Одноканальное цифровое устройство для управления @ -фазным @ -пульсным вентильным преобразователем

 

Сущность изобретения: устройство содержит преобразователь 8 кодов, выполненный в виде ПЗУ, формирователь 12 кода импульса, узел 2 нуль-органов, ограничитель 11 диапазона изменения угла управления , формирователь 13 выходных импульсов, узел 1 синхронизации, элемент 2И 10,1-8-9-10-11-12-13,2-11, 12-8.1 э.п ф-лы, 3 ил.

COIO3 CoBF. T(:кИх

СОЦИАЛИСТИ lf: СКИХ

РЕСПУБЛИК

{c I ) 5 Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТГТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, (21) 4861804/07 (22) 21,08.90 (46) 23.08,92. Бюл. ¹ 31 (71) Всесоюзный электротехнический инсти- тут им. В.И, Ленина (72) А.А, Шеремет, Г.M. Цфасман и А,А. Тарасов (56) Ольшванг M,В., Тарасов A.À., Шеремет

А,А. Универсальное устройство фэзоимпульс-. ного управления вентильным преобразователем. Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах. Труды ВЭИ, 1980, вып. 89, с, 89-95.

Патент Японии ¹ 57-52784, кл. Н 02 М

1/08, 05.11..73. );

Авторское свидетельство СССР №

1.185546, кл, Н 02 M 7/04, 29.09.82.

I,, SU „„1757057 А1

2 (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ m-ФАЗ НЫМ и- ПУЛЬСНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Е М (57) Сущность изобретения: устройство со держит преобразователь 8 кодов, выполненный в виде ПЗУ, формирователь 12 кода импульса, узел 2 нуль-органов, ограничитель 11 диапазона изменения угла управления, формирователь 13 выходных импульсов. узел 1 синхронизации, элемент

2И 10, 1 — 8 — 9 — 10 — 11 — 12-13, 2 — 11, 1 2-8, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1757057

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к быстродействующим системам импульсно-фазового управления (СИФУ мощными вентильными преобразователями, Эффективным средством решения проблем, обусловленных взаимным влиянием питающей сети и соизмеримого с ней по мощности вентильного преобразователя, является построение устройства синхронизации в СИФУ на основе замкнутой системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Быстродействие в таких системах обеспечивается реализацией вертикального принципа смещения фазы, причем в одноканальных СИФУ узлы, формирующие опорный сигнал, входят составной частью в контур ФАПЧ, Такие СИФУ используются для управления вентильными преобразователями мощных энергетических объектов, например передач постоянного тока высокого напряжения, Такой же подход имеет место и при создании цифровых СИФУ для подобных объектов.

Для синхронизации с сетью в таких СИФУ формируется код. синфазный с анодным напряжейием одного из вентилей. Этот код формируется двоичным счетчиком, который включен в контур ФАПЧ и играет роль делителя частоты, В общем случае в контуре присутствует формирователь сигнала обратной связи, выход которого подключен к соответствующему входу фазового детектора. Например, таким формирователем является специальный кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета и, С одного из выходов этого счетчика снимается сигнал обратной связи, остальные используются для формирования опорного кода. В частном случае в роли формирователя сигнала обратной связи выступает старший разряд двоичного счетчика, Преобразование кода двоичного счетчика в развертывающий опорный код осу" ществляется преобразователем кодов, структура которого сильно зависит от цены старших разрядов: например, цена стаоших разрядов кратна 360/и эл. град или 360/2к эл. град, где К вЂ” целое число. Преобразователь кодой может быть выполнен на стандартных логических элементах, но значительно компактнее и надежнее реализация его на программируемых логических матрицах (ПЛМ) или микросхемах ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее"устройство}. „

Поскольку в устройствах управления связь с сетью осуществляется опосредствованно, через действие контура ФАПЧ, то они оЬладают некоторой инерционностью по код, 50 Блок долговременной памяти запрограммирован так, что он преобразует входные коды в развертывающий опорный код,. пропорциональный с некоторой точностью фазе анодного напряжения очередного вен55 тиля ил йли некоторой ее функции, например cos ил, В момент достижения опорным кодом уровня управляющего кода блок сравнения, нэ соответствующие входы которого посту5

45 отношению к процессам, происходящим в сети. Для исключения неправильной работы в переходных и асимметричных- режимах сети такие устройства обычно оснащают узла- ми аппаратного ограничения диапазона изменения углов управления, которые жестко связаны с фазой напряжения в сети.

