Цифровое устройство для одноканального фазового управления вентильным преобразователем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н1765976 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{51)М. Кл. (22) Заявлено 16.06.78 (21) 2629488/24-07 с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

Опубликовано 230980 Бюллетень Но 35

HP 13/16

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 6 21 316 .727 (088.8) Дата опубликования описания 23. 09 . 80 (72) Автор изобретения

Ю. В. Каллиников (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО

ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для конструирования цифровых одноканальных устройств фазового управления вентильными преобразователями, используе-5 мыми, например, для управления электроприводами переменного и постоянного тока.

Известно цифровое устройство для 10 управления преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, подключенный первым входом к выводу для подключения источника переменного напряжения питания преобра- 15 эователя, блок выбора режима запуска, задатчик режима работы преобразователя, группу ключей, распределитель импульсов, блок усилителей-формирователей, подключенный выходами к управляю-2О щим входам вентилей преобразователя, и фазосдвигающий блок, состоящий иэ блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, блока начальных 25 уставок, выполненного на блоке выбора уставок и запоминающем устройстве, а также блока формирования опорного кода, выполненного на реверсивном счетчике и генераторе опорной частоты. 3О

Выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу блока выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен ко второму входу блока формирования импульсов синхронизации, к первому входу блока начальных уставок и к знаковому входу реверсивного счетчика. Первый выход блока выбора режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсов синхронизации, второй выход — ко второму входу блока начальных уставок, третий выход — к запускающему входу реверсивного счетчика и к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блока формирования импульсов синхронизации и к входам управления группы ключей, импульсные входы которых подключены к выходу блока сравнения кодов, а выходы — к входам блока усилителей формирователей. Выход блока начальных уставок подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а выходы блоков формирования управляющего и опорного кодов подключены к входам блока сравнения кодов (1).

765976

Недостатком этого устройства RB ляется то, что при быстром увеличении сигнала управления, скорость изменения которого превышает скорость изменения опорного сигнала, преобразователь теряет работоспособность иэ-эа выключения из работы очередного вен5 тиля. Поэтому на входе управляюШего сигнала необходимо установить инерционное звено, ограничиваюшее скорость изменения входного сигнала. Это ограничивает частоту пропускания системы и ее быстродействие, что ухудшает ди намику системы управления. Кроме того, это устройство имеет ограниченную область применения, поскольку может быть применено только для управления 1$ трехфазным мостовым вентильным преобразователем.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровое устройство для оДноканального фазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, подключенный первым входом к выводу для подключения источника переменного напряжения питания преобразователя, фазосдвигающий блок, состоящий из блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, а выходами разРядов — к первым входам блока сравне-. ния кодов, подключенного вторыми входами к выходам блока формирования опорного иода, включающего генератор опорной частоты, а также блок выбора режима запуска, группу ключей, распределитель импульсов, эадатчик режима работы преобразователя и блок усилителей-формирователей, причем выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу @} блока выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен к второму входу блока формирования импульсов синхронизации, первый выход блока выбора режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсов синхронизации, второй выход подключен к входу блока переноса кода, третий выход — к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блока формирования импульсов синхронизации и к первым входам группы ключей, вторые входы которых подключены 55 к выходу блока сравнения кодов,. а выходы — к входам блока усилителейформирователей ЕИ.

Однако такое устройство предназначено для управления только шестифаз- д ным преобразователем.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

Это достигается тем, что в предложенном цифровом устройстве для управления преобразователем блок формирования опорного кода снабжен накапливающим сумматором и регистром памяти, причем четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока выбора режима работы запуска подключены к первым четырем управляющим входам накапливающего сумматора, пятый управлякнций вход которого подключен к выходу задатчика режима работы преобразователя, шестой информационный вход подключен к выходу генератора опорной частоты, седьмые входы разрядов накапливающего сумматора подключены через блок переноса кода к выходам разрядов регистра памяти, а выходы разрядов сумматора подключены к выходам блока формирования опорного кода.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования импульсов синхронизации, блок

2 выбора режима запуска, фазосдвигаюший блок 3, распределитель импульсов

4, группу ключей 5, блок б усилителейформирователей и эадатчик 7 режима работы преобразователя. Блок 1 включает коммутатор 8 и нуль-орган 9. Блок 3 выполнен из блока 10 Формирования управляюшего кода, блока 11 формирования опорного кода и блока 12 сравнения кодов. Блок 11 выполнен иэ генератора

13, опорной частоты, накапливающего сумматора 14, регистра памяти 15 и блока 16 переноса кода. Входы 17 блока 1 подключены к питающему преобразователь 6 переменному напряжению U .

