Устройство для цифрового управления тиристорным импульсным преобразователем

 

(19)SU(11)803813(13)A1(51)  МПК ⁶    _H02M1/08(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам для управления полупроводниковыми преобразователями постоянного тока. Известно устройство для управления преобразователем, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к тактовому счетчику, вход которого соединен с входом усилителя-формирователя, блок управления, соединенный своими выходами с соответствующими входами реверсивного счетчика, логические выходы которого подключены к одним входам дешифратора, к другим входам которого подключены логические выходы тактового счетчика, а выход дешифратора подключен к второму усилителю-формирователю. Недостатком данного устройства является невысокая надежность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления преобразователем, которое содержит генератор тактовых импульсов, подключенный к одному тактовому счетчику, выход которого соединен с входом одного усилителя-формирователя и с входом первой дифференцированной цепочки, выход которой подключен к одному раздельному входу триггера знака, к второму входу которого подключен выход второй дифференциальной цепочки, входом соединенной с выходом второго тактового счетчика, имеющего логические входы по удвоенному числу разрядов, который подключен также к входу второго усилителя-формирователя, двухвходовый элемент "И", один вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выходом триггера знака, блок управления, суммирующим и вычитающим выходами подключенный к входам реверсивного счетчика, имеющего логические выходы по удвоенному числу разрядов счетчика. Однако такое построение устройства для управления приводит к сбоям в работе устройства в связи с тем, что логические выходы реверсивного счетчика подключены непосредственно к логическим входам второго тактового счетчика. Это приводит к тому, что при поступлении импульсов на вход второго тактового счетчика, приводящих к изменению состояний триггеров счетчика, одновременно происходит воздействие реверсивного счетчика на состояние триггеров второго тактового счетчика, что может привести к искажению информации, передаваемой на второй тактовый счетчик. Целью изобретения является повышение надежности работы. Цель достигается тем, что устройство для цифрового управления тиристорным импульсным преобразователем, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к одному тактовому счетчику, выход которого соединен с входом усилителя-формирователя и с входом первой дифференциальной цепочки, выход которого подключен к одному входу триггера знака, к второму входу которого подключен выход второй дифференциальной цепочки, входом соединенной с выходом второго тактового счетчика, имеющего логические входы по удвоенному числу разрядов, который подключен также к входу второго усилителя-формирователя, двухвходовый элемент "И", один вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выходом триггера знака, блок управления, суммирующим и вычитающим выходами подключенный к входам реверсивного счетчика, имеющего логического выходы по удвоенному числу разрядов счетчика, оно дополнительно снабжено элементом НЕ и ключевым элементом, причем элемент НЕ входом соединен с выходом триггера знака, выходом подключен к входу ключевого элемента, входы которого подключены к логическим выходам реверсивного счетчика, а выходы соединены с логическими входами второго тактового счетчика. На чертеже представлена блок-схема устройства для цифрового управления тиристорным импульсным преобразователем. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, который своим выходом подключен к тактовому счетчику 2 и к одному входу элемента 3 И, выход тактового счетчика 2 соединен с усилителем-формирователем 4 и с входом первой дифференциальной цепочки 5. В усилителе 4 формируются импульсы требуемых параметров, которые далее поступают на плавные тиристоры тиристорно-импульсного преобразователя (на чертеже не показано) Триггер 6 одним раздельным входом подключен к выходу первой дифференциальной цепочки 5, вторым раздельным входом к выходу второй дифференциальной цепочки 7, а выходом подключен к второму входу элемента 3 И и к входу элемента 8 НЕ. Второй тактовый счетчик 9 выходом подключен к второму входу второй дифференциальной цепочки 7 и к входу второго