Например, такая связь осуществляется с напряжением одной фазы, что может привести к сбоям в работе на краях диапазона при асимметрии сети. или с напряжениями всех фаз.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок синхронизации, блок определения очередной фазы, синхронизированный с сетью генератор импульсов, блок распределения и формирования отпирающих импульсов, преобразователь унитарного кода в параллельный числовой код, блок долговременной памяти и блок сравнения.

Блок синхронизации преобразует трехфазную систему синхронизирующих сигналов, поступающую на его вход, в ряд логических сигналов, связанных определенными фазовыми соотношениями с входными, Один из этих сигналов, синфазный с анодным напряжением одного из вентилей преобразователя, является задающим для синхронизированного с сетью генератора импульсов на основе системы ФАПЧ, В состав синхронизированного с сетью генератора импульсов входят фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляемый напряжением генератор и счетчик, формирующий на своих выходах код, значения которого в любой момент времени соответствуют текущему значению фазы анодного напряжения выбранного вентиля, Старший разряд этого кода, еовпадающий в установившемся режиме по частоте и фазе с задающим сигналом, служит сигналом обратной связи системы ФАПЧ. Код с выхода счетчика поступает на часть адресных входов блока долговременной памяти. На оставшуюся часть адресных входов этого блока поступает код очередной фазы с выхода преобразователя унитарного кода в параллельный числовой

1757057 сигналы с выходов блока синхронизации и блока определения очередной фазы. Последние формируются в виде унитарного которов; формирователя выходных импульсов; преобразователя кодов; узла синхронизации, в состав которого входят да как результат воздействия на входы последовательно соединенные фазовый деблока определения очередной фазы сигналов с выходов блока синхронизации и с дотектор, на первый вход которого подано одно из m синхронизирующих напряжений, полнительных выходов блока фильтр нижних частот. управляемый генера15 тор импульсов. делитель частоты в виде распределения и формирования отпираюсчетчика и формирователь сигналов обратной связи, выход которого соединен с втощих импульсов и являются входными для указанного .преобразователя унитарного кода в параллельный числовой код.

В описании использовано понятие узел рым входом фазового детектора..

Известное устройство имеет следую20 вместо блок, узел синхронизации на основе щие недостатки: повышенную сложность и системы ФАПЧ. или узел синхронизации - связанную с этим относйтельно низкую надежность, вызванную слишком большим объемом блока долговременной памяти. вместо синхрониаированный с сетью генератор импульсов, Блок синхронизаций в усАнализ показывает, что при К-разрядном тройстве назван узлом компараторов, так

25 нормальном двоичном управляющем коде как ядро его в том и другом случае составляm-фазное устройство управления вентильным преобразователем потребует при обычК+! ной организации памяти 2 К-разрядных ют компараторы или нуль-органы, à основное назначение его — формирбвание из входных синхронизирующих сигналов системы логических сигналов, связанных с ячеек в блокедолговременной памяти, где i входными определенными фазовыми соот- 30 — "ближайшее целое число, удовлетворяюношениями, Эти сигналы или один из:них: щееусловйю t loggm. Если же блокдолго(известное) могут играть роль задающих для . временной памяти имеет оргайизацию, при узла синхронизации, но можно для этого которой он содержит m йдентичных узлов, использовать и сами синхронизирующие : тообъем памятисоставит в+2 К-разрядных к сигналы.Эти.. сигналы несут информацию ячеек

