Устройство для управления многофазным импульсным регулятором

 

О П И С А Н И Е (1758468

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10.05.78 (21) 2617324/24 07 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— (5t)M. Кл.

Н 02 P 13/18

Государственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23 08 80 Бюллетень Эй 31 (53) УДK 621.316. . 722.1 (088.8) Дата опубликования описания 23,08. 0 (72) Авторы изобретения

A К. Тищенко и П. Т. Ганкевич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ

ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быль использовано в регулируемых вторичных источниках электропитания.

Известно управление группой импульсных регуляторов, при котором у регуляторов„ син-. хронизированных между собой со взаимным фазовым сдвигом и с независимым изменением скважности импульсов напряжения на нагрузке каждого регулятора в отдельности, синхронизация осуществляется поочередно- последовательным включением последующих регуляторов при отключении предыдущих регуляторов (1).

Недостатком такого устройства управления группой импульсных регуляторов является необходимость иметь мощность каждого отдельного регулятора не меньше мощности нагрузки при параллельной работе регуляторов на общую нагрузку.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления многофазным импульсным регулятором, содержащим М однофазных импульсных регуляторов, синхронизированных между собой со взаимным временным сдвигом, равным N-ой части от периода повторения импульсных процессов в регулято- рах, и блок управления, состоящий из задающего генератора, к выходу которого подключены делитель частоты и регистр сдвига на Й позиций (2) .

Недостатком такого устройства является неизбежное ухудшение качества напряжения на нагрузке при возможном отказе одного из регуляторов, так как на входе фильтоа появляется низкочастотная пульсация f = — с удТ военной амплитудой по сравнению с амплитудой пульсаций при исправных регуляторах.

Целью изобретения является повышение надежности работы при отказе одного из N регуля торов.

Это достигается тем, что в блок управления введены и датчиков работоспособности регуляторов и блок логики, причем выходы датчиков работоспособности регуляторов соединены через блок логики с делителем частоты и с входами регуляторов, делитель частоты соединен через блок логики с регистром сдвига, а выходы регистра сдвига соединены через блок логики с входами регуляторов, датчик работо758468 4 ка логики 16, либо с выхода двухвходового элемента И 22 блока логики 16.

Входы трехвходового элемента И 21 связаны с выходом датчика 7 регулятора 2, с выходом датчика 8 регулятора 3 и третьим выходом регистра сдвига 20. Один из входов двухвходового элемента И 22 связан через элемент ИЛИНЕ 23 с выходом датчика 7 регулятора 2, а второй — со вторым выходом регистра сдви1о га 20. На входы трехвходового элемента ИЛИ

18 блока логики 16, связанного с входом регулятора 4, поступает прямоугольное напряжение либо с выхода четырехвходового элемента И 24, либо с выходов одного иэ двух двухвходовых элементов И 25, 26 блока логики 16.

Входы элемента И 24 связаны с выходом датчика 7 регулятора 2, с выходом датчика 8 регулятора 3, с выходом датчика 9 регулятора 5 и четвертым выходом регистра сдвига 20.

Один из входов элемента И 25 связан через элемент ИЛИ-НЕ 23 с выходом датчика 7 регулятора 2, а второй — с третьим выходом регистра сдвига 20. Один из входов элемента

И 26 связан через элемент ИЛИ-HF 27 с выходом датчика 8 регулятора 3, а второй также с третьим выходом регистра сдвига 20. На входы четырехвходового элемента HJIH 19 блока логики 16, связанного с входом регулятора 5, поступает прямоугольное напряжение либо с выхода пятивходового элемента И 28, либо с выходов одного из трех двухвходовых элементов И 29, 30, 31 блока логики 16. Входы элемента И 28 связаны с выходом датчика 7 регулятора 2, с выходом датчика 8 регулятора 3, с выходом датчика 9.регулятора 4, с выходом датчика 10 регулятора 5 и пятым выходом регистра сдвига 20. Один иэ входов элемента И 29 связан через элемент ИЛИ-НЕ 23 с выходом датчика. 7 регулятора 2, а второй с четвертым выходом регистра сдвига 20. Один из входов элемента И 30 связан через элемент

ИЛИ-НЕ 27 с выходом датчика 8 регулятора 3, второй — с четвертым выходом регистра сдвига 20. Один из входов элемента И 31 связан

4 через элемент ИЛИ-НЕ 32 с выходом датчика 9 регулятора 4, второй —. с четвертым выходом регистра сдвига 20.

