Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении цифровых систем управления тиристорными преобразователями. Целью изобретения является обес печение возможности изменения законов регулирования. Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем содержит диодный мост 1 с подключенным последовательно балластным резистором 2 и тиристором 3, между анодом и управляющим электродом которого включен светодиод оптронного блока 4 с подключенным к его фотодиоду импульсным усилителем 5, к выходу которого подключены входом установки нуля счетчик 6 и счетным входом второй счетчик 7, причем информационг ный выход первого счетчика и информа ционный выход первого мультиплексора 8 первого канала управления с подклю - ченными к нему блоком 9 ввода цифровых регулируемых параметров, блоком 10 выбора регулируемого параметра, задатчиком 11 кода и арифметическим блоком 12 сложения и вычитания, к информационным входам которого подключены первый и второй аналого-цифровые преобразователи 13 и 14 и к входу управления - блок 15 выбора операции арифметического блока, соединены с первым блоком 16 сравнения кодов, к выходу которого подключены последовательно блок 17 формирования импульса по срезу, элемент И 18, , подключенный вторым входом к релаксационному генератору 19 усилитель-, S (Л о оо о со GD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSU ÄÄ 163696() (q1)g H 02 M 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4 351 09 2/07 (22) 3011,87 (46) 23 ° 03,91 Бюл. ¹- Il ,(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (72) Г A,Àíäðèàíîâ и. В,С,Дунаев (53) 621 a 314 27 (088 ° 8) . (56) Авторское свидетельство СССР № 900405, кл. Н 02 M 5/22„1982, (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ BEHTKIbHbIM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении цифровых систем управления тиристорными преобразователями, Целью изобретения является обес" лечение возможности изменения законов регулирования Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем содержит диодный мост 1 с подключенным последовательно балласт» ным резистором 2 и тиристором 3, меж ду анодом и управляющим электродом

2 которого включен светодиоц оптронного блока 4 с подключенным к его фото диоду импульсным усилителем 5, к вы ходу которого подключены входом уста новки нуля счетчик 6 и счетным входом второй счетчик 7, причем информацион ный выход первого счетчика и информа» ционный выход первого мультиплексора

8 первого канала управления с подклю ченными к нему блоком 9 ввода цифро вых регулируемых параметров, блоком

10 выбора регулируемого параметра, задатчиком 11 кода и арифметическим, блоком 12 сложения и вычитания, к информационным входам которого подключены первый и второй аналого цифровые преобразователи 13 и 14 и к входу управления - блок 15 выбора операции арифметического блока, со« единены с первым блоком 16 сравнения кодов, к выходу которого подключены последовательно блок 17 формирова ния импульса по срезу, элемент И 18,, подключенный вторым входом к релак сационному генератору 19, усилитель

1636960 формирователь 20, блок 21 потенциальной развязки и блок 22 тиристоров преобразователя с подключенным к нему блоком 23 нагрузки, а выходы второго счетчика 7,и информационный выход второго мультиплексора 24 вто рого канала управления с подключенны ми к нему блоком 25 ввода цифрового параметра, блоком 26 выбора параметра, задатчиком 27 кода и вторым арифметическим блоком 28, к информационным входам которого подключены ана

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления преобразователями в системах автоматического регулирования технологических процессов

Целью изобретения является обес печение возможности изменения зако» 25 нов регулирования

На чертеже представлена схема цифрового устройства для управления вентильным преобразователем, Устройство содержит блок синхронизации с сетью, включающий в себя диодный мост 1 с подключенными после довательно балластным резистором 2 и тиристором 3, между анодом и управляющим электродом которога включен светодиод оптронного блока 4 с подключенным к его фотодиоду импульсным усилителем 5, к выходу которого пад« ключены вход установки нуля первого счетчика 6 и счетный вход второго 40 счетчика 7, причем выходы счетчика 6 и выходы мультиплексора 8 первого канала управления с подключенными к нему блокам 9 ввода цифровых регу» лируемых параметров, первым блоком 45

10 выбора регулируемых параметров, первым задатчикам 11 кода и первым арифметическим блоком 12 сложения и вычитания, к информационным входам которого подключены первый и второй аналого-цифровые преобразователи 13 и 14, а к входу управления » блок 15 задания операции арифметического блока, соединены с первым блоком 16 сравнения кодов, к выходу которога подключены последовательно блок 17

55 формирования импуль са по срезу „элемент И 18, подключенный вторым входом к генератору 19 управляющих импульлого-цифровые преобразователи 29 и