С повышением рАзрядности управляюдля аппаратного ограничителя диапазона изменения углов управления. Такая функ- щего кода объем памяти блока катастрофиция необходимадля устройстватакого рода; чески нарастает, что влечет за собой соответствующее уменьшение надежности она. как показывает анализ, заложена и в известном в блоке определения очередной 40 и повышение стоимости устройства. Если оставаться в разумных рамках этих показателей, придется довольствоваться достаточно скромным точностным уровнем устройства

В предлагаемом устройстве выделенй в

Большая емкость блока долговременотдельныеузлы ограничителъ диапазона из- . ной памяти позволяет создать любую регумененияугловуправленияиформирователь лировочную характеристику СИФУ, в выходных импульсов. Блок сравнения назван цифровым компаратором, блок долгочастности арккосинусную. для получения линейной выходной характеристики преобразователя. Однако эта задача может быть временной памяти — преобразователем

55 требующие несравненно меньшего объема цифрового компаратора, имеющего группу входов управления, на которые поступает управляющий код. и группу входов опорного крда: узла компараторов, на входы котопамяти.

Относительно низкая скорость процессов синфазирования системы ФАПЧ в переходных режимах питающей рого подаются m синхронизирующих напряжений; ограничителя диапазона из- 5 преобразователь сети обусловлена слес уюпают эти коды, вырабатывает импульс, Этот импульс, воздействуя на блок распределения и формирования отпирающих импульсов, вызйвает появление на его выходе отпирающего импульса для очередного вентиля. В формировании соответствующих отпирающих импульсов принимают участие фазы и блоке распределения и формирования отпирающих импульсов, использующем информацию о номере и моменте формирования очередного импульса. кодов по его функциональному назначению.

Таким образом, к существенным признакам, общим для известного и предлагаемого устройств, относятся наличие меиения угла управления с группой информационных входов о фазах напряжений сети, группой информационных входов о номере импульсов управления вентилями и входом импульсов управления, группой информационных входов о фазах напряжения сети, связанного с выходами узла компарарешена программным путем за счет соответствующего преобразования управляющего кода. Существуют достаточно быстрые и точные алгоритмы таких преобразований, 1757057 щими причинами. Устройство оснащено импульсной системой ФАПЧ, осуществляющей синхронизацию с сетью, а это значит, что система получает информацию о изменениях фазы сети в лучшем случае два раза 5 в период, в худшем — один, в зависимости от устройства фазового детектора. Таким образом, возможно запаздывание в работе системы. ФАПЧ соответственно на полпериода сети либо период. 10

Кроме того, в выходном сигнале фазового детектора, кроме полезной составляющей, пропорциональной разности фаз сравниваемых сигналов, либо функции от этой разности фаз, присутствует перемен- 15 ная составляющая, представляющая собой сумму гармоник с частотами, кратными частоте работы фазового детектора, Эта составляющая должна быть подавлена фильтром низкой частоты. От уровня фильт- 20 рации.зависит симметрия управляющих импульсов преобразователя — один из основных параметров, характеризующих качество работы системы управления. Но чем ниже частота подавляемого сигнала и 25 выше степень подавления, тем уже полоса пропускания системы ФАПЧ и тем ниже ее быстродействие.

Для фазового детектора рассматривае. MoA системы нижняя частота пульсаций вы- 30 ходного сигнала в зависимости от его устройства равна либо двукратйой, либо просто частоте сети, следовательно, пре-. дельная частота полосы пропускания системы ФАПЧ существенно ниже этих значений, 35

Это значит, что быстродействие такой системы синфазирования принципиально не может быть высоким. Существуют установки, требующие достаточно быстрой реакции на изменения фазы напряжений питающей 40 сети, например преобразователи передач постоянного тока, для которых такой недостаток является существенным.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности, 45

