Устройство для цифрового управления тиристорно-импульсным преобразователем

 

(i ц 752742

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.02.78 (21) 2577246/24-07 с присоединением заявки ¹ (51) М. К, Н 02Р 13/16

Государственный комитет (23) Приоригег (53) УДК 621.314.27 (088.8) но лелем азов етений (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень Л" 28 и открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Авторы изобретения

А. Я. Калиниченко и В. С. Гончаров (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Настоящее изобретение относится к устроиствам управления тиристорными импульсными преобразователями постоянного тока.

Известно устройство для цифрового управления тиристорно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, подключенный к тактовому счетчику, логическими выходами соединенному с одними входами дешифратора, к другим 0 входам которого подключены логические выходы реверсивного счетчика, суммирующим и вычитающим входом соединенного через элементы И с выходом набора и возврата позиций управляющего блока, триг- 15 гер знака, раздельными входами подключенный к выходам дешифратора, а раздельными выходами соединенный с элементами

И. Однако такое устройство не обеспечивает одновременного регулирования напряже- 20 ния ослабления поля и реверсирования.

Наиболее близким по технической сущ,ности к изобретению является устройство для цифрового управления широтно-импульсным преобразователем, содержа- 25 щее задающий генератор, соединенный с тактовым счетчиком, логическими выходами подключенным к дешифратору, а управляющим выходом соединенным с элементом И, вторые входы дешифратора под- 30 ключены к логическим выходам реверсивного счетчика, суммирующим и вычитающим входами соединенного с выходом набора и возврата позиций управляющего блока, а выходами — с элементами И, выходами подключенными к триггеру знака, выходы дешифратора подключены к элементам ИЛИ, И, а последний выход дешифратора подключен к входу элемента НЕ и к раздельному входу триггера знака. Однако такое решение также не обеспечивает регулирования напряжения, поля и реверсирования. Кроме того, подключение элементов И к выходам дешифратора существенно увеличивает габариты, снижает надежность, так как количество последних зависит от числа позиций.

Целью изобретения является расширение области применения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для цифрового управления преобразователем снабжено дополнительным триггером знака. а управляющий блок снабжен режимными выходами, при этом раздельные входы дополнительного триггера знака подключены к режимным выходам управляющего блока, один раздельный выход дополнительного триггера знака подключен ко входам восьмого и девятого эле752742

65 ментов И, первый из которых другим входом соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, второй — с выходом второго элемента ИЛИ, упомянутый выход дополнительного триггера знака подключен ко второму входу первого элемента И, второй раздельный выход дополнительного триггера знака соединен с одними входами десятого и одиннадцатого элементов И, вторыми входами подключенных к управляющему выходу тактового счетчика, один вход триггера знака подключен к последнему выходу дешифратора, а выход элемента HE подсоединен к входу третьего элемента И.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — силовая схема тиристорного импульсного преобразователя, обеспечивающего регулирование напряжения, ослабление поля и реверсирование тока в обмотке возбуждения.

Устройство для управления на фиг. 1 содержит задающий генератор 1, соединенный с тактовым счетчиком 2, который логическими выходами подключен к дешифратору 3, другими входами соединенному с логическими выходами реверсивного счетчика 4. Суммирующий вход 5 и вычитающий вход 6 реверсивного счетчика соединены с выходом 7 набора, с выходом 8 возврата позиций управляющего блока 9 через третий элемент И 10, пятый элемент И

11, второй элемент И 12 и четвертый элемент И 13.

Режимные выходы 14, 15 управляющего блока подключены к раздельным входам дополнительного триггера 16 знака, раздельные выходы 17, 18 которого подключены к одним входам одиннадцатого, десятого, первого, восьмого и дсвя: ого элементов И соответственно 19 — 23. Выход элемента И 24 подключен к входу элемента

И 21. Другие входы элементов И 19, 20, 21 подключены к управляющему выходу 25 тактового счетчика. Второй вход элемента

И 22 подключен к выходу первого элемента

ИЛИ 26, к которому также подключен один вход шестого элемента И 27, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ

28, входом соединенного с последним выходом 29 дешифратора. Последний выход

29 дешифратора, определяющий номинальное напряжение на двигателе, подключен также к выходу элемента И 27 и к первому раздельному входу 30 триггера знака

31, второй раздельный вход которого подключен к выходу 32 реверсивного счетчика.

