Устройство для дискретного управ-ления широтно-импульсными преобра-зователями постоянного toka

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

<413666 (61) Дополнительное к ает. сеид-еу (22) 3аявлено 12.06.79 (2)) 2778182/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но

Н 02 P 13/16

Государстееииый комитет

СССР ио демам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

О убликовано 15.03.81, Бюллетень Н910

Дата опубликования описания 15. 03. 81 (533 УДК 621. 316. .727(088.8) (72) Автор изобретения

А. A . .Момджя н

Ереванский политехнический институт м. g:".Èàðêñà

Lt. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНО—

ИМПУЛЬСНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями пос— тоянного тока для многодвигательных электроприводов электроподвижных средств.

Известно устройство для дискретного управления широтно-импульсными преобразователями постоянного тока, обеспечивающее регулирование выходного напряжения преобразовате= ля (11 .

Недостатком данного устройства является воэможность срыва коммутации тиристоров преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к прецлагаемому является устройство, обеспечивающее дискретное управление широтно-импульсным преобразователем постоянного тока, 2О содержащее последовательно соединенные задающий генератор и п-разрядный счетчик и два усилителя P) .

Недостатками этого устройства являются отсутствие модуляции импульсов несинфазного управления двумя преобразователями постоянного тока и независимого автоматического ограничения относительной выдержки времени между модулированными импульса 30 ми в зависимости от токов нагрузки соответствуюшего преобразователя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено К-разрядным счетчиком, двумя элементами (и-1) И, элементами ЗИ, (n-3)И и кИ, двумя блоками дешифрации, каждый из которых содержит цифровой элемент сравнения, регистр-счетчик С-, Р- и Vвходы которого связаны по ЗИ, пороговый элемент, RS-триггер, S-входы которого связаны по ЗИ, элемент 2И и формирователь импульсов, третьим и четвертым усилителями, и двумя датчиками токов нагрузок, причем прямой выход последнего разряда п-разрядного счетчика соединен с тактовым входом К-разрядного счетчика, входы одного элемента (и-1)И подключены к инверсным выходам первого и третьего разрядов и к прямым выходам второго и с четвертого по(п-1)-й разряды п -разрядного двоичного счетчика, входы второго элемента (n-1)И соединены с инверсными выходами с первого по третий разрядов и с прямыми выходами с четвертого no (n-1) -й разряды и-разрядного счетчика, входы элемента

8136 66, И подключены к инверсным выходам рных трех разрядов указанного счет— яка, входы логического элемента, и-3)И связаны с прямыми выходами всех

l разрядов и -разрядного счетчика кроме первых двух и последнего, а входы 5 логического элемента кИ подключены к выходам к-разрядного счетчика, в каждом блоке дешифрации первые входы цифрового элемента сравнения соединены с соответствующими прямыми выхода- 1О ми регистр-счетчика, два С-входа которого соединены соответственно с выходом цифрового элемента сравнения и с прямым выходом порогового элемента, прямой выход порогового элемента соединен также с R-входом RS -триг- 5 гера, два S-входа RS òðèããåðà соединены соответственно с инверсным выходом порогового элемента и выходом элемента 2И, а прямой выход RS-триггера соединен с первыми R u V -входа- 26 ми регистр-счетчика, вход формирователя импульсов связан с выходом цифрового элемента сравнения, вторые входы цифровых элементов сравнения кроме последних соединены с инверсными выходами с четвертого по (и — 1)-й раз— ряды и -разрядного счетчика, а последние входы цифровых элементов сравнения двух блоков дешифрации соеди— нены соответственно с прямым и ин— верспым выходами последнего разряда и -разрядного счетчика, вторые R u

Ч -входы регистр-счетчика и один вход элемента 2И одного блока дешифрации соединены с инверсным выходом послед— него разряда и -разрядного счетчика, вторые R u V — входы регистр-счетчика и один вход элемен а 2И второго блока дешифрации соединены с прямым выходом последнего разряда lg -разрядного счетчика, третьи R- V и С--входы 4О регистр-счетчиков соответственно связаны с выходами элементов (n -1)И и