Эффект от использования изобретения заключается в упрощении одного из главных узлов устройства — преобразователя кодов, которое выражается в резком уменьшении (в сотни раз) емкости памяти, э 50 следовательно, в уменьшении числа задействованных микросхем, числа взаимных связей и занимаемого обьема в модуле, в уменьшении потребляемой мощности. Все это влечет повышение надежности устрой- 55 ства. Кроме того, выполнение узла синхронизации в многофазном варианте ускоряет процессы синфазирования B переходных режимах питающей се1и, что для многих применений является определяющим фактором. Экономический эффект от реализации изобретения выражается в уменьшении стоимости применяемых комплектующих и в снижении трудоемкости работ в период конструкторской разработки и изготовления.

Одноканальное цифровое устройство управления m-фазным и-пульсным вентильным преобразователем, содержащее цифровой компаратор, имеющий группу входов уп равления, на которые подается уп равляющий код, и группу входов опорного кода, узел нуль-органов, на входы которого подаются гп синхронизирующих напряжений, ограничитель диапазона изменения угла управления с группой информационных входов о фазе напряжения сети, группой информационных входов о номере импульсоB управления вентилями и входом импульсов управления, группой информационных входоэ о фазе напряжени сети, связанный с выходами узла нуль-органов, формирователь выходных импульсов, преобразователь кодов, узел синхронизации, в состав которого входят последовательно соединенные фазовый детектор, на первый вход которого подано одно из m синхронизирующих напряжений, фильтр нижних частот, управляемый генератор импульсов, делитель частоты в виде счетчика и формирователь сигналов обратной связи, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, снабжено формирователем кода импульсов в виде двои «но-и-ичного счетчика и элементом 2И, первая группа входов преобразователя кодов, дополненного выходом разрешающего сигнала, подключена к выходам старших разрядов делителя частоты, начиная с разряда с ценой 360/и зл. град, формирующим текущий код циклически сменяемых зон периода сети с длительностью в 360/и эл. град, вторая группа входов преобразователя кодов соединена с выходами формирователя кодов импульсов, к которым подключены входы формирователя выходных импульсов и группа информационных входов о номере импульсов управления вентилями ограничителя диапазона изменения углов управления, выход которого связан с входом формирователя кода импульсов, кодовые выходы преобразователя кодов соединены со старшими разрядами группы входов опорного кода цифрового компаратора, начиная с разряда с ценой

360/и эл. град, младшие разряды которого соединены с соответствующими младшими разрядами выхода кода делителя частоты, выход разрешающего сигнала преобразователя кодов соединен с входом элемента 2И, второй вход которого подключен к выходу

17 7057

10 ра могут быть исг1ользовань! любые извест цифрового компаратора, а выход - к входу управляющих импульсов ограничителя диапазона изменения угла управления. преобразователь кодов запрограммирован в ные схемы фазовых детекторов и сумматоров аналоговых сигналов, В примере использован m-фазный фаключены к выходам однофаэных,тов, на ПЛМ либо (как это Реализовано в детекторов, а выход является выходом m- . разработанном образце) на микросхеме фазного фазового детектора. В качестве ППЗУ. Старшие разряды кода счегчика, начиная с разряда с ценой 360!п -n. град, однофаэных фазовых дегек1пров и сумматообразуют текущий код цикли . -.-.ки сменяесоответствии с заданным линейным опор- 5 зовый детектор, состоящий из трех аналогоным кодом, причем обеспечивается нара- вых ключей, аналоговые входы которых стание значений старших разрядов являются входами задающих сигналов, аупопорного кода на величину в 360/и эл. град равляющие входы — входами сигналов обпри смене кода зоны периода сети и умень- ратной связи. Суммирование сигналов с шение их значений на ту же величину при 10 выходов аналоговых ключей осуществляетсмене кода импульсов, а нуль разрешающе- ся на входе фильтра 4 нижних частот, хотя в

ro сигнала появляется только при углах общем случае для этого можетбыть выделен управления r4, лежащих в диапазоне 0< отдельный сумматор, Фазовый детектор 3,, Qi <360/и эл, град, где i=-1,2...„п, на фильтр 4 нижних частот, управляемый генеинтервал (360/и- а; ) эл. град после фор- 15 ратор 5, делитель 6 частоты, в роли которого мирования i-го импульса. выступает счетчик; и формирователь 7 сигКроме того, в устройстве фазовый де- налов обратной связи образуют типичный

