Устройство для управления вентильным преобразователем

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

).

ЬЭ

С0

С0 О

Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам (21) 5041323/07 (22) 1603.92 (46) 15.1033 Бкж йв 37-38 (71) Ивановский филиал Научно-исследовательского ектитута по автоматизированному эпектроприводу (72) Мирошниченко АИ„. Тарасов АЮ„Королев В.М..

Харитонов ЕН„Гречу ее ВА; Кудрявцев В.С. (73) Иванововв филиал Научно-исследовательского иктитута по автоматизированному электропривду (В) RU (11) 2001494 С1 (51) 5 Н ОХ М 7 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬ1М ПРЕО6РАЗОВАТЕЛЕМ (57) Сущность изобретеия: устройство для управления вентильным преобразователем содериоп вычислительный блок 1, блок синхронизации 2, счетчик тактовых импульсов 3, блок распределения и усиления отпирающих импульсов 4, блок датчиков состояния вентилей 5 преобразователя, трограммируемый таймер 6, детмтель тактовой частоты 7 и да|чик чередования фаз 10. 2 зл ф-лы, 7 ил.

2001494

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам импульсно-фазового управления вентильными преобразователями (ВП) с использованием методов цифровой обработки информации, и может быть применено в регулируемом электроприводе постоянного тока.

Известно устройство для управления вентильным преобразователем. содержащее блок вычисления с двумя входами прерывания, блок синхронизации с разделительным трансформатором. счетчики тактовых импульсов и блок распределения и усиления отпирающих импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей преобразователя.

Недостатками этого устройства является сложность аппаратной части, обусловленная применением большого количества радиоэлектронных элементов. и ограничение области применения — для управления нереверсивным (одномостовым) ВП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее вычислительный блок с двумя входами прерывания и выходом тактовой частоты, блок синхронизации с разделительным трансформатором. первичная обмотка которого подключена к питающей сети, счетчики тактовых импульсое с входами тактирования и запуска, блок распределения и усиления отпирающих импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей преобразователя, и блок датчиков состояния вентилей преобразователя входы которого подключены к сети, питающей вентильный преобразователь.

Недостатками данного устройства являются: — сложность конструкции шестиканальных схем блока синхронизации и блока датчиков состояния вентилей ВП; — недостаточная надежность переключения мостов ВП при реверсе за минимальное время, обусловленная отсутствием точной фиксации момента надежного выключения вентилей работавшего моста перед включением вентилей моста. вступающего в работу; — отсутствие информации о величине интервала бестоковой паузы (или угла проводимости вентилей), что препятствует реалиазции алгоритма адаптации регулятора тока к режиму прерывистого тока (например, при использовании устройства в электроприводе) и ограничивает область применения устройства:

55 — необходимость фаэировки напряжения питающей сети, подаваемого на входы блока синхронизации с силовым напряжением. подаваемым на ВП, при вводе устройства в эксплуатацию, Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. повышение надежности и расширение его функциональных воэможностей, Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее вычислительный блок (ВБ) с общей шиной. двумя входами прерывания, портом ввода-вывода и выходом тактовой частоты, блок синхронизации с разделительным трансформатором, первичная обмотка которого подключена к питающей сети, связанные с общей шиной

ВБ, счетчик тактовых импульсов с входами тактирования и запуска и блок распределения и усиления отпирающих импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей преобразователя, и блок датчиков состояния вентилей, входы которого подключены к питающей ВП сети, снабжено программируемым таймером, делителем тактовой частоты и двумя элементами 2И-НЕ, причем программируемый таймер и делитель тактовой частоты связаны с общей шиной ВБ, вход запуска счетчика тактовых импульсов связан с выходом порта ввода-вывода ВБ. выход счетчика тактовых импульсов подключен к входу запуска программируемого таймера и к первому входу прерывания ВБ, входы тактирования программируемого таймера и делителя тактовой частоты связаны с выходом тактовой частоты ВБ, выход программируемого таймера связан с первым входом первого элемента 2И-НЕ, выход делителя тактовой частоты связан с вторым входом первого элемента 2И-НЕ и с первым входом второго элемента 2И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу блока датчиков состояния вентилей ВП. Выход первого элемента 2ИНЕ подключен к входу запуска блока распределения и усиления отпирающих импульсов, а выход второго элемента 2ИНŠ— к второму входу прерывания ВБ. При этом блок синхронизации выполнен одноканальным. а разделительный трансформатор — однофазным, причем вторичная обмотка последнего через последовательно соединенные диод и резистор подключена к входам комп аратора, выход которого подключен к второму входу порта ввода-вывода ВБ. Кроме того, устройство снабжено датчиком чередования фаз, выполненным в виде трех соединенных в звезду резисторов, подключенных соответственно к трем