ыход 18 блока 1 подключен к одному ходу блока 2. Выходы 19-25 блока 2 подключены соответственно к второму входу коммутатора 8, к четырем управляющим входам накапливающего сумматора 14, к управляющему входу блока переноса кода и к входу распределителя

4. Вход 2б.блока 10 подключен к источнику управляюшего сигнала 0 „. Выходы

27 блока б подключены к управляющим входам вентилей преобразователя. Выходы разрядов блоков 10 и 14 подключены к входам блока 12 сравнения кодов, выход которого подключен к второму входу блока 2 и к вторым входам группы ключей 5, первые входы которых подключены к выходам распределителя

4 и к третьему входу коммутатора 8, а выходы группы ключей 5 подключены к входам блока усилителей-формирователей 6. Пятый вход сумматора 14 подключен и выходу генератора 13 опорной частоты, шестой вход — к выходу задатчика. 7 режима работы преобразователя и к четвертому входу коммутатора 8.

Входы разрядов сумматора 14 подключены через блок переноса кода 16 к выходам разрядов регистра памяти 15.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 из напряжения питания 0 преобразователя формируются импульсы

765976 синхронизации в моменты t u t- +

2t в зависимости от признака режима работы преобразователя, поступающего с выхода задатчика 7, и признака режима запуска, поступающего на вход 19 с блока 4. Для вентилей, включаемых в нормальном режиме запуска, по признаку работы одного иэ вентилей, поступающего с выходов распределителя 4, в коммутаторе 8 выбираются два входа напряжения питания, совпадение значения которых (например при 0„=0 или

0ф=О) соответствует моменту запуска канала сдвига. На выходе нуль-органа

9 формируется последовательность импульсов синхронизации 0 .В блоке 2

° формируется признак задержанного или нормального режима запуска канала сдвига на основе логического сравнения порядка поступления во времени импульсов синхронизации U с выхода блока 1 и импульсов управления 0в1.с выхода блока 12, и на выходах блока

2 формируются сигналы, управляющие работой блоков 1, 3, 4. Импульсами на выходе 25 блока 2, формируемыми в моменты запуска канала сдвига в любом из режимов работы, переключается распределитель 4, одним из выходов которого в группе 5 подготавливается ключ, соответствующий очередному вентилю, ожидающему включения, а в коммутаторе 8 выбираются входы питающего напряжения, соответствующие следующему вентилю. На выходе 19 блока 2 формируется признак нормального запуска и в блоке 1 подготавливается формирование синхроимпульса для нормального запуска канала сдвига следующего вентиля (в момент t< при выпрямительном и В момент 11 + при инверторном ре жимах). Если до этого момента появится импульс управления t« íà выходе блока

12, сформированный в блоке 1 синхроимпульс используется для нормального запуска, и он 2 в блоке формирует на выходах 20, 21, 22, 25 сигналы управления, соответствующие нормальному запуску. Если же импульс управления „„ появится позже момента t „или „;+ф формирования синхроимпульса для следующего вентиля, в блоке 2 на выходах

22, 23, 25 формируются сигналы управления, соответствующие задержанному режиму запуска.

Рассмотрим работу канала сдвига в нормальном режиме запуска для выпрямительного режима работы преобразователя. Основой блока 11 формирования опорного кода является накапливающий сумматор 14 — вычитатель, выполненный на основе реверсивного счетчика.

В зависимости от сигналов управления на входах эадатчика 7 сумматор может работать в режиме сумматора или вычитателя, производящего сложение или вычитание параллельного кода, находящегося в нем. В зависимости от кода,, поступающего на входы разрядов сумма5

19

60 тора с выхода регистра памяти 15 через блок 16 переноса кода, сумматор может работать в режиме интегратора, добавляющего или вычитающего импульсы, поступающие на его единичный вход с выхода генератора 13 импульсов опорной частоты. Пусть импульс управления „.i-òûì вентилем приходит на вход блока 2 раньше синхроимпульса t„,„äëÿ. следующего 4+1-ого вентиля. По сйгйалу на выходе 20 в момент t>„ обнуляется сумматор 14 и затем в него сигналом на входе 21 вводится опорный код

N „,например подачей импульса на едиййчные входы всех разрядов, устанавливающего сумматор в состояние

2"-1 (где п - число разрядов), соответствующее М„„д„ .Затем сигналом на входе 22 открывается единичный вход сумматора 14, установленного сигналом с задатчика 7 на вычитание, на который поступают импульсы частотой с выхода генератора 13. Сумматор 14 переходит в режим интегрирования (вычитания импульсов, поступающих на его вход), т.е. он начинает работать в режиме вычитающего счетчика.

