Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя

 

ИэоОретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение статической характеристики преобразователя путем ее линеаризации. Работа формирователя происходите два такта. В первом такте, соответствующем нерабочему полупериоду синхронизирующего сигнала, .с .помощью двоичного п-разрядного счетчика 5 осущест-.вляется счет выходных импульсов преобразователя напряжения - частота 9 синхронного типа, следующих с частотой, пропорциональной управляющему напряжению и частоте синхронизирующего напряжения. Во втором рабочем полупериоде осуществляется заполнение счетчика 5 выходными импульсами преобразователя напряжение - частота 9. к входу которого подключен выход формирователя гармонического сигнала, состоящего из второго счетчика 6. постоянного запоминающего устройства 11 и цифроаналогового преобразователя 3. В момент записи в счетчике числа 2" происходит формирование импульса управления. В конце каждого рабочего полупериода осуществляется установка первого счетчика 5 в исходное состояние, соответствующее записи в нем'"0". Формирователь имеет арккосинусоидальную характеристику. Угол включения регулируется от 180 зл. град, при нулевом управляющем сигнале до "О" при максимальном напряжении управления. 2 ил.(ЛС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5l)5 Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4780625/07 (22) 09 01.90

{46) 23 02.92. Бюл. bh 7 (71) Владимирский политехнический институт (72) С, И. Малафеев и H. В. Морозова (53) .621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 647831, кл, Н 02 Р 13/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

ЛВ 1494167, кл. Н 02 М 1/08, 1989. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — улучшение статической характеристики преобразователя путем ее линеаризации. Работа формирователя происходит в два такта. В nepsoM такте, .соответствующем нерабочему полупериоду синхронизирующего сигнала..с .помощью двоичного и-разрядного счетчика 5 осущест-, Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в тиристорных схемах различного назначения, например в управляемых выпрямителях.

Цель изобретения — улучшение статической характеристики преобразователя т)у.тем ее линеаризации.

На фиг. 1 приведена функциональная схема формирователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя ищер еляется счет выходных импульсов преобразователя напряжения — частота 9 синхронного типа, следующих с частотой, пропорциональной управляющему напряжению и частоте синхронизирующего напряжения. Во втором рабочем полупериоде осуществляется заполнение счетчика 5 выходными импульсами преобразователя напряжение — частота 9, к входу которого подключен выход формирователя гармонического сигнала, состоящего из второго счетчика 6, постоянного запоминающего устройства

11 и цифроаналогового преобразователя 3. В момент записи в счетчике числа 2" происходит формирование импульса управления. В конце каждого рабочего полупериода осуществляется установка первого счетчика 5 в исходное состояние, соответствующее записи в нем "0". Формирователь имеет арккосинусоидэльную характеристику. Угол включения регулируется от 180 зл. град. при нулевом управляющем сигнале до "0" при максимальном напряжении управления. 2 ил.

1 жит источник 1 управляющего напряжения, ф выход которою подключен к первому информационному входу коммутатора 2, второй информационный вход которого с . соединен с выходом цифроаналогового пре- Ф образователя 3, управляющий вход которо- =в

ro обьединен с входом умножителя 4 частоты- и Й-входами первого двоичного счетчика 5 и второго двоичного счетчика 6 и подключен через формирователь 7 импульсов при положительном значения синхронизирующего напряжения к источнику 8. синхронизирующэго напряжения, а выход

1714766 подключен к информационному входу преобразователя 9 напряжение-частота, синхронизирующий вход которого объединен с

С-входом второго двоичного счетчике 6 и подключен к выходу умножителя 4 частоты, а выход соединен с С-входом первого. двоичного счетчика 5, выход старшего и-го разряда которого соединен с выходом импульсного усилителя 10. Выход второго двоичного счетчика 6 через постоянное запоминающее устройство 11 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 3.