Раздельные выходы 33, 34 триггера знака

31 подключены к элементам И 11, 12, 13, 24, а также к входу 35 дешифратора, по которому поступает блокирующий сигнал.

Второй вход элементов И 24, 23 подключен к выходу второго элемента ИЛИ 36, своими входами подключенного к выходам дешифратора. Выход 37 управляющего блока подключен к задающему генератору 1

40 и к реверсивному счетчику 4. Выход элемента И 21 подключен к выходу элемента

И 24, а выход элемента И 23 подключен к выходу элемента И 20.

Тиристорный импульсный преобразователь иа фиг. 2 содержит главные тиристоры 38, 39, анодами подключенные к положительному полюсу источника питания

40 и к коммутирующему конденсатору 41, к другой обкладке которого анодами подключены коммутирующие тиристоры 42, 43.

Катоды коммутирующих тиристоров 42, 43 через коммутирующие диоды 44, 45 подключены к коммутирующему дросселю 46, другим выводом соединенному с анодами коммутирующих тнристоров. К катоду глаьного тиристора 38 подключены обмотка 47 последовательного возбуждения, а также анод первого дополнительного тиристора 48 и катод обратного диода 49, анод которого подключен к тяговому двигателю 50, к аноду блокирующего диода 51 и к отрицательному полюсу источника питания 40. К катоду главного тиристора 39 подключена обмотка возбуждения 47 вторым выводом, анод второго дополнительного тиристора 52 и катод блокирующего диода 51. К катодам дополнительных тиристоров 48, 52 подключен двигатель 50 вторым выводом.

Данный преобразователь позволяет обеспечить регулирование напряжения на двигателе, выполнять регулирование ослабления поля и реверсировать ток в обмотке возбуждения для изменения направления вращения якоря и в обоих режимах обеспечивать ослабление поля. Причем ослабление поля, реверсироваиие, а также изменение напряжения на двигателях достигается путем ьк,иочепия в раооту одних и тех же тиристоров.

Например, при движении вперед происходит одновременное открытие главного тиристора 38 и второго дополнительного тиристора 52. При этом напряжение от источника питания 40 прикладывается к обмотке 47 возбуждения и к двигателю 50.

В данный период проходит через обмотку возбуждения и якорь двигателя 50 один и тот же ток. Коммутирующий конденсатор

41 в этот момент перезаряжается на обратную полярность через диод 44 и коммутирующий дроссель 46. Для прекращения подачи напряжения на двигатель производится открытие коммутирующего тиристора 42.

Режим ослабленного поля достигается путем включения в работу первого дополнительного тиристора 48. Рассогласование во времени включения тиристора 48 относительно коммутирующего тиристора 42 будет определять степень ослабления поля.

Регулирование поля осуществляется после выхода на номинальный режим, когда коэффициент заполнения стабилизирован, в этом случае смещение во времени откры752742 гия тиристора 48 происходит в обратном направлении.

Для изменения направления движения происходит изменение направления тока в обмотке 47 возбуждения. В этом режиме происходит одновременное открытие главного тиристора 39 и первого дополнительного тиристора 48. Ток в обмотке возоуж дения при этом меняет направление (пунктирная линия при сохранении прежнего направления тока в якоре двигателя 50).

Для прекращения подачи напряжения на двигатель происходит открытие второго коммутирующего тиристора 43. Ослабление поля, которое начинается прн выходе на номинальный режим, производится включением в работу второго дополнительного тиристора 52, перед открытием коммутирующего тяристора 43. Увеличение рассогласования во времени открытия тиристора

52 относительно тиристора 43 будет приводить к увеличению степени ослабления поля благодаря уменьшению тока обмотки возбуждения по сравнению с током якоря.