ЗИ, третьи S-входы RS-триггеров под— ключены к выходам элемента кИ, а вторые входы логических элементов 2И в блоках дешифрации соединены с выходом логического элемента (и-3)И ° выходы формирователей импульсов и выходы элементов 2И соединены с входами соответствующих усилителей А, выходы датчиков токов нагрузки годключены к входам пороговых элементов соответствукхцих блоков дешифрации.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства и e= î соединение с тиристорно-импульсными преобразователями; на фиг. 2 — структурная схема блока синхронизации; на фиг. 3 — структурная схема блоков дешифрации импульсов управления тиристорно-импульсными преобразователями. Я}

Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 синхронизации, включающий и -разрядный счетчик 3, k-разрядный счетчик 4, элементы (и-1)И

5 и 6, элементы ЗИ 7, (и — 3)И 8 и kH 1 65

9, блоки 10 и 11 дешифрации, вклю— чающие цифровой элемент 12 сравнения регистр-счетчик 1 3, пороговый элемент

14, RS -триггер 15, элемент 2И 16, формирователь 17 импульсов и блок 18 уси— лителей 19, 20, 21 и 2?, широтноимпульсные преобразователи 23 и 24 с общей коммутационной ветвью 25, включающие силовые 26 и 27 и коммутируюцие 28 и 29 тиристоры и диоды 30 и

31, шунтирующие активно-индуктивные нагрузки 32 и 33 преобразователя, и датчики 34 и 35 токов нагрузки.

Выходы элементов 36 -51, а установленные входы регистр-счетчиков — 52.

Устройство работает следующим об— разом.

Задающий генератор 1 формирует импульсы с периодом Т„, поступающие на вход счетчика 3, который работает в режиме вычитания. На выходах 41 и 42 элементoB 5 и 6, формируются импульг сы длительностью < = д, а на выходе

45 элемента 8 — 1 < —— 4Т . Период всех импульсов ранен периоду импульсов на выходе предпоследнего разряда счетчи— ка 3. Импульсы на выходах 41 и 42 за— держаны по отношению к началу периода импульсов на выходе предпоследне— го разряда счетчика 3 на 5Т„и 7Т, соответственно. На выходе 4 3 элемента 7 формируются импульсы длитель— ностью Т, с периодом 8Т„, задержан— ные на время 7Т, по отношению к началу периода. На выходах 48 и 49 эле— ментов 16 блоков 10 и 11, формируют— ся импульсы длительностью 4Т, сме— ценные относительно друг друга на половину периода работы счетчика 3..

CHI íàë на выходе элемента 12 ра— вен "1", если двоичный код сигналов на первых входах больше, чем двоич— ныи код сигналов на вторых входах.

Так как код на вторых входах злемен— тов 12 циклически меняется, то на выходах этих элементов формируютгя импульсы, период которых равен перио— ду работы счетчика 3, а их длитель— ность может меняться в зависимости от числа, записанного в соответствующий регистр †счетч 13, причем если число записанное в регистр-счетчик равно "0", то импульсы на выходе элемента 12 не формируются. Импульсы на выходах элементов 12 в блоках 10 и 11 сдвинуты относительно друг дру— га на половину периода, а моменты окончания этих импульcoâ совпадают с началом периода импульсов на выходе предпоследнего разрада счетчи—

Kа

Возможны два режима работы регистров -счетчиков 1 3.

В первом режиме ток нагрузки не превышает допустимого значения и сигнал на выходе элемента 14 равен "0".

После включения устройства регистр-счетчики 13 и RS-òðèããeðû 15 в блоках 10 и 11, а также счетчики

813666

3 и 4 у«.:тпнавиинаются в прзизвольное состояние. Если состояние RS -триггера 15 "0", то низкий потенци< л на его прямом выходе Q запрещает поступление импульсов на R u V-входы ре гистр-счетчика 13, а нулевой сигнал на выходе элемента 14 блокирует С-вход

5 этого счетчика. Таким образом состояние регистр-счетчика 13 остается неизменным. Через несколько периодов работы счетчика 3, число которых опре— деляется начальным состоянием счетчи- 10 ка 4,на выходе 44 элемента 9 появляется сигнал, который разрешает опрокидывание триггера 15 под действием импульса с выхода элемента 1.6. Моменты переключения триггеров 15 в блоках 15

10 и 11 сдвинуты относительно друг друга на полпериода работы счетчика

3. При установке триггера 15 