2001494 фазам сети, питающей ВП, и оптрона, входная цепь которого включена между общей точкой резисторов и одной из выходных клемм ВП, причем выход оптрона подключен к первому входу порта ввода-вывода В Б.

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства для управления трехфазным ВП; на фиг. 2 — принципиальная схема блока синхронизации. на фиг. 3 — принципиальная схема блока распределения и усиления отпирающих импульсов; на фиг. 4— принципиальная схема усилителя мощности отпирающих импульсов; на фиг. 5— принципиальная схема блока датчиков состояния вентилей; на фиг. 6 — принципиальная схема датчика чередования фаз; на фиг, 7 — блок-схема алгоритма управления ВП.

Устройство (см. фиг. 1) содержит ВБ 1, блок 2 синхронизации, счетчик 3 тактовых импульсов, блок 4 распределения и усиления оптирающих импульсов. блок 5 датчиков состояния вентилей, пронраммируемый таймер 6, делитель 7 тактовой частоты, два элемента 2И-НЕ 8, 9 и датчик 10 чередования фаз. ВБ 1 имеет два входа прерывания — 11 и 12, общую шину 13 (шина адреса, данных и управления), выход 14 тактовой частоты, выход 15 и входы 16, 17 порта ввода-вывода. Программируемый таймер 6, делитель 7 и счетчик 3 связаны с общей шиной

13 В 61. Входы тактирования 18, 19. 20 соответственно программируемого таймера 6, делителя 7 тактовой частоты и счетчика 3 связаны с выходом 14 тактовой частоты ВБ

1, Вход 21 запуска счетчика 3 связан с выходом 15 порта ввода-вывода В Б 1, а выход 22 счетчика 3 — с входом 23 запуска программируемого таймера 6 и первым входом 11 прерывания ВБ 1. Выход 24 программируемого таймера 6 связан с первым входом первого элемента 8 2И-НЕ, выход 25 делителя 7 связан с вторым входом первого элемента 8 2И-НЕ и с первым входом второго элемента 9 2И-НЕ. второй вход которого подключен к выходу блока 5 датчиков состояния вентилей. Выход первого элемента 8

2И-НЕ подключен к входу 26 запуска блока

4 распределения и усиления отпирающих импульсов. а выход второго элемента 9 2ИНЕ подключен ко второму входу 12 прерывания ВБ 1: Блок 5 датчиков состояния вентилей и датчик 10 чередования фаз подключены к трем фазам А, В, С сети, питающей ВП 27 с нагрузкой 29, и к одной иэ выходных клемм (например, к клемме "К")

ВП 27, Блок 2 синхронизации (см, фиг. 2) выполнен одноканальным и содержит однофаэный разделительный трансформатор 29, первичная обмотка которого подключена к одной иэ фаз (лгобой) А. В. С и к нейтрали N

55 питающей сети, а вторичная обмотка через последовательно соединенные диод 30 и резистор 31 подключены к входам компаратора 32. выход которого является выходом блока 2 синхронизации, Блок 4 распределения и усиления отпирающих импульсов (см, фиг. 3) состоит иэ регистра-защелки 33, связанного с общей шиной 13 ВБ 1, двух буферных элементов 34 и 35 с выборкой по 2И и двух шестиканальных усилителей 36 и 37 мощности отпирающих импульсов. выходы которых подключены соответственно к управляющим электродам вентилей моста М1 и моста М2 ВП 27. Каждый канал усиления шестиканальных усилителей 36 и 37 мощности может быть выполнен, например, посхеме (см. фиг. 4) транзисторного усилительного каскада с гальваническим разделением входной и выходной цепей. В состав с> емы входят резисторы 38, 39, транзистор 40, импульсный трансформатор 41 и диоды 42, 43, Блок 5 датчиков состояния вентилей (см, фиг. 5) состоит иэ трех датчиков 44, 45, 46 состояния вентилей ВП 27, ин верторного регистра 47 и элемента 48 ЭИ.

