрядов на один выход.

)545306 всех и кодов управления. По окончании импульса от синхронизатора 4 производится обработка за два цикла кодов управления Н, под управлением счетчика 24 каналов в первом цикле и кольцевого распределителя )2 во втором. Номер цикла определяется сОдержимым счетчика 22 циклов. В первом цикле по окончании синхроим фльса на установочном входе счетчи ка 22, на его первом выходе формируется сигнал логической единицы, а на втором - сигнал логического нуля.

Имнульсы с генератора 14 поступают через четвертый элемент 23 совпадения на счетчик 24 каналов, который

Формирует код номера канала, поступающий на адресный вход второго коммутатора 20. Последовательный код управляющих импульсов с выхода первого коммутатора 19 поступает на nepa1ie входы третьих элементов 21. ), 2 1 . 2... 21 . и совпадения, на вторые входы которых поступают стробирующие 25 импульсы с соответствующих выходов дешифратора 25. Если i-й разряд последовательного кода управляющих импульсов равен логической единице, т.е. нагрузка i-го канала должна 30 подключаться к источнику 1 переменного напряжения, та стробнрукнций импульс с 1-ro выхода дешифратора 25 увеличит содержимое реверсивного j счетчика ) ).i на единицу, если же

i-и разряд равен логическому нулю, то содержимое счетчика 11.i останется без изменения. C выходов единичного состояния реверсивных счетчиков

1 ) . 1, 11. 2... 11. и которые имеют со- у0 держимое, не равное нулю, появляется сигнал, отпирающий по одному входу соответствующие первые элементы 10.1, l0.2...10.а совпадения, разрешая тем самым выход канала по второму входу.

Последний стробирующий импульс с и-ro выхода дешифратора сбрасывает счетчик. 24 каналов в нулевое состояние, а счетчик 22 циклов устанавливает в состояние, соответствующее второму циклу обработки, когда с eFo второго выхода формируется сигнал логической единицы, а с первого - сигнал логи- . чес) ого нуля. Так как первый счетчик

7 заполнен результатом вычислений делителя 6, на его выходе сфорьжрован сигнал логической единицы. На третий вход второго элемента )3 совпадении .поступает сигнал логической единицы: с второго выхода счетчика 22 циклон, разрещая прохождение импульсов генератора 14 на вход распределителя 12.

Последний, переключаясь, поочередно подключает первые элементы 10. 1, 10.2...10.п совпадения к S-входам соответствующих RS-триггеров 8.1

8,2...8.п тем самым поочередно выбирая канал управления, Импульсы с выхода выбранного первого элемента

10.i совпадения поступают только при условии наличия сигнала логической единицы на втором ее входе, т,е. если в данном канале нагрузка подключается к сети. Эти импульсы устанавливают

RS-триггер 8.i в единицу, подготавливая его к срабатыванию в следующем такте, вычитают единицу из реверсив" ного счетчика 11.1, фиксируя прохождение сигнала на управление и, проходя через элемент ИЛИ 15 на вычитающий вход первого счетчика 7, вычитают из, него единицу, уменьшая разрешенное в данный полупериод напряжения число импульсов управления, Кольцевой рас" пределитель )2 поочередно опрашивает схемы управления и фиксирует формирование управляющих импульсов в них путем уменьшения содержимого первого счетчика 7. 1(огда последний обнулится, т. е..число импульсов, разрешен|гых для управления в данный полупериод напряжения исчерпано, на его выходе единичного состояния появляется сигнал логического нуля, запирающий второй элемент 13 совпадения и отключа-" ющий генератор 14 от входа кольцевого распределителя 12. Последний останавливается. В следующий полупериод напряжения выбор канала начнется с последнего, на котором остановился кольцевой распределитель )2. В каждый полупериод напряжения к источнику l подключается точно требуемое число нагрузок, обеспечивая ее равномерную нагрузку. Реверсивные счетчики 1).l„

11.2... ) ).и служат для заломинания сформированных управляющих импульсов, поступающих с выхода первого коммутатора 19, которые в силу поочередного опроса схемы не пошли в нагрузку, !