Принцип действия формирователя поясняется диаграммами на фиг. 2, где обозначено: U> — управляющее напряжение; Ucx— аинхронизирующее напряжение; U в — сиг-1 вал, отражающий состояние первого двоичного счетчика 5. Выходные сигналы других элементов обозначены символом U с индексом, соответствующим номеру элемента на фиг. 1. Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя работает следующим. образом. Сигнал Ов источника 8 синхрониэирующего напряжения поступает на вход формирователя 7 импульсов при положительном значении сиихронизирующего напряжекия1 На его выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов

О. при Ucx 0, (0 t

Ое при Ucx>0, (Т/2 й<Т), где Ue=cîìt — напряжение, соответствующее уровню логической единицы.

Разные уровни выходного напряжения формирователя 7 импульсоа при поло: жительном значении синхронизирующего напряжения соответствуют двум тактам работы устройства. 8 первом такте при

Осх -0 (О t < T/2) напряжение Оу-О. Во втором такте, соответствующем рабочему полупериоду, Осх > 0 (Т/2< t <Т) и От=Ое. . Сигнал От с выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения поступает одновременно на.входы умножителя 4 частоты, R-вход первого двоичного счетчика 9 и R-вход второго двоичного счетчика 6, управляющий вход коммутатора 5. На выходе умножителя 4 частоты формируются прямоугольные импульсы Оа с частотой; кратной частоте f синхрониэирующего напряжения

Т

f4=-а1=— где m — коэффициент передачи умножителя

4 частоты;

Т-1/f период синхронизирующвго напряжения.

Сигнал 07 с выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения поступает на объединенные R-входы первого 5 и вто5 рого 6 двоичных счетчиков и устанавливает их в исходное состояние, соответствующее записи нуля, При этом первый двоичный счетчик 5 устанавливается в исходное состояние задним фронтом импульса От в момент

10 времени t-0, а второй двоичный счетчик 6 устанавливается в исходное состояние передним фронтом импульса От в момент времени t=T/2. Второй двоичный счетчик 6; постоянное запоминающее устройство 11 и

15 цифроаналоговый преобразователь 3 выполняют роль формирователя квазигармонического сигнала, работа которого происходит следующим образом. Импульсы

04 с выхода умножителя 4 частоты, следую20 щие с частотой mf, поступают на счетный вход второго двоичного счетчика 6, который в начале каждого второго полупериода (t T/2) устанавливается импульсом От в исходное состояние, соответствующее записи

25 в нем "0". Счетчик 6 выполняет роль цифрового интегратора со сбросом в конце каждого рабочего. такта. 8 постоянном запоминающем устройстве 11 хранится код функции F(x)=sinx, При действии на входе

30 постоянного запоминающего устройства 11 код, соответствующего линейно изменяющемуся напряжению с выхода второго двоичного. счетчика 6, на его выходе формируются цифровой сигнал U>>=-sin в t.

35 Этот сигнал с выхода постоянного запоминающего устройства 8 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 10, на выходе которого формируется опорный кваэигармонический сигнал Оэ=- 4э!и в t. При

40 этом сигнал 03 строго синхронизирован с синхронизирующим напряжением, а его частота всегда равна частоте f этого напряжения. В первом такте 0 t< Т/2 переключающий элемент коммутатора 2 на45 ходится в положении "а". на входе преобразователя 9 напряжение-частота синхронизирующего типа действует управляющее напряжение Uy. На выходе преобразователя 9 напряжение-частота

50 формируется последовательность импульсов с частотой fg, пропорциональной управляющему напряжению Оу и частоте f4 синхронизирующих импульсов О@ поступающих с выхода умножителя 4 частоты на

55 .синхрониэирующий вход преобразователя

9 напряжение-частота. При этом частота

f9 KQf4Uy где I4 — коэффициент передачи преобразователя 9 напряжение-частота.

1714766

Следовательно, на С-входе первого двоичного счетчика 5, выполняющего функцию цифрового интегратора, действует частотный сигнал Ug, пропорциональный Uy. В результате в конце первого такта в момент времени -T/2 в счетчике 5 записывается число

Т К9 п

М5=К9т40У 2 2 Uy.