Текущее значение опорного кода Й „()

8Ь сравнивается в блоке 12 с текущим значением управляющего кода К„„11,®,формируемого на выходах блока 10. В момент совпадения по величине сравниваемых кодов на выходе блока 12 формируется импульс управления вентилем, поступающий через открытый ключ в группе 5 и затем через соответствующий усилитель-формирователь в .блоке

6 на управляющий вход 1+1-ого вентиля. Ключ в группе 5 открывается одним из выходов распределителя 4„ переключаемого импульсом на выходе 25 блока

2 в момент «формирования синхроимпульса для 1 +1-oro вентиля. Прн нормальном режиме запуска канал сдвига в инверторном режиме работает следующим образом. В момент t „ формирования импульса управления предыдущим 1-.тым вентилем сигналом на входе 20 сумматор 14 обнуляется. Затем в момент 1+ + Q формирования синхроимпульса

1+1 для 1+1-oro вентиля сумматор 14 переводится в режим работы интегратора (суммирующего счетчика) и начинает суммировать импульсы с выхода генератора 13. На выходах сумматора 14 формируется опорный код, который сравнивается в блоке 12 с управляющим кодом й„„ (t). Рассмотрим раббту блока 3 формйрования опорного кода в задержанном режиме запуска для выпрямительного режима работы преобразователя, когда импульс управления t „. 1-тым вентилем

1 поступает позже синхроимпульса t„+

ДЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО 1+1-ого вентиля. В момент t>. по сигналу на входе 23 ,1 блок 14 переводится в режим работы сумматора, суммирующего код и нв находящийся в сумматоре, с кодом М1, поступающим с выходов блока 16 пере765976 носа кода, открытого сигналом на вы ходе 24 блока 2. 3 сумматоре 14 будет сформирован новый код.

Затем по сигналу на входе 22 блок

14 переводится в режим работы вычитающего счетчика импульсов с выхода генератора 13 Тек „ий опорный код 5 .на выходе блока 14 изменяется до момента совпадения с кодом управления, после чего процесс формирования опорного кода повторяется. Сдвиг распределителя 4 в задержанном режиме запуска производится по сигналу на выходе 25 блока 2 в момент формирования импульсов управления

При задержанном режиме запуска канал сдвига в инверторном режиме 15 работает следующим образом. В момент йф блок 14 переводится в режим работы вычитателя. На его входы разрядов с выходов регистра памяти 15 через блок 16, открытый сигналом на 2О выходе 24, поступает код й„,который по сигналу на входе 23 вычитается иэ кода в блоке 14. Затем сигналом на входе 22 блок 14 переводится в режим работы суммирующего счетчика импульсов с генератора 13. Текущий опорный код на выходе блока 14 изменяется до момента совпадения с кодом управления, после чего процесс формирования опорного кода повторяется.

Таким образом в предложенном устройстве благодаря замене одного реверсивного счетчика 15 на регистр памяти, где хранится постоянное для данного преобразователя число, а другого реверсивного счетчика 14 — на сумматор накапливающего типа, способного в зависимости от сигналов управления от блока 2 работать либо в режиме сумматора параллельных кодов, либо в режиме интегратора (сумматора 40 единичных приращений поступающих с генератора 13 импульсов) позволяет переходить к управлению преобразователем с новым количеством вентилей путем изменения кода и в регистре

15 без усложнения схемй.

Формула изобретения

Цифровое устройство для одноканального фазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, / подключенный первым входом к выводу для подключения источника переменного напряжения питания преобраэовате ля, фаэосдвигающий блок, состоящий иэ блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, а выходами разрядов — к первым входам блока сравнения кодов, подключенного вторыми входами к выходам блока формирования опорного кода, включающего генератор опорной частоты и блок переноса кода, блок выбора режима запуска, группу ключей, распределитель импульсов, задатчик режима работы преобразователя и блок усилителей-формирователей, причем выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу блока выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен к второму входу блока формирования импульсов синхронизации, первый выход блока выбора режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсов синхронизации, второй выход подключен к входу блока переноса кода, а третий выход подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блоха формирования импульсов синхронизации и к первым входам группы ключей, вторые входы которых подключены к выходу блока сравнения кодов, а выходы к входам блока усилителей-формирователей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения,блок формирования опорного кода снабжен накапливающим сумматором и регистром памяти, причем четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока выбора режима. работы запуска подключены к первым четырем управляющим входам накапливающего сумматора, пятый управляющий вход которого подключен к выходу задатчика режима работы преобразователя, шестой информационный вход подключен к выходу генератора опорной частоты, а седьмые. в::оды разрядов накапливающего сумматора подключены через блок переноса кода к выходам разрядов регистра памяти, выходы же разрядов сумматора подключены к выходам блока формирования опорного кода.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство по заявке 9 2005243, кл. Н 02 Р 13j16 1974.

2. Авторское свидетельство по заявке Р 2611651, кл. H 02 Р 13/16, 1978.

765976

Составитель О- Парфенова редакт р Е. Кравцова ТехредМ. Левицкая Корректор C. Шекмар

Заказ раж 8 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рафаская наб., д. 4/5 иал ППП Патент, .r. Ужгород, ул. Проектная, 4