Каждый из трех датчиков, например, датчик

44, содержит однофаэный выпрямительный мост 49, подключенный клеммами переменного тока параллельно двум контролируемым вентилям, ограничивающий резистор

50. стабилитрон 50 и оптрон 52, выход которого подключен к входу соответствующего инвертора регистра 47. Выходы инверторов регистра 47 подключены соответственно к входам элемента 48 ЗИ, выход которого является выходом блока 5 датчиков состояния вентилей. Датчик 10 чередования фаэ (см. фиг. 6) содержит три соединенных в звезду резистора 53, 54, 55, подключенных соответственно к фазам А, В, С сети, питающей

ВП 27, и оптрон 56, входная цегь которого включена между общей точкой 57 соединения резисторов 53, 54, 55 и одной из выходных клемм (например "К") ВП 27, а выход оптрона 56 является выходом датчика 10 чередования фаз.

Для реализации устройства могут быть использованы: в качестве ВБ 1 — микросхема К1816ВЕ51 (однокристальная микроЭВМ); элементы 3, 6, 7 —.одна микросхема

КР580ВИ53 (трехканальный программируемый таймер); 8, 9 — К555ЛАЗ (4 элемента

2И-НЕ); 52, 56 — АОТ128 (оптрон) ЗЭ—

К555ИР23 (8-разрядный регистр-защелка);

34, 35 - К555ЛП10 (буферный элемент с выборкой по 2И); 47 — К555ЛН1 (6 элементов

НЕ); 48 — К555ЛИЗ (3 элемента ЗИ).

Устройство для управления ВП работает следующим образом.

2001494

После включения электропитания ВБ 1 реализует алгоритм цифровой одноканальной синхронной системы импульсно-фазового управления (СИФУ) двухмостовым ВП.

Как известно трехфазный ВП за период сетевого напряжения имеет шесть зон проводимости (по 60 эл, градусов), характеризующихся тем, что ток нагрузки в каждой зоне проводимости протекает только черед два определенных вентиля, выбираемых в зависимости от номера эоны проводимости и диапазона угла отпирания вентилей работающего моста, Одноканальная СИФУ построена таким образом, что ее алгоритм запускается в начале каждой эоны проводимости (в точках естественной коммутации вентилей), Код пары вентилей, вступающих в работу, определяется из таблицы кодов. записанной в постоянной памяти ВБ 1, и меняется шесть раэ эа период сетевого напряжения аналогично известному устройству, В предложенном устройстве, в отличие от известного, синхронизация СИФУ от сети осуществляется одноканальным блоком

2 синхронизации(см. фиг, 2). Фазное напряжение со вторичной обмотки разделительного трансформатора 29 через диод 30, ограничивающий резистор 31 подают на входы компаратора 32. На выходе компаратора 32 вырабатывают сигнал в виде прямоугольных импульсов длительностью. равной длительности полпериод сетевого напряжения, и подают на второй вход 17 порта ввода-вывода ВБ 1. Высокий логический уровень этого сигнала соответствует положительному значению напряжения сети на входе блока 2 синхронизации, а низкий логический уровень — отрицательному значению. Выходной сигнал блока 2 синхронизации подают на второй вход порта ввода-вывода ВБ 1. ВБ 1 анализирует этот сигнал и в моменты изменения уровня сигнала (по фронту), соответствующие точ кам естественной комутации вентилей ВП

27, запускает алгоритм СИФУ в начало. Т.к. блок 2 синхронизации за каждые полпериода сетевого напряжения меняет уровень выходного сигнала только один раз, то. запуск алгоритма СИФУ в начале производят только в одной зоне проводимости. а в двух следующих зонах проводимости запуск алгоритма СИФУ в начало производят программно путем отсчетат от первой точки естественной коммутации интервалов времени, равных соответственно 1/6 и 1/3 периода сетевого напряжения (т.е. через 60 и

120 эл. градусов).

Временная задержка включения вентилей ВП 27 относительно точек естественной

55 коммутации (угол отпирания вентилей) в огличие от известного устройства, обеспечивают с помощью только одного счетчика 3.