Первоначально по выходу 37 управляющего блока 9 подается сигнал, устанавливающий реверсивный счетчик 4 в исходное состояние и олокирующий работу задающего генератора 1. При поступлении первого сигнала по выходу 7 набора позиций управляющего блока 9, сигнал с выхода 37 снимается, вводя в работу задающий генератор 1. Прп движении, например, вперед по режимному выходу 14 управляющего блока подается сигнал на раздельный вход триггера знака 16, устанавливающий последний в состояние, при котором появляется сигнал на его раздельном выходе 18, который поступает на одни входы элементов И 19, 20. Так как на последнем выходе

29 дешифратора 3 на данной стадии регулирования сигнал отсутствует, нл выходс элемента HE 28 появляется потенциальный сигнал, который поступает на один вход элемента И 10, благодаря чему управляющие импульсы с управляющего блока 9 проходят на суммирующий вход 5 реверсивного счетчика 4.

Триггеры тактового счетчика 2 при поступлении импульсов от задающего генератора 1 изменяют свои состояния, при этом при изменении состояния триггера старшего разряда на выходе 25 счетчика 2 будут появляться импульсы, которые, поступая на одни входы элементов И 19, 20, на другие входы которых следует сигнал с дополнительного триггера знака 16, следуют на главный 38 и второй дополнительный тнристор 52. Матрица дешифратора 3 набрана таким образом, что при совпадении состояний реверсивного и тактового счетчика на одном из выходов дешифратора будут появляться импульсы, смещенные относительно импульсов, следующих по выходу

25, на

Д1=И, (1) т где о= — n — дискретность квантования периода регулирования;

Т вЂ” период переключения тиристоров; тт — число триггеров в счетчиках;

lг — число импульсов, поступивших по суммирующему входу 5 на реверспвный счетчик 4.

Эти импульсы, поступая па первый элемент ИЛИ 26, проходят на один вход элемента И 27, на другой вход которого поступает потенциальный сигнал с элемента HE

28. С выхода элемента И 27 импульсы, смещенные во времени на (1) относительно импульсов, поступающих по выходу 25, проходят на коммутирующий тпристор 42, приводя к закрытию главного тпрпстора 38.

По мере поступления импульсов по суммирующему входу 5 реверсивного счетчттт<я

4 значение (1) увеличивается.

При достижении номинального режима появляется сигнал на выходе 29 дешифратора 3, который, поступая на вход 30 триггера знака 31, переводит его в состояние, прп котором появляется сигнал на раздельном выходе 33, который следует на элементы И 12, 11. 24. На выходе элемента HE

28 сигнал исчезает.

Одновременно по выходу 29 импульсы поступают на вход элемента И 27, следуя на коммутирующий тпристор 42, фттксттруя коэффициент заполнения. Далее наступает режим ослабленття поля. Последующие пмпульсьт. появляющиеся нл выходе 7 наборл позиций управляющего блока 9, проходят через элемент И 11 нл выштающпй вход

6 реверсивного счетчика 4, приводя к уменьшению значенття (1). На данной стадттп регулирования импульсы по выходам дешифратора, поступая через второй элемент ИЛИ 36 на один вход элемента И 24, на другой вход которого следует сигнал с выхода 33 триггера знака, следуют на первый дополнительный тпрпстор 48. По мере поступления импульсов на вычптлющпй вход 6 реверсивного счетчттт<а 4 производится уменьшение (1), т. е. увелпчсште рассогласованття го врементт открытия тиристора 48 относительно коммутирующего тиристора 42 и увеличение степени ослабления поля.

Для усиления поля импульсы от управляющего блока 9 поступают уже по выходу

8 возврата позиций вначале через элемент

И 12 на суммирующий вход 5 реверсивного счетчика, увеличивая (1) н тем самым уменьшая рассогласование во времени открытия дополнительного тпрпстора 48 относительно коммутирующего тпрпстора 42.

После выхода на полное поле по выходу

32 реверсивного счетчика 4 подается сттгна,ч

752742 на один раздельный вход триггера 31 знака, переводя его в состояние, при котором с выхода 33 сигнал исчезает, а появляется на выходе 34, поступая далее на один вход элемента И 13. Одновременно исчезает сигнал с последнего выхода 29 дешифратора 3.