Кроме того, выходы датчиков 6 — 10 связаны с входами пятивходового элемента И 33

50 блока логики 16, выход которого через элемент ИЛИ-НЕ 34 связан с одним из входов делителя частоты 35 и непосредственно связан со вторым входом,делителя частоты 35, Третий вход делителя частоты 35 связан с выходом задающего генератора 36, имеющего частоту f

55 и период Т„. Делитель частоты имеет. два вы3 способности каждого i-ого регулятора соединен через блок логики с входами всех регуляторов от i-ого до N-oro, где i = 2, 3... (N — 1), а датчики работоспособностф первого и N-ого регуляторов соединены через блок логики с входами первого и N-oro регуляторов соответственно, каждый выход регистра сдвига, кроме первого и N-ого, соединен через блок логики с входами i-ого и (i + 1) регуляторов, а первый и N-ый выходы регистра соединены через блок логики соответственно с входами первого и N-ого регуляторов.

На фиг, 1 приведена схема устройства для осуществления способа управления группой импульсных регуляторов, где N=5; на фиг. 2 показано входное напряжение фильтра.

Устройство состоит из пяти широтно-импульсных регуляторов напряжения 1 — 5 Выход кажлого из регуляторов 1 — 5 подключен через датчики 6 — 10 работоспособности регуляторов (например, пороговые датчики тока) к входу фильтра 11.

Регуляторы 1 — 5 имеют два входа, один из которых у каждого регулятора подключен к выходу сумматора 12, с которого поступает напряжение обратной связи, пропорциональное разности выходного напряжения стабилизатора и источника опорного напряжения 13. На вторые входы регуляторов 1 и 2, подключенные к выходам двухвходовых элементов И 14, 15, поступает прямоугольное напряжение с выходов двухвходовых элементов И 14, 15 блока логики 16. На второй вход регулятора 3, подключенный к выходу двухвходового элемента

ИЛИ 17, поступает прямоугольное напряжение с выхода двухвходового элемента ИЛИ 17 бло ка логики 16, на. второй вход регулятора 4, подключенный к выходу трехвходового элемен та ИЛИ 18, поступает прямоугольное напряжение с выхода трехвходового элемента ИЛИ 18 .блока логики 16, а на второй вход регулятора 5, подключенный к выходу четырехвходового элемента ИЛИ 19, поступает прямоугольное напряжение с выхода четырехвходового элемента ИЛИ 19 блока логики 16. На входы двухвходового элемента И 14 блока логики 16 связанного с входом регулятора 1, поступают соответственно сигнал с выхода датчика 6 регулятора 1 и прямоугольное напряжение с пер вого выхода регистра сдвига 20 на пять позиций. На входы двухвходового элемента И 15 блока логики 16, связанного с входом регулятора 2, поступают. соотвественно сигнал с выхода датчика 7 регулятора 2 и прямоугольное напряжение со второго выхода регистра 20.

На входы двухвходового элемента ИЛИ 17 бл ка логики 16, связанного с входом регулятора 3, поступает прямоугольное напряжение либо с выхода трехвходового элемента И 21 бло î 1 ï 1 о / fo хода с частотами — (/ и — (— —, коt 4 N — 1 5 N торые соединены соответственно с одним иэ

758468

5 входов двухвходовых элементов И 37, 38 блока логики 16. Второй вход элемента И 37 соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 34 блока логики 16, а второй вход элемента И 38 соединен с выходом элемента И 33 блока логики 16.

Выходы элементов И 37, 38 соединены, через элемент ИЛИ 39 с информационным входом регистра сдвига 20. На синхронизируюшие входы регистра сдвига 20 подаются импульсы с вы- 10 хода задающего генератора 36 частотой Фе и периодом Ть.

Устройство работает следующим образом.

Если все регуляторы исправны, то на делитель частоты 35 с элемента И 33 блока логики 16 приходит сигнал, разрешающий деление в 5 раз (й раз) и на регистр сдвига 20 через элементы И 38 и ИЛИ 39 блока логики 16 проходят прямоугольные импульсы частотой

1 f

= -, где f9 — частота задающего генера20

Й 5 тора. На выходах регистра 20 появляются имfo пульсы частотой — и сдвинутые во времени относительно друг друга на величину т= — =Те.