При этом заданную величину задержки включения вентилей в виде двоичного числа передают в ВБ 1 по общей шине 13 и записывают во внутренний регистр счетчика 3.

Импульсы тактовой частоты ВБ 1 с выхода

14 поступают на вход тактирования 20 счетчика 3. Алгоритм управления реализован таким образом, что в моменты естественной коммутации вентилей ВП 27 ВБ 1 на выходе

15 порта ввода-вывода формирует сигнал, запускающий счетчик 3 по входу 21, после чего каждый тактовый импульс на входе 20 уменьшает содержимое счетчика 3 на единицу до тех пор, пока оно не станет равным нулю. В этот момент на выходе 22 счетчика

3 формируют узкий прямоугольный импульс, который запускает по входу 23 программируемый таймер 6, вырабатывающий импульс длительностью, обеспечивающей надежное отпирание вентилей (длительность импульсов устанавливают в зависимости от характера нагрузки 28). С выхода 24 программируемого таймера 6 широкий прямоугольный импульс поступает на первый вход первого элемента 8 2И вЂ” НЕ, на второй вход которого с выхода 25 делителя 7 тактовой частоты непрерывно поступают импульсы частотой примерно 50 кГц, получаемые. делением тактовой частоты, поступающей с выхода 14 В Б 1 на вход 19 делителя 7. Таким образом, на выходе первого элемента 8 2ИНЕ после отсчета заданной временной задержки от точек естественной коммутации вентилей ВП 27 формируют "пачку" импульсов частотой 50 кНц заданной длительности, которая поступает на вхоД 26 запуска блока 4 усиления и распределения управляющих импульсов и разрешают прохождение импульсов на управляющие электроды вентилей.

Импульс с выхода 22 счетчика 3, кроме того, поступает на первый вход 11 прерывания ВБ 1, вызывает прерывание основной программы СИФУ и инициирует выполнение подпрограммы выбора вентилей и моста ВП27. При этом ВБ 1; аналогично известному устройству, выбирает из постоянной памяти в соответствии с номером текущей зоны проводимости ВП 27 и диапазоном угла отпирания вентилей код, соответствующей той паре вентилей и того моста. которые должны вступить в работу в данный момент, и передает этот код в виде однобайтного числа по общей шине 13 в регистр-защелку 33 блока 4 распределения и усиления отпирающих импульсов, Этот код сохраняется в регистре-защелке 33 и

2001494

1Ï соответственно на входах буферных элементов 34, 35 до следующего цикла записи в очередной зоне проводимости. В однобайтном коде младшие шесть бит определяют номера вентилей, которые должны вступить в работу. при этом "1" включает, а "0" выключает соответствующий вентиль, Старшие же два бита передаются с регистра 33 на первые входы выборки буферных элементов 34, 35 соответственно и определяют выбор вступающего в работу моста, при этом "0" разрешает, а "1" запрещает работу моста. На вторые входы выборки буферных элементов 34, 35 в моменты отсчета заданной временной задержки включения вентилей подается "пачка" импульсов с выхода первого элемента 8 2И вЂ” НЕ. Буферные элементы 34 и 35 пропускают управляющий код на усилители мощности 36 или 37 только тогда, когда на оба входа выборки этих элементов поданы сигналы низкого уровня, Поэтому управляющий код на выходе буферных элементов 34, 35 и соответственно на входах усилителей мощносги 36, 37 появляется только в момент прихода "пачки" импульсов на вход 26 запуска, причем этот код промодулирован во времени частотой заполнения "пачки" импульсов (т.е. 50 кГц). Практически получается, что "пачка" импульсов проходит через те каналы буферных усилителей 34, 35, на входы которых был подан логический сигнал высокого уровня. Усилители мощности 36, 37 обеспечивают усиление импульсов до уровня, необходимого для надежного включения вентилей ВП 27, В каждом канале усиления импульсы управления через токоограничивающие резисторы 38, 39 подаются на базу транзистора 40, коллекторной нагрузкой которого является первичная обмотка импульсного трансформатора 41. Защиту транзистора 40 от ЭДС самоиндукции обеспечивают диодом 42. С выходной обмотки импульсного трансформатора 41 через диод

43 отпирающие импульсы подают на управляющие электроды соответствующих вентилей ВП 27.