30 и к выходу управления - блок 31 выбора операции, соединены с вторым блоком 32 сравнения кодов, к выходу которого и выходу старшего разряда второго счетчика 7 подключен своими входами RS-триггер 33, к выходу которого управляющим входом подключен опорный генератор 34 с подключенным к его выходу счетным входом первым двоичным. счетчиком. l.з,п, ф-лы, 4 ил ° сов, усилитель-формирователь 20, блок 21 потенциальной развязки и блок 22 тиристоров преобразователя с подключенным к нему блоком 23 нагруз ки, Выходы второго счетчика 7 и выход второго мультиплексора 24 второ« го канала управления с подключенными к нему блоком 25 ввода цифровых регулируемых параметров, блоком 26 выбора регулируемых параметров, за датчиком 27 кода и арифметическим блоком 28 сложения и вычитания, к ин» формационным .входам которого подключены аналого-цифровые преобразователи 29 и 30, а к выходу управленияблок 31 задания операции сложения или вычитания, соединены с вторым блоком 32 сравнения кодов, к выходу которого и выходу старшего разряда счетчика 7 подключен своими входами

RS-триггер 33, к выходу которого управляющим входом подключен генера« тор 34 опорных импульсов с подключенными к его выходу счетным входом счетчика 6, к входу установки нуля которого подключен синхронизатор 35 °

Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем ра» ботает следующим образом.

По мере повьппения потенциала на выходе диоднага моста l возрастает ток, протекающий через электрическую цепь, состоящую из балластного ре» зистара 2, светодиода оптронного блока 4 и управляющего электрода ти» ристора:3 ° При этом увеличивается яркость свечения светодиода и вместе с ней и ток, протекающий через фото» диод oIITpoHHoI блока:4.

Как только поступающий на управ» ляющий электрод ток станет равен то60 6

5 16369 ку отпирания, тиристор 3 открывается и шунтирует светодиод, яркость свечения которого при этом снижается до нуля, благодаря чему резко уменьша-, ется протекающий через фотодиод ток

5 и на выходе усилителя 5 формируется короткий импульс, при поступлении которого на вход установки нуля счетчика 6 этот счетчик обнуляется, 10

Таким образом, обнуление счетчика

6 осуществляется в начале каждого полупериода сетевого напряжения, После обнуления счетчик 6 вновь начинает подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода опорного генератора 34 °

Как только цифровой код на выходе счетчика 6 сравняется с цифровым кодом на выходе мультиплексора 8, на 20 выходе блока 16 формируется уровень логической единицы, с поступлением которого на вход блока 17 на выходе последнего формируется импульс заданной длительности, с поступлением 25 которого на первый вход элемента И

18 импульсы с выхода релаксационного генератора 19 начинают поступать через усилитель-формирователь 20 и блок 21 на управляющий вход блока 22 30

При этом открывается соответствующий тиристор и подключает блок 23 к сетевому напряжению в момент, определяемый углом отпирания тиристора, величина которого определяется цифро- 35 вым кодом на выходе мультиплексора:8„

Первый мультиплексор 8 служит для подключения к информационному входу блока 16 либо блока 9, служащего для 40 подачи в устройство цифровой информа ции с датчиков или вычислительных устройств, либо задатчика 11 с помо) щью которого осуществляется ручное задание фиксированного угла отпира«

45 ния тиристоров в блоке 22, либо блока

l2, который в зависимости от кода на выходе блока 15 работает в режиме арифметического сложения или вычитания, благодаря чему цифровое устройство для управления вентильным преобразователем может работать в режи» ме двухпараметрического регулирования (режим сложения) или разностного ре» гулирования (режим вычитания) Дат чики аналоговых параметров регулиро» вания подклю аются к входам аналогоцифровых преобразователей 13 z 14, Такое включение и возможность менять функции блока 12 позволяют формиро» вать различные законы регулирования

Коммутация выходов блоков и выбор параметра регулирования с помощью мультиплексора 8 осуществляется путем задания соответствующего цифрового кода на выходе блока 10

Число-импульсное управление ти ристорами блока 22 осуществляется следующим образом

Импульсы с выхода усилителя 5 поступают на счетный вход счетчика 7, который при этом осуществляет подсчет числа полупериодов сетевого напряжения. Цифровой код на выходе счетчика

7 сравнивается с цифровым кодом на выходе второго мультиплексора 24 с помощью блока 32, При равенстве цифровых кодов на выходе на выходе блока 32 формирует» ся уровень логической единицы, кото» рый фронтом переводит триггер 33 в состояние, при котором на его .выходе формируется уровень логической еди ницы» При этом с опорного генератора

34 начинают поступать импульсы на счетный вход счетчика 6, который начинает функционировать IIo описанной схеме °

После переполнения счетчика 7 на выходе его старшего разряда форми руется импульс, переводящий триггер