"тектор и формирователь сигналов обратной контур ФАПЧ. Синтез системы ФАПЧ с жесвязи выполнены m фаэными, при этом на лаемыми показателями качества осуществпервую группу входов фазового детектора 20 ляют обычно .за счет выбора подаются m синхронизирующих напряже- соответствующей передаточной функции ний, а вторая группа его входов соединена фильтра 4 нижних частот. с m выходами формирователя сигналов об- Структура счетчика должна удовлетворатной связи. рять следующим условиям, Структура и чисВ аналогичных устройствах в преобра- 25 ло разрядов выходного кода счетчика зователе кодов отсутствует выход разреша= должны соответствовать коду управления ющего сигнала и нет элемента 2И, двоичный Устройства. Цена старших разрядов кода счетчик в составе ФАПЧ, цифровой компа- счетчика должна быть кратна 360/и эл. град. ратор и преобразователь кодов имеют иную . Цикл повторяемости кода счетчика должен совокупность связей, что позволяет в пред- 30 быть равен периоду сети. В примере испольлагаемом устройстве резко уменьшить обь- зован 13-разрядный счетчик, образованный ем памяти преобразователя кодов, Кроме трехразряднымдвоичнымсчетчикомичетытого, в известных устройствах система рехразрядным двоично-двенадцатиричным

ФАПЧ выполнена однофазной,, счетчиком с ценой трех старших разрядов

На фиг. 1 приведена схема предлагае-, 35 соответственно 60, 120 и 180 эл. град. мого устройства управления: на фиг. 2 и фиг, Формирователь 7 сигналов обратной

3 — соответственно временные диаграммы связи в общем случае должен, используя код работы системы ФАПЧ и всего устройства. счетчика в качестве входного сигнала, обраРассмотрим построение и работу устройст-: зовать m сигналов обратной связи заданной ва на примере устройства управления трехфаз- -40 Формы, находящихся в определенных фаэоным мостовым преобразователем с. вых соотношениях с задающими сигналами.

12-разряднымдвоичным кодомуправления(КУ), Эти фазовые соотношения зависят от вида синхронизирующих сигналов Uc схемы

На входы задающих сигналов узла 1 преобразователя ит.д. В примереформирусинхронизации и узла 2 нуль-органов посту- 45 етсЯ система из тРех логических сигналов со пает m-фазная система синхронизирующих скважностью, равной двум, фронты которых сигналов О. Для рассматриваемого примера в установившемся режиме сдвинуты отнозто трехфазная система синусоидальных ли- сительно переходов через нуль соответствунейных напряжений, питающая преобразо- ющих задающих сигналов 0<; на угол л /2 ватель сети. Входами задающих сигналов в 50 (фиг 2). узле 1 синхронизации являются входы m- Формирователь 7 сигналов обратной фазного фазового детектора 3. Многофаэ- связи представляет собой дешифратор, исный детектор представляет собой пользующий сигналы четырех старших разсовокупность изгподнофазныхфазовыхде-, рядов кода счетчика, и может быть текторов и сумматора, входы которого под- 55 реализован с помощью логических элемен1757057!

2, алых .?Он периода Ге .1 и код зоны, пОГ кольку к-аждое из и согтояний этого кода в установив???емся режиме соответствует определенному участку (0,1,2.....n-1) периода сети (во н е), длительностью 360/и эл. град.