Формирование отпирающих импульсов в виде "пачки" импульсов требуемой длительности обеспечивает, во-первых, более устойчивую работу ВП с индуктивной нагрузкой 28 по сравнению с известным устройством; во-вторых, обеспечивает снижение габаритов блока 4 распределения и усиления импульсов за счет использования малогабаритных импульсных трансформаторов 41.

Для реализации алгоритмов переключения (реверса) мостов М1 и М2 ВП 27 аналогично известному устройству применен

55 блок 5 датчиков состоянич вентилей. Однако он состоит только из трех датчиков 44, 45.

46 состояния вентилей ВП 27, ч о упрощает конструкцию устройства. Работа каждого из датчиков 44, 45, 46 основана на том, что когда вентиль заперт, к нему приложено значительное напряжение, а когда он открыт напряжение на нем близко к нулю. Это напряжение выпрямляют мостом 49, ограничивают до некоторого уровня резистором

50 и стабилитроном 51 и подают на вход оптрона 52. Если вентиль закрыт, то на выходе оптрона 52 появляется логический сигнал низкого уровня, соответствующий отсутс вию тока через контролируемый вентиль; если же вентиль открыт, то напряжение на н;.;и близко к нулю и на выходе оптрона появляется логический сигнал высокого уровня. Логические сигналы всех датчиками 44, 45, 46 инвертируют регистром

47 и подают на входы элемента 48 ЗИ. На выходе элемента 48 ЗИ появляется логический сигнал высокого уровня в том случае, если во всех вентилях обоих мостов ток отсутствует. Если же хотя бы один из вентилей

ВП 27 будет находиться в открытом состоянии, то на выходе элемента 48 ЗИ будет сигнал низкого уровня. Для исключения сквозного короткого замыкания при переключении мостов М1 и М2 Bll 27 необходимо не голько фиксировать момент окончания протекания тока во всех вентилях работающего моста, Но и производить определенную задержку включения вступающего в работу моста, необходимую для надежного закрытия вентилей. Величина этой задержки определяется временем рассась:вания носителей в полупроводниковой структуре вентиля (около 400 мкс). Для реализации этого алгоритма переключения мостов М1 и М2 ВП 27 сигнал блока 5 датчиков состояния вентилей подают на второй вход второго элемента 9 2И-НЕ, иа второй вход которого постоянно подают импульсы частотой 50 кГц с делителя 7 — тактовой частоты, На выходе элемента 9 2И-НЕ импульсы частотой 50 кГц появляются только при наличии на выходе блока 5 датчиков состояния вентилей логического сигнала высокого уровня, т.е. в моменты, когда все вентили обоих мостов М1 и М2 находятся в закрытом состоянии. С выхода элемента 9

2И-НЕ эти импульсы по первому входу прерывания 11 подают в ВБ 1 для точного отсчета выдержки времени между моментом поступления в ВБ 1 команды на переключение мостов М1 и М2 (реверс ВП 27) и началом выполнения подпрограммы реверса.

Алгоритм переключения мостов М1 и М2 построен таким образом. что при поступле2001494

12 чии команды на реверс в ВБ 1. последний записывает в свой внутренний счетчик отрицательное число, равное по абсолютной величине частному от деления заданной выдержки времен на период частоты50 кГц (например, для реализации выдержки времени, равной 400 мкс, это число равно минус 20). ВБ 1 увеличивает записанное число на единицу каждый раз, когда сигнал на его входе 11 переходит с высокого уровня на низкий. После отсчета заданного числа (заданной выдержки времени) происходит переполнение счетчика ВБ 1, что вызывает прерывание основной программы СИФУ и переход к подпрограмме обслуживания реверса. В этой подпрограмме ВБ 1 производит изменение старших битов в кодах, передаваемых в блок 4 распределения и усиления управляющих импульсов, и тем самым производит переключение мостов М1 и

М2 ВП 27.