усилителя-формирователя 10, который предназначен для формирования управляющих импульсов коммутирующими тиристорами преобразователя (на чертеже не показано). Ключевой элемент 11 входом подключен к выходу элемента 8 НЕ, логическими входами по удвоенному числу разрядов реверсивного счетчика 12 подключен к логическим выходам реверсивного счетчика 12, а логическими выходами к логическим входам второго тактового счетчика 11. Блок 13 управления суммирующим выходом 14 и вычитающим выходом 15 соединены с входами реверсивного счетчика 12, а выходом 16 установки в исходное состояние подключен к входам установки в исходное состояние тактового счетчика 2 триггера 6 и реверсивного счетчика 12. Блок 13 управления предназначен для подачи импульсов управления на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 12 в зависимости от величины тока двигателя (на чертеже не показано), информация о котором поступает на вход блока управления с датчиков тока якоря (на чертеже не показано). Устройство работает следующим образом. Устройство для цифрового управления преобразователем обеспечивает изменение временного рассогласования в поступлении импульсов сдвигаемой последовательности, которые следуют с выхода второго тактового счетчика 9 на усилитель-формирователь 10, относительно несдвигаемой во времени последовательности импульсов, следующей с выхода первого тактового счетчика 2 на вход первого усилителя-формирователя 4. Для увеличения выходного напряжения преобразователя необходимо увеличение указанного выше временного интервала, а для уменьшения выходного напряжения сокращение временного интервала, что приводит соответственно к увеличению или к уменьшению открытого состояния главного тиристора преобразователя (длительности импульса выходного напряжения преобразователя). Сигналом, поступающим с блока 13 управления по выходу 16, тактовый счетчик 2 и реверсивный счетчик 12 устанавливаются в исходное состояние, при этом исходным состоянием для счетчика 2 является нулевое, а для счетчика 12 последнее, т.е. (2ⁿ-1)-ное, где n число разрядов счетчика, а для триггера 6 исходным состоянием является отсутствие сигнала на его выходе. При поступлении импульсов от генератора 1 тактовых импульсов на вход тактового счетчика 2 триггеры последнего изменяют свое состояние. Одновременно эти импульсы поступают на один вход элемента 3 И. Однако на выход элемента 3 И эти импульсы не проходят ввиду отсутствия сигнала на втором входе элемента И. При изменении состояний последнего триггера тактового счетчика 2 на его выходе появляются импульсы, следующие на формирователь-усилитель 4 с частотой работы тиристоров. Одновременно импульсы с выхода тактового счетчика 2, поступая на вход дифференциальной цепочки 5, проходят на один раздельный вход триггера 6 знака, устанавливая его в состояние, при котором на его раздельном выходе появляется потенциальный сигнал. Этот сигнал, поступая на один вход элемента 3 И, предоставляет возможность импульсам, следующим с выхода генератора 1, поступить на счетный вход второго тактового счетчика 9. Тактовый счетчик 9 установлен по командам, поступающим с реверсивного счетчика 12 через ключ 11 в (2ⁿ-1)-ное состояние. Ключ 11 передает команды с реверсивного счетчика 12 на второй тактовый счетчик 9 при отсутствии сигнала на выходе триггера 6 знака, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента 8 НЕ, который, поступая на вход ключа 11, позволяет принудительно установить счетчик 9 командами, поступающими по логическим входам счетчика 9 с ключа 11, в состояние, соответствующее состоянию реверсивного счетчика 12. При появлении сигнала на выходе триггера 6 с выхода элемента 8 сигнал снижается. Учитывая, что счетчик 9 установлен в состояние (2ⁿ-1), при поступлении импульса на его вход от генератора 1 через элемент 3 И счетчик 9 заполняется и на его выходе появляется импульс, смещенный относительно импульса, следующего с выхода счетчика 2, на минимальную величину. Одновременно этот импульс поступает на второй вход триггера 6 знака через дифференциальную цепочку 7, устанавливая его в состояние, при котором сигнал с его выхода снимается, препятствуя тем самым поступлению импульсов на счетный вход счетчика 9. Одновременно появляется сигнал на выходе элемента 8 НЕ, обеспечивающий перезапись информации с реверсивного счетчика 12 на второй тактовый счетчик 9, т.