Применение предлагаемого технического решения в этих системах позволит резко упростить систему управления и повысить ее надежность, что создаст экономический эффект как за счет сокращения затрат на создание системы, 9 15453 так и эа счет повышения качества и сокращения брака термообработки.

Формул а и з о б р е т ения

Устройство для управления многоканальным импульсным регулятором мощности переменного тока с и нагрузка" ми, содержащее источник переменного напряжения, первый вывод которого через последовательные соединенные нагрузки и управляемые вентили в и каналах подключен к его второму выводу и к общей шине, синхронизатор, вход которого соединен с первым вы- !5 водом источника переменного напряжения, синхронные цифровые сумматор и делитель и первый счетчик, тактовые входы которых соединены с выходом синхронизатора, n RS-триггеров, Й 0 входы которых соединены с выходом синхронизатора, а выходы через соответствующие и ключи соединены с управляющими входами управляемых вентилей, и первых элементов совпадения, 25 выходы которых соединены с S-входами соответствующих n RS-триггеров, п реверсивных счетчиков, выходы установки единичного состояния которых соединены с входами соответствующих 30 первых элементов совпадения, кольцевой распределитель импульсов, вход которого через второй элемент совпа,дений соединен с выходами индикации единичного состояния первого счетчи! ка и генератора импульсов, а каждый из параллельных выходов подключен к вторым входам соответствующих и первых элементов совпадения, элемент

ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом первого счетчика, а входы соединены с выходами и первых элементов совпадения, шины кодов управления, соединенные с входами синхронного сумматора, а выходы синхрон- 45 ного сумматора соединены с входами синхронного делителя, выходы делителя соединены с информационными входами первого счетчика, вычитающие вхоОб о ды п реверсивных счетчиков соединены с выходами соответствующих п первых элементов совпадения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упроще" ния и повышения нацежности, оно снабжено вторым счетчиком, шифратором, первым и вторым коммутаторами, и третьими элементами совпадения, счетчиком циклов, четвертым элементом совпадения, счетчиком каналов, дешифратором, причем шифратор выполнен в виде преобразователя входного кода в код, соответствующий числу неразделенных единицами нулей, считая с младшего разряда входного кода, тактовый вход второго счетчика соединен с выходом синхронизатора, вход шифратора соединен с выходами разрядов второго счетчика, адресный вход пер-. вого коммутатора соединен с выходом шифратора, выход второго коммутатора соединен с информационным входом первого коммутатора, а информационный вход соединен с шинами кодов управления, выходы и третьих элементов совпадения соединены с суммирующими входами соответствующих реверсивных счетчиков, а первые входы соединены с выходом первого коммутатора, установочный вход счетчика циклов соединен с выходом синхронизатора, второй выход соединен с третьим входом второго элемента совпадения, первый вход четвертого элемента совпадения соединен с первым выходом счетчика циклов, а второй вход с выходом генератора импульсов, тактовый вход счетчика каналов соединен с выходом четвертого элемента совпадения, а выхоцы разря« дов соединены с адресным входом второго коммутатора, входы дешифратора соединены с выходами разрядов счетчика каналов, а выходы соединены с вторыми входами соответствующих и третьих элементов совпадения, причем и-й выход дешифратора соединен с тактовым входом счетчика циклов и с входом установки в "0" счетчика каналов, 1545306

Выходной двоичный код шифратора 18

Входной двоичный код шифратора 18

4 3

Э 2 !

1, ° ° ° ш 1 ° ° °

В °

° . ° ° 1 ° ° °: ° °

Х 1 ..; 0 0 0 0 .

1 0 ... 0 0 0 0

° ° °

1 О

П р и м е ч а н и е. Х - произвольное значение разрядов "0" или "1".

Таблица составлена для случая m 2 е

Составитель С.Лузанов

Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар М ЮЮ Ф Ю «Ю

Заказ 496 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Х

Х

Х

П .

Х ... XXX )

Х . ° . Х Х 1 0

Х. ° . Х 100

Х ... 1 0 0 0

0...0

0...0

0 ... 0

0 ... 0

0 0

0 1

1 О

Количество повторений кодов за ийтервал 2 полуволн переменного напряжения

2

2 m-3

2 m-4