Использование делителя 7 тактовой частоты в совокупности с блоком 5 датчиков состояния вентилей, элементом 9 2И-НЕ и

ВБ 1 позволяет повысить надежность переключения мостов М1 и М2 при реверсе ВП по сравнению с известным устройством, за счет более точного отсчета заданной выдержки времени, а также позволяет производить реверс за минимально возможное для данного типа вентилей ВП время, что необходимо для построения ВП с высокими динамическими свойствами. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет измерять величину бестоковой паузы (или угла проводимости вентилей) в режиме прерывистых токов, что необходимо для построения программными средствами адаптивного регулятора тока при использовании устройства в электроприводе (см. например. А.В.Баширин. В,А.Новиков, Г.Г,Соколовский. Управление электроприводами. Л.:

Энергоиэдат, 1982, — 392 с.. с, 306-309). Так как бестоковая пауза соответствует закрытому состоянию вентилей ВП 27 и, соответственно, высокому уровню сигнала на выходе блока 5 датчиков состояния вентилей, то величину бестоковой паузы определяют путем подсчета числа импульсов частотой 50 кГц на выходе элемента 9 2ИНЕ эа время существования сигнала высокого уровня на выходе блока 5 датчиков состояния вентилей.

Введенная в предлагаемое устройство автоматическая синхрониэция (автофазировка СИФУ с напряжением трехфазной силовой сети, питающей ВП, предназначена для исключения аварийного режима, возникающего при включении устройства в работу в слччае неправильного подключе5

55 ния его к питающей сети. Дело в том, что цепь синхронизации (первичная обмотка разделительного трансформатора 41 блока

2 синхронизации и силовая цепь (клеммы А, В, С) ВП 27 подключают к питающей сети через различные коммутационные и защитные аппараты. Поэтому, а также в силу ошибочных действий электроперсонала, вероятность нарушения синхронизации этих цепей при монтаже устройства или при подключении его к сети достаточно велика.

Автоматическая фаэировка СИФУ производится сразу после включения преобразователя в работу следующим образом.

Вначале ВБ 1 определяет какая из фаз А, В, С питающей сети, подключенных к ВП 27 соединена с входом блока 2 синхронизации (т.е. проводят идентификацию фаэ цепи синхронизции и силовой цепи преобразователя). Затем определяют порядок чередования фаэ и далее выбирают из постоянной памяти ВБ 1 ту последовательность кодов управляющих импульсов, которая соответствует фактическому подключению фаэ питающей сети к устройству.

Принцип автофазировки состоит в том, что в моменты, когда логический сигнал на выходе блока 2 синхронизации имеет высокий уровень, на управляющий электрод вентиля В1 моста М1 (в том случае. когда светодиод оптрона 56 датчика 10 чередования фаэ подключен анодом к выходной клемме "К" ВП 27) постоянно подают отпирающие импульсы и измеряют уровень сигнала на выходе датчика 10 чередования фаэ через интервал 30, 90, 150 эл. градусов относительно положительного фронта сигнала на выходе блока 2 синхронизации.

Полученный результат в виде трехразрядного двоичного кода фиксируют в одном из регистров (например, Х1) оперативной памяти ВБ 1. Затем вентиль В1 выключают и в следующий момент, когда сигнал на выходе блока 2 синхронизации имеет высокий уровень, аналогичным образом последовательно включают сначала вентиль ВЗ, затем вентиль В5. а результаты измерения состояния датчика 10 фиксируют в двух других регистрах (например Х2. Х:Ц. Далее анализируют значения регистров Х1, Х2, ХЗ. В том случае, если включаемый вентиль был подключен анодом к той же фазе, что и блок 2 синхронизации, трехраэрядный код в соответствующем регистре должен быть равен нулю Х-000, т.к. в течение scего попуоериода напряжения, когда зта фаза имела положительное значение. сигнал на выходе блока 2 синхронизации имел высокий уровень, а датчик 10 чередования фаз на выходе имел логический сигнал низкого уровня. по13

2001494 скольку через светодиод оптрона 56 практически втечение всего полупериода протекал ток. Таким образом идентифицируется номер фазы, подключенной к блоку 2 синхронизации, относительно фаэ, подключенных 5 к выпрямительным мостам ВП 27.

В двух других регистрах Х могут быть только два кода 110 и 011, т.к. две другие фазы смещены относительно идентифицированной на +120 эл, градусов, а через све- 10 тодиод оптрона 56 ток мог протекать только при положительном значении напряжения соответствующих фаз, Причем, если вентилю, включаемому сразу же после вентиля идентифицированной фазы соответствует 15 код 110, то порядок чередования фаэ, подключенных к ВП 27 прямой. если же код равен 011, то обратный, Следовательно, введение датчика 10 чередования фаэ и реализация изложенного 20 ваше алгоритма идентификации фаэ позволяет производить автоматическую физировку СИФУ независимо от того, к какой из фаэ

А. В или С подключена первичная обмотка разделительного трансформатора 41 блока 25

2 синхронизации и в каком порядке подключены клеммы А. В, С на входе ВП 27 к фазам питающей сети.