33 в состояние, при котором на его выходе формируется уровень логичес кого нуля, при поступлении которого на управляющий вход опорного генера тора 34 импульсы с его выхода перестают поступать на счетный вход счет чика 6, а поэтому до тех пор, пока второй счетчик не заполнится до со» . стояния, при котором цифровой код на его выходе станет равен цифровому ко ду на выходе второго мультиплексора

24, тиристоры блока 22 постоянно на ходятся в закрытом состоянии»

Таким образом, емкость счетчика 7 определяет время цикла число-импульс ного управления блоком 22, которое равно произведению длительности полу" периода на коэффициент пересчета»

Время цикла, при котором импульсы с выхода опорного генератора 34 не поступают на счетный вход счетчика 6, определяется как произведение цифро вого кода на выходе мультиплексора

24 на длительность полупериода сете вого напряжения.

1636960

Таким образом, число-импульсное регулирование мощности, рассеиваемой на блоке 23, осуществляется за счет изменения отношения времени, в течение которого на выходе триггера 33 5 имеет место уровень логической единицы, к времени, в течение которого на его. выходе имеет место уровень логического нуля

Второй канал правления, состоящий из мультиплексора 24, блоков 25-28 и

31 и преобразователей 29 и 30, функ, ционирует так же, как и первый, благодаря чему при подключении к анало15

: го-цифровым преобразователям 29 и 30 датчиков регулируемых параметров с

1 аналоговым выходом можно осуществлять двухпараметрическое регулирование и при число-импульсном управлении ти20 ристорами °

Поскольку в устройстве имеют место одновременно как фазо импульсное, так и число«импульсное управление за счет одновременной работы обоих 25 каналов, то с его помощью можно осуществлять четырехпараметрическое регулирование, что позволяет использовать цифровое устройство для управления вентильным преобразователем 30 практически в любых системах автоматического регулирования технологи ческих процессов

Кроме того, устройство позволяет осуществлять управление тирис торами при одновременном подключении его к внешним устройствам с аналоговыми и цифровыми выходаии.

Формула изобретения

:1, Цифровое устройство для управ ления вентильным преобразователем, содержащее блок сетевой синхронизации и генератор опорных импульсов, к 45 выходам которых подключены входы установки нуля и счетный вход первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами блока сравнения кодов, генератор управляющих импульсов, 50 выход которого соединен с первым вхо» дом элемента И, выход которого через усилитель-формирователь и блок потенциальной развязки соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е55 с я тем, что, с целью обеспечения возможности изменения законов регу» лирования, оно снабжено блоком формирования импульсов по срезу, вторым счетчиком, вторым блоком сравнения кодов, RS-триггером и двумя каналами управления, каждый из которых содер» жит арифметический блок сложения и вычитания, мультиплексор, два аналого цифровых преобразователя, блок задания операций арифметического бло» ка, задатчик кода, блок выбора регулируемого параметра и блок ввода цифровых регулируемых параметров, причем в каждом канале управления входы арифметического блока сложения и вы» читания соединены с выходами двух аналогоцифровых преобразователей, входы управления - с выходом блока задания операций арифметического блока, выходы арифметического блока сложения и вычитания, блока ввода цифровых регулируемых параметров и задатчика кода подключены к соот» ветствующим информационным входам мультиплексора, управляющие входы ко» торого соединены с выходами блока выбора регулируемых параметров, входы аналого-цифровых преобразователей использованы как входы для введения аналоговой информации о регулируемых параметрах, вход блока ввода цифровых регулируемых параметров использован как вход для введения цифровой информации о регулируемых параметрах, вы» ход мультиплексора использован как выкод канала управления, выход блока сетевой синхронизации соединен со счетным входом второго счетчика, вы» ходы которого подключены к первым входам второго блока сравнения кодов, вторые входы обоих блоков сравнения кодов подключены к выходу соответствующего канала управления, выход первого блока сравнения кодов через блок формирования импульса по срезу подключен к второму входу элемента И, выход второго блока сравнения кодов и выход старшего разряда второго счетчика соединены с входами RS-триггера, выход которого подключен к вхо ду генератора опорных импульсов ° .2 ° Устройство по.п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сете- вой синхронизации содержит диодный мост, резистор, тиристор, оптронный блок и импульсный усилитель, причем вход диодного моста предназначен для подключения к сети и использован как вход блока сетевой синхронизации, к выходу диодного моста подключены последовательно резистор и тиристор, l0

1636960

Составитель:В Миронов

Техред A.Кравчук Корректор .НаКороль

Редактор О,Юрковецкая

Заказ 822 Тираж 381 Подписное °

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 10 1 между анодом и управляющим электродом которого включен светодиод оптронного блока, к фотодиоду которого йодключен импульсный усилитель, вы-.: ход которого использован как выход блока сетевой синхронизации,