Далее импульсы с выхода 8 возврата позиций поступают через элемент И 13 на вычитающий вход 6 реверсивного счетчика, приводя к уменьшению сдвига во времени между импульсами, следующими по выходу 25 тактового счетчика и по выходу элемента И 27, на второй вход которого начал поступать сигнал с элемента НЕ 28.

Для движения в противоположном направлении (для обеспечения вращения якоря в противоположном направлении) по режимному выходу 15 управляющего блока

9 подается сигнал на раздельный вход дополнительного триггера знака 16, на выходе 17 которого появляется потенциальный сигнал, поступающий на одни входы элементов И 21, 22, 23. При таком состоянии импульсы, следующие с тактового счетчика

2 по выходу 25, поступая на вход элемента

И 21, следуют на второй главный тиристор

39 и одновременно, поступая на выходэлемента И 24, следует также на первый дополнительный тиристор 48. Для закрытия главного тиристора 39 импульсы поступают по выходу элемента И 22, следуя с выхода первого элемента ИЛИ 26. Стабилизация коэффициента заполнения при достижении номинального режима достигается подачей импульсов с последнего выхода 29 дешифратора через элемент И 22 на второй коммутирующий тиристор 43. Ослабление поля в данном режиме достигается при подаче с выхода элемента И 23 импульсов на выход элемента И 20 и далее — на второй дополнительный тиристор 52. На элемент

И 23 импульсы с дешифратора 3 поступают через элемент ИЛИ 36. Работа остальных элементов устройства аналогична режиму, описанному ранее.

Таким образом, при построении устройства для цифрового управления в соответствии с описанием предоставляется возможность обеспечить управление тиристорно-импульсным преобразователем напряжения, тиристорным регулятором поля и тиристорным реверсированием, расширяя тем самым область применения устройства для цифрового управления.

Упрощение устройства достигается благодаря применению одного элемента И, подключенного к выходу элемента ИЛИ и соответствующим образом подключенного к триггеру знака, что исключает из устройства элементы И, подключенные к выходам

I0

60 дешифратора, число которых, например, для 8-разрядных счетчиков (без последнего выхода дешифратора) составляет 510 штук.

Формула изобретения

Устройство для цифрового управления тиристорно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, соединенный с тактовым счетчиком, управляющим выходом соединенным с первым элементом

И, а логическими выходами подключенным к дешифратору, другими входами подключенному к логическим выходам реверсивного счетчика, суммирующим и вычитающим входами подключенного соответственно к выходам второго и третьего, четвертого и пятого элементов И, входами подключенных к суммирующим и вычитающим выходам управляющего блока, вторые входы второго, четвертого и пятого элементов И подключены к раздельным выходам триггера знака, выходы дешифратора, кроме последнего, подключены ко входам первого и второго элементов ИЛИ, выход каждого из упомянутых элементов ИЛИ подключен соответственно ко входам шестого и седьмого элементов И, второй вход шестого элемента И подключен к выходу элемента

НЕ, входом подключенного к последнему выходу дешифратора, один вход триггера знака подключен к информационному выходу реверсивного счетчика, выходы триггера знака подключены к управляющему входу дешифратора, к другому входу седьмого элемента И и входам трех других элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения области его применения и упрощения, оно снабжено дополнительным триггером знака, а управляющий блок снабжен режимными выходами, при этом раздельные входы дополнительного триггера знака подключены к режимным выходам управляющего блока, один раздельный выход дополнительного триггера знака подключен ко входам восьмого и девятого элементов И, первый из которых другим входом соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, второй — с выходом второго элемента ИЛИ, упомянутый выход дополнительного триггера знака подключен ко второму входу первого элемента И, второй раздельный выход дополнительного триггера знака соединен с одними входами десятого и одиннадцатого элементов И, вторыми входами подключенных к управляющему выходу тактового счетчика, один вход триггера знака подключен к последнему выходу дешифратора, а выход элемента НЕ подсоединен ко входу третьего элемента И, 752742

Puc )

Составитель О. Парфенова

Редактор В. Левятов

Корректор А. Галахова

Заказ 1464/16 Изд. Жз 406 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений п открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2