Изложенному алгоритму управления

ВП соответствует блок-"хема на фиг. 7, 30

Блок A1: начальная установка и инициализация ВБ 1.

Блоки А2-А8: автофаэировка СИФУ после включения электропитания. При этом: блок А2 — ожидание высокого уровнч 35 логического сигнала от блока 2 синхронизации; блок АЗ вЂ” подача отпирающих импульсов на вентиль В1, измерение уровня сигнала на выходе датчика 10 чередования фаз 40 через 30, 90, 150 эл. градусов от момента появления положительного фронта сигнала блока 2 синхронизации и запись трехразрядного кода состояния в регистр Х1 оперативной памяти ВБ1; 45 блоки А4, Аб — аналогичны блоку А2; блоки AS, А7 — аналогичны блоку АЗ, только отпирающие импульсы подаются на вентили ВЗ, В5 соответственно. а код состояния записывается в регистры Х2, Х3; 50 блок А8 — идентификация фаэ, определение порядка чередования фаз по кодам в регистрах Х1, Х2. ХЭ ВБ 1 и выбор из постоянной памяти ВБ 1 той таблицы кодов управляющих импульсов. которая 55 соответствует фактическому подключению устройства к фазам питающей сети.

Блок А9: — начальная установка номера

N зоны проводимости ВП 27. М вЂ” 1

Блок А10: ожидание из - ения уровня сигнала (фронта) от блока 2 си хронизации.

Блок А11: — начальная установка номера

M точки естественной коммутации ВП 27: М вЂ” 1.

Блок А12: загрузка с выхода 15 порта ввода-вывода ВБ 1 в счетчик 3 по входу 21 запуска числа, определяющего заданную временную задержку импульсов управления (угол отпирания вентилей) от точки естественной коммутации вентилей ВП 27 и запуск счетчика 3.

Блок А13: расчет временной задержки импульсов управления для следующей эоны проводимости ВП 27 и анализ необходимости переключения мостов М1 и М2 (реверса

ВП).

Блок А14: разрешение прерывания основной программы СИФУ при поступлении в Bb 1 .оманды реверса и запись в ВБ 1 чи-,.аа. определяющего временную задержку переключения мостов ВП 27, Блок А15: N = N" 1 — инкремент номера зоны проводимости ВП 27.

Блок А16: если N > 6, то переход на блок

А9.

Блок А17: М = М - 1 — инкр. мент номера точки естественной коммутации ВП 27.

5 ок А18: если Ы = 2 или 3, то переход на блох А11, ecnv, же М > 3, то переход на блок А10. При з-ом программу составляют таким образом, чтобы время, затрачиваемое

BE 1 на обработку блоков A11 — А18. было равно 1/6 периода сетевого напряжения (60 эл. градусов).

Подпрограмма выбора вентилей и моста ВП 27 реализована блоками В1 — 84.

Блок В1: начало подпрограммы выбора вентилей и моста ВП 27.

Блок 82: выбор кода импульсов управления ВП из постоянной памяти в зависимости от номера N зоны проводимости и диапазона угла отпирания вентилей.

Блок ВЗ: згщелкивание в регистре-защелке 33 однобайтного кода, определяющего номер пары вентилей и номер моста. вступающего в работу.

Блок В4: окончание подпрограммы выбора вентилей и моста ВП 27 и переход к основной программе. Подпрограмма обслуживания реверса реализована блоками С1—

С4.

Блок С1: начало подпрограммы обслуживания реверса.

Блок С2: изменение номера работающего моста в регистре-защелке 33.

Блок СЗ: запрещение прерывания основной программы СИФУ при отсутствии команды реверс .