Во втором такте при Т/2 t

При этом на выходе преобразователя 9 напряжение-частота формируются импульсы с частотой т9 = — Т К9 т4 Ue S In N t = — Kg T Ue З1П N t

Импульсы с выхода преобразователя 9 напряжение-частота поступают на С-вход первого двоичного счетчика 5. При этом в счетчике 5 записывается число, в каждый момент времени t (Т/2 t < Т) равное

Ns Uy + U9 Uy

Kg m Kg m

2 ., туг . 2

K9 m — Kg 14 це Мп мт Ф = — Uy + т/г

KgmUe + KgmUe

2л 2л

Как только число йв, записанное в счетчике 5, достигнет значения 2" (момент времени to). на выходе старшего п-го разряда первого двоичного счетчика 5 формируется сигнал с уровнем логической единицы. Этот сигнал поступает на вход импульсного усилителя 10, предназначенного для согласования выхода первого двоичного счетчика 5 с управляющей цепью тиристора. В момент времени -T íà R-вход счетчика 5 поступает .импульс с выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, задний фронт которого устанавливает первый счетчик 5: в исходное состояние Й5=0. Далее процесс периодически повторяется. Для определения статической характеристики устройства определяют момент времени to, при котором число Нее), записанное в первом двоичном счетчике 5, равно 2п-1. т,е.

Формула изобретения

Формирователь импульсов управления

50 для тиристорного преобразователя, содержащий источник управляющего напряжения, последовательно соединенные источник синхронизирующего напряжения, формирователь импульсов при положитель55 ном значении синхронизирующего напряжения и умножитель частоты, выход которого подключен к синхронизирующему входу преобразователя напряжение-частота, первыйдвоичный счетчик, выход старше K9mUМ.+ K9mUe + K9mUe и = e 1 гл гл

Г )

Параметры устройства выберем таким

5 образом, чтобы при 0„=0 передний фронт импульса управления формируется при t=T, т.е. в конце рабочего полупериода. Подставив в (1) значения Uy=0 и t=T, получаем аналитическое выражение этого условия

Kg m Ue 2n — 1 (2)

Л

Приравняв левые части уравнений (1) и (2) и учитывая, что момент времени te связан с углом включения а соотношением м = (+а).

1 получаем соз (и+а) =1 - ж — "- (3)

Ue

20 Решив уравнение (3) относительно а, имеем а = агссоз (и — "- — 1 ) .

U е (4)

Таким образом, формирователь импуль25 сов управления для тиристорного преобразователя имеет арккосинусоидальную статическую характеристику. Подставив

- - уравнение (4) в формулу для выходного напряжения преобразователя, например, од30 нофазного мостового симметричного управляемого выпрямителя

0=0150<ь (1+соз а), где 0до — среднее значение выпрямленного напряжения при а = О, получаем

35 U

U =050доИ (5)

Ue

Иэ уравнения (5) следует, что при реализации предлагаемого формирователя импульсов управления для тиристорного

40 преобразователя обеспечивается линейная статическая характеристика управляемого преобразователя. Другим важным достоинством предлагаемого технического решения является высокая помехоустойчивость, 45 обусловленная интегрированием входного сигнала.

1714766

ro n-го разряда которого соединен с входом импульсного усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения статической характеристики преобразователя путем ее линеаризации, в него введены второй двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, причем первый информационный вход коммутатора соединен с выходом источника управляющего сигнала, второй информационный вход через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и постоянно запоминающее устройство подключен к выходу второго двоичного счетчика, а выход соединен с информационным входом преобразователя напряжение-частота, С-вход второго двоичного счетчика подключен к вы5 ходу умножителя частоты, 8 R-вход соединен с выходом формирователя импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, С-вход первого двоичного счетчика подключен к выходу

10 преобразователя напряжение-частота, à Rвход первого двоичного счетчика подключен к выходу формирователя импульсов приположительном значении синхронизирующега напряжения.

1714766

0 игФ д

7/2 МИ. 2

Редактор Т.Иванова

Заказ 702 . Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного «ойрата м изобретениям и открьпиям при ГКНТ СССР»

113038. Москаа, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский к©мбимат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

0 и

О 3

0.4(g

Составитель С. Малафеев

Те«рад М.Моргентал Корректор Л;Бескид