е. тактовый счетчик 9 вновь занимает (2ⁿ-1)-ное состояние. Для увеличения длительности импульса преобразователя, что достигается увеличением временного рассогласования между импульсами сдвигаемой и несдвигаемой во времени последовательностей импульсов, с блока 13 управления подается импульс управления на реверсивный счетчик 12 по вычитающему входу 15. Это приводит к уменьшению числа, записанного в реверсивном счетчике, на единицу, т.е. в этом случае в счетчике 12 запишется число, равное (2ⁿ-1)-1. Учитывая, что при отсутствии сигнала на выходе триггера 6 с выхода элемента 8 НЕ подается сигнал на ключевой элемент 11, происходит перезапись числа во втором тактовом счетчике 9, которое также станет равным (2ⁿ-1)-1. При очередном заполнении первого тактового счетчика 2 вновь появляется импульс на его выходе, следующий на усилитель-формирователь 4 и на один вход триггера 6 через дифференциальную цепочку 5. На выходе триггера 6 в этом случае появляется сигнал, который запрещает подачу сигналов на тактовый счетчик 9 с логических выходов реверсивного счетчика 12 через ключ 11. Одновременно происходит подача импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 9 через элемент 3 И, что приводит к его заполнению за время, уже равное двойной величине дискретности квантования периода (где дискретность квантования периода равна частному от деления периода переключения тиристоров на разрядность счетчика). Через этот интервал времени после появления импульса на выходе счетчика 2 происходит появление импульса на выходе второго тактового счетчика 9, который следует на усилитель-формирователь 10 и одновременно приводит к изменению состояния триггера 6, тем самым прекращая подачу импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 9 и обеспечивая перезапись числа в счетчике 9 путем подачи сигналов через ключ 11 с логических выходов реверсивного счетчика 12. По мере поступления информации с датчика тока на вход блока 13 управления осуществляется последующая подача импульсов на реверсивный счетчик 12 по вычитающему входу 15. При этом происходит последовательное вычитание единицы из числа, записанного в реверсивном счетчике 12 и одновременная перезапись числа во втором тактовом счетчике 9. Максимальная длительность импульса установлена в случае поступления на реверсивный счетчик 12 по вычитающему входу (2ⁿ-1)-го импульса. Для уменьшения длительности импульса (для уменьшения временного интервала между импульсами, поступающими с выходов тактовых счетчиков 2 и 9), импульсы с блока 13 управления поступают на реверсивный счетчик 12 по суммирующему входу 14, с каждым очередным поступлением которых длительность импульсов уменьшается на величину, равную дискретности квантования периода регулирования. Таким образом, снабдив дополнительно устройство элементом НЕ, включив его между выходом триггера знака и дополнительным ключевым элементом, логическими входами соединенным с выходами реверсивного счетчика, а выходами подключенными к логическим входам второго тактового счетчика, предоставляется возможность, исключив сбои в работе при выполнении операции считывания вторым тактовым счетчиком, повысить надежность работы.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к входу первого тактового счетчика, выход которого соединен с входом усилителя-формирователя и с входом первой дифференциальной цепочки, выход которой подключен к одному входу триггера знака, к второму входу которого подключен выход второй дифференциальной цепочки, входом соединенной с выходом второго тактового счетчика, имеющего логические входы по удвоенному числу разрядов и подключенного к входу второго усилителя-формирователя, двухвходовой элемент И, один вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход соединен с выходом триггера знака, выход элемента И подключен к счетному входу второго тактового счетчика, блок управления, суммирующим и вычитающим выходами подключенный к входам реверсивного счетчика, имеющего логические выходы по удвоенному числу разрядов счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, оно снабжено элементом НЕ и ключевым элементом, причем элемент НЕ своим входом соединен с выходом триггера знака, выходом подключен к входу ключевого элемента, входы которого подключены к логическим выходам реверсивного счетчика, а выходы соединены с логическими входами второго тактового счетчика.