Т б

При этом выходы регистра 20 подключаются через блок логики 16 к входам регуляторов 1 — 5 в таком порядке: первый выход регистра 20— к входу регулятора 1, второй — к входу регулятора 2, третий — к входу регулятора 3 и т.д. Меж- 30 ду импульсными процессами в регуляторах 1 — 5 установится взаимный временный сдвиг т = То при необходимой скважности выходного напряжения. Если условно обозначить сигналы с датчиков работоспособности 6 — 10 через Х с соответст- 35 вующим индексом, а сигналы с выходов регистра сдвига 20 через У с соответствующим индексом, то структурные формулы для появления сигна- . лрв на входах регуляторов 1 — 5 будут такими:

F> = Хь У 40 2 Х7 У2

"з — Х7 Хь Уз 1 Х„Уз

F4 = Х, Х, Х, У, 4 Х, Уз t Хь У, Еь = Х7 Хь Х9 Хю Уь + Х7 Y4 + Хь Уф

+ X9Y4 45

В общем случае F„= Х(„(,2) Х (m3) ... Х; У+ (И+2) (Н вЂ” 1) (й+ 3) (t4 — 1) (N — 1) (N — 1) .

При отказе одного любого из регуляторов, например регулятора 4, сигнал с датчика работоспособности 9 этого регулятора обращается в логический нуль и в соответствии со структурными формулами будем иметь:

F, =Х-У, 55

= Х7 Yz з Х7 Хь Уэ

F4=o

Рз = Х9 4

Таким образом, при отказе регулятора 4 вход его отключается блоком логики 16 от ре гистра сдвига 20 и одновременно вход регулятора S будет соединен с четвертым выходом регистра сдвига 20. Одновременно при отказе одного любого регулятора с элемента ИЛИ-НЕ

34 блока логики 16 на делитель частоты 35 поступает сигнал, разрешающий деление в 4 раза (N — 1 раз), и на регистр сдвига 20 через элементы И 37 и ИЛИ 39 блока логики l 6 начинают поступать импульсы частотой — = — о.

- тд. то и — 1 4

На выходах регистра сдвига 20 появятся импульсы частотой-а и сдвинутые друг отноСительно дру-f га во времени на величину т = — — - = Т„. М1

0Ч вЂ” 1)4

Следовательно, при отказе одного из регуляторов, например регулятора 4, между импульсными процессами в исправных регуляторах 1, 2, 3, 5 сохраняется последовательный сдвиг во времени т = То и изменяется рабочая частота исправных регуляторов, в результате чего не происходит ухудшения качества напряжения на нагрузке.

На фиг. 2 поКазано входное напряжение фильтра 11 при возможном отказе одного из регуляторов, например регулятора 4.

Таким образом, в предложенном устройстве при отказе одного из регуляторов не происходит изменения качества. выходного напряжения, что значительно увеличивает надежность работы группы импульсных регуляторов.

Формула изобретения

Устройство для управления многофазным импульсным регулятором, содержащим N однофазных импульсных регуляторов, синхронизированных между собой со взаимным временным сдвигом, равным N-ой части от периода повторения импульсных процессов в регуляторах, и блок управления, состоящий из задающего генератора, к выходу которого подключены делитель частоты и регистр сдвига на N позиций, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы при отказе одного из N регуляторов, в блок управления введены N датчиков работоспособности регуляторов и блок логики, причем выходы датчиков работоспособности регуляторов соединены через блок логики с делителем частоты и с входами регуляторов, делитель частоты соединен через блок .логики с регистром сдвига, а выходы. регистра сдвига соединены через блок логики с входами регуляторов, датчик работоспособности каждого i-ого регулятора соединен через блок логики с входами всех регуляторов от .1-ого до N-ого, где i = 2, 3... (N-1), а датчики работоспособности первого и N-ого регу7 758468 ляторов соединены через блок логики с входами первого и N-ого регуляторов соответственно.

Каждый выход регистра сдвига, кроме первого и N-ого, соедини через блок логики с входами i-ого и (i Ф 1) регуляторов, а первый и

N-ый выходы регистра соединены через блок логики соответственно с входами первого и й-ого регуляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,"Авторское свидетельство СССР N 377752, кл. Y 05 F 3/ОО, 1970.

2. Электронная техника в автоматике, сборник статей под ред. Конева Ю. И, "Советское радио", 1977, вып. 9, с. 61 — 71.

758468

Составитель О. Наказная

ТехредЖ. Кастелевич Корректор М. Коста

Редактор Т. Смирнова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5650/48 . Тираж 783 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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