2001494

5

20

Блок С4: окончание подпрограммы обслуживания реверса и переход к основной программе СИФУ.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным устройством обеспечивает: — повышение надежности переключения мостов Bll при реверсе за минимальное время, повышение устойчивости раборы ВП на индуктивную нагрузку, а также уменьшение габарита блока распределения и усиления отпирающих импульсов — зэ счет введения делителя. программируемого таймера, двух элементов 2И-НЕ, их взаимосвязей с остальными элементами устройства, а также соответствующих алгоритмов управления; — упрощение конструкции, блока синхронизации и блока датчиков состояния вентилей; — исключение аварийных режимов и сокращение затрат времени на наладку при

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ пРеОВРАэОВАтелем, содержащее вычислительный блок с входами определения момента включения вентилей. выходом тактовой частоты, выходами сигнала момента естественной коммутации вентилей и задания величины задержки на включение вентилей, блок синхронизации с разделительным трансформатором, первичная обмотка которого предназначена для подключения к питающей сети, выход блока, синхронизации подключен к входу синхро- З5 низации вычислительного блока, счетчик тактовых импульсов с информационным. входом, входами тактирования и запуска и блок распределения и усиления отпирающих импульсов с входом запуска и инфор- 40 мационным входом, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам вентилей преобразователя, информационный вход - к выходу задания номера моста и номера вентиля 45 вычислительного блока, и блок датчиков состояния вентилей преобразователя, входы которого предназначены для подключения к сети, питающей вентильный преобразователь, отличающееся тем, что50 оно снабжено программируемым таймером, делителем тактовой частоты с информационными входами, входами тактирования и запуска, двумя элементами

2И-НЕ, а вычислительный блок снабжен55 входом определения момента реверса, выходом задания длительности управляющего импульса и выходом задания коэффициента деления, причем информационные вводе устройства в эксплуатацию — за счет введения в устрйоство датчика чередования фэз и алгоритма автоматической фазировки

СИФУ с напряжением трехфаэной сети, питающей ВП; — расширение функциональных возможностей устройства при реализации регуляторов тока с адаптацией к режиму прерывистого тока — за счет получения информации о величине бестоковой паузы (или угла проводимости вентилей ВП) и реализации соответствующих алгоритмов в В6.

Следовательно, предлагаемое устройство обеспечивает достижение поставленной цели. (56) Авторское свидетельство СССР

М 1146781, кл. Н 02 P 11/00, 1984, Авторское свидетельство СССР (Ф 1206951. кл, Н 02 Н 7!12, 1985. входы программируемого таймера и делителя тактовой частоты связаны соответственно с выходом задания длительности отпирающего импульса и с выходом задания коэффициента деления вычислительного блока, а входы тактирования - c выходом тактовой частоты вычислительного блока, вход запуска счетчика тактовых импульсов связан с выходом сигнала момента естественной коммутации вентилей, информационный вход счетчика связан с выходом задания величины задержки включения вентилей, выход счетчика тактовых импульсов подключен к входу запуска программируемого таймера и входу определения момента включения вентилей вычислительного блока. выход программируемого таймера связан с первым входом первого элемента 2И-НЕ, выход делителя тактовой частоты связан с вторым входом первого элемента 2И-НЕ и с первым входом второго элемента 2И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу блока датчиков состояния вентилей преобразователя, выход первого элемента 2ИНЕ подключен к входу запуска блока распределения и усиления отпирающих импульсов, э выход второго элемента 2ИНЕ подключен к входу определения момента реверса вычислительного блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком чередования фаз, а вычислительный блок - входом определения чередования фаз питающей сети, причем датчик чередования фаз выполнен в виде трех соединенных в звезду резисторов, подключенных к соответству2001494

2Э 30 Э .

-(8и ) 1

3" Риг,2

34

aM1

vM2

Тиг,З

4, б ющим фазам сети, питающей вентильный преобразователь, и оптрона, входная цепь которого подключена между общей точкой соединения резисторов и одной из выходных клемм вентильного преобразователя, а выходная цепь оптрона подключена к входу определения чередования фаз питающей сети вычислительного блока.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что блок синхронизации выполнен одноканальным, а разделител,. ый трансформатор - однофазным, причем один конец вторичной обмотки последнего через последовательно соединенные диод и резистор подключена к одному входу компаратора, другой конец - к другому входу компаратора непосредственно. выход компаратора использован как выход блока

10 синхронизации.

2001494

2001494 (й!!

617

Г !

7 иг. 7

Составитель А. Мирошниченко

Редактор Н. Семенова Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Закаэ 3131

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-Э5, Раушская наб., 4/5

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