Выходь: этих разрядов счет чика 6 подключены к первой группе адресных входов преобразователя 8 кодов на основе микросхемы ППЗУ. Младшие разряды кода счетчика, у которых цикл повторяемости равен

360/и эл. град, и соответствующие сигналы с выхода преобразователя 8 кодов образуют опорный код, который поступает на группу входов опорного кода цифрового компаратора 9, Разрядность опорного кода (в рассматриваемом примере 12) равна разрядности кода управления, поступающего на другую группу входов цифрового компэратора 9.

Выход цифрового компаратора 9 соединен с одним из входов логического элЕMåíòà

2И 10. Второй вход элемента 2И г?одключен. к вь?ходу разрешающего сигнала преобразователя 8 кодов. Выход элемента 2И 10 подключен к входу импульсов управления ограничителя 11 диапазона изменения угла управления, выход которого соединен с вхо дом формирователя 12 кода импульсов, Формирователь кода импульсов представляет собой двоично-и-ичный счетчик (и- число ве?- тилей преобразователя и соответственно число пульсаций выходного напряжения на периоде сети). Б общем случае это может быть счет ?ик с любой структурой, но целесообразно выбрать структуру с минимальной разрядностью выходнОГО кода — кода импульсов. Это уменьшит сложность an паратуры и объем памяти преобразователя 8 кодов, к второй группе входов которого подключены выходы формирователя 12 кода импульсов (в примере использоьан двоично-шестиричный счетчик).

КажДОе состояние (1.2,...,ï) КОДа импульсов соответствует определенному импульсу, а момент смены состояний фронтам соответствующих импульсов. Информация, заложенная в коде импульсов, используется в ограничителе 11 диапазона изменения углов управления, для чего информационные входы о номере импульса управления этого ограничителя соединены с выходами формирователя 12 кода импульсов. Кроме того, еще одна группа входов ограничителя 11 диапазона изменения угIloB управления группа информационных входов î фазе напряхкений Гети - подключе на к вhlõnдам узла кnìïаратnров 2.

Узел 2 нуль-о,?гамов ГГ?л?.ржит m компэ раторпв (ну??ь г? г?? -?нов?. Кг?? .?рьн преоб?разу ют входные синхронизирующие сигналы U. в совокупность логических сигналов, "1" и

"0" которь?х соответствуют положительным и отрицательным полуволнам сигналов Ос.

Так ограничитель 11 диапазона изменения углов управления получает информацию о состоянии и фазе напряжений сети, Ограничитель 11 задает предельно допустимые границы изменения углов управления (Q „„ и а ма,с) аппаратным образом. Кроме того, возможно ?л необходимо программное ограничение. Он допускает множество вариантов построения на основе времязадающих цепей и комбинаторной логики с использованием указанных связей и сигналов. Ограничение A м??н — -0 реализуется посредством комбинаторной логики, а ограничение

15 е макс=-150 эл, град — посредством одновибсов. Формирователь 13 выходных импульсов представляет собой дешифратор, преобразующий код импульсов s управляющие импульсы заданной длительности. Эта

30 длительность равна интервалу между фронтами соответствующих импульсов анодной либо катодной групп вентилей: в установившемся режиме — 120 эл, град.

Устро?лство работает следующим обра35 зом, Аналоговые ключи фазового детектора

3, замыкаясь на время действия на их управляющих входах "1" сигналов обратной связи, пропускают на вход сумматора отрезки входных синхронизирующих сигналов Uci

Суммируясь между собой, они образуют 2m-" пульсный сигнал фазового детектора. На

40 фиг. 2 эти отрезки сигналов U

При наличии рассогласования по фазе

Ар между задающими сигналами U

ПЛМ, Выходные управляющие импульсы вырабатывак?тся формирователем 13 выходных импульсов входы которого соединены

25 с выходами формирователя 12 кода импуль1757057 фазу сигналов обратной связи таким образом, чтобы уменьшить рассогласование

Ар. В установившемся режиме это рассогласование. а также полезная постоянная составляющая в сигнале фазового детектора 5 равны Нулю.

В общем случае управляемый генератор может быть как частотно-управляемым, так и фазо-управляемым. Это зависит от выбора конфигурации системы ФАПЧ. 10

В установившемся режиме вследствие жестко заданных фазовых соотношений между кодом счетчика 6 и сигналами обратной связи код счетчика точно сфазирован с сетью так, что "0" его совпадает с соответствующим переходом через нуль анодного напряжения одного из вентилей преобразователя. В примере (фиг. 2 и 3) это условно выбранный первый вентиль. Текущее изменение кода счетчика условно представлено 20 линейно нарастающей в пределах 0 — 360 эл. град прямой. Состояние кода зоны условно представлено цифрами (0,1,2,...,п) внутри: прямоугольников, цепочка которых отражает последовательность смены состояний кода зоны, Код зоны совместно с кодом импульсов, воздействуя на г,реобрэзователь 8 кодов, вызывают соответствующие изменения преобразованного кода и разрешающего 30 сигнала на его выходах. Преобразованный код (в приводимом примере — 2 разряда) совместно с младшими разрядами код а счетчика образуют опорный код. Он имеет ту же структуру, что и код управления. В 35 момент превышения опорного кода над кодом управления на выходе цифрового компаратора 9 формируется положительный(из

"0" в "1") фронт логического сигнала. При наличии "1" разрешающего сигнала на вы- 40 ходе элемента 2И 10 формируется фронт- . инициирующего импульса, который, воздействуя на ограничитель 11 диапазона изменения углов управления, вызывает появление на его выходе фронта импульса. 45 названного узким импульсом. Узкий им- . пульс переведет в новое состояние формирователь 12 кода импульсов. Появление нового значения кода импульсов вызывает смену состояний преобразованного, а сле- 50 довательно, и опорного кода и сброс разрешающего сигнала в нуль. формируются задние фронты инициирующего и узкого импульсов, и схема переходит в новый цикл работы. В момент смены значений кода им- 55 пульсов формируется формирователем 13 выходных импульсов передний фронт очередного, i-ro управляющего импульса и задний фронт (i-2)-го импульса.

Совпадение инициирующего и узкого импульсов возможно только, если вычисленный угол управления а ц очередного импульса, заданный кодом управления, удовлетворяет условию Q мин<О bi <п макс.

Если же ац < а,н, то формирование узкого импульса задержится, и очередйой управляющий импульс появится с углом а=

=Aмин.ПРИ Q bi>a макс ИЙИЦИИРУЮЩИЙ ИМпульс вообще не возникнет, поскольку еще до момента превышения опорного кода над кодом управления ограничитель 11 диапазона изменения углов управления выработает узкий импульс, который вызовет сброс опорного кода и появление управляющего импульса с углом а i= пмэкс (фиг, 3);

При углах управления 0 .< а <360/и эл. град правильная работа устройства обеспечивается разрешающим сигналом, Это связано с тем, что в этом режиме значения старших разрядов опорного кода, формируемых преобразователем 8 кодов",равны нулю, а возможностей воздействия нэ младшие разряды опорного кода в данной схеме не существует. "1" разрешающего сигнала появляется в точке естественйого зажигания для очередного вентиля, т.е, в момент перехода соответствующето анодного напряжения через нуль. Сброс разре шающего сигнала в "0" происходит как реакция на смену состояний кода импульсов после срабатывания цифрового комйарэтора, При углах управления ак" 360/и эл. град разрешающий сигнал непрерывно находится в состоянии "1". Информация о моментах смены значений разрешающего сигнала полностью содержится во входных кодах преобразователя 8 кодов . коде зоны и коде импульсов.

Устройство и его функционирование делает ясным принципы программирования

ППЗУ преобразователя 8 кодов для получения нужных значений старших разрядов опорного кода: структура и цена разрядов кода должны соответствовать коду управле- . ния (в примере два разряда опорного кода с выхода преобразователя 8 имеют цену 60 и

120 эл. град); при смене кода зоны периода сети выходной код преобразователя кодов должен нарастать на величину в 360/и эл. град, а при смене кода импульсов — уменьшаться на ту же величину; нуль разрешающего сигнала должен появляться только при углах управления с;, лежащих в диапазоне

0 < а; < 360/и эл. град, где i=1,2,...,n, на интервал (360/n — а эл. град после формирования фронта I-го импульса.

1757057

Формула изобретения

1. Одноканальное цифровое устройство для управления m-фазным и-пульсным вентильным преобразователем, содержащее цифровой компаратор, первая группа Вхо- 5 дов которого использована для подачи управляющего кода, вторая группа — для подачи опорного кода, узел m-нуль-органов, входы которого использованы для подачи m синхронизирующих напряжений; ограничи- 10 тель диапазона изменения угла управления с группой информационных входов о фазе напряжения сети, группой информационных входов о номере импульсов управления вентилями и входом импульсов управления, 15 группой информационных входов о фазе напряжения сети, связанный с выходами узла

m-нуль-органов, формирователь выходных импульсов, преобразователь кодов, узел синхронизации, в состав которого входят 20 последовательно соединенные фазовый детектор, первая группа входов которого использована для подачи синхронизирующих напряжейий, фильтр нижних частот, управляемый генератор импульсов, делитель час- 25 тоты в виде счетчика и формйрователь сигналов обратной связй, выходы которого соединены с второй группой вхоловфазового детектора, о т л и ч а ю щ е е c ÿ тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, 30 оно снабжено формирователем кода импульсов в виде двоично-и-ичного счетчика и эле ментом 2И, а преобразователь кодов снабжен выходом разрешающего сигнала, первая группа входов преобразователя ко- 35 дов подключена к выходам старших разрядов делителя частоты, начиная с разряда с ценой 360/и зл. град, формирующим текущий код циклически сменяемых зон периода сети с длительностью в 360/и эл. рад. 40 вторая группа входов преобразователя кодов соединена с выходами формирователя кодов импульсов, к которым подключены входы формирователя выходных импульсов и группа информационных входов о номере импульсов управления вентилями ограничителя диапазона изменения углов управления, выход которого связан с входом формирователя кода импульсов, кодовые выходы преобразователя кодор соединены со старшими разрядами второй группы входов цифрового компаратора, начиная с разряда с ценой 360/п эл. град, младшие разряды которой соединены с соответствующими младшими разрядами выхода кода делителя частоты, выход разрешающего сигнала преобразователя кодов соединен с входом элемента 2И, второй вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, выход- к входу управляющих импульсов ограничителя диапазона изменения угла управления, преобразователь кодов запрограммирован в соответствии с заданным линейным опорным кодом, обеспечивающим нарастание зйачениий старших разрядов опорного кода на величину в 360/и эл. град при смене кода зойы периода сети и уменьшение их значений на ту же величину при смене кода ймпульсов и законом формирования разрешающего. сигнала, значение которого равно нулю только при углах управления а, лежащих в диапазоне %

<360/п эл. град; где i=1,2,...,n, на интервал

{360/и- а1) эл, град после формирования i-ro импульса.

2. Устройство no n.1, отл ич а ю щеес я тем. что, с целью ускорения процесса синфазирования в переходных режимах. питающий преобразователь сети, фазовый детектор и формирователь сигналов обратной связи выполнены m-фазными, npvi этом первая группа входов фазового детектора использована для подачи m синхрониэирующих напряжений, а вторая rpynna входов соединена с m выходами формирователя сигналов обратной связи;

1757057

fi Я Т 4jfijij Sflj 2E Г Р r Щ 5Yj ГГ,Ф5

4к рассогласобанои dip Цсртнойдшиося режим

4Ы2

1757057

Редактор И.Шулла

Корректор Н.Король

Заказ 3097 Тираж" . Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Датент", r, Ужгород. ул,Гагарина, 101

М

Ф ъ

Э

Составитель А.Шеремет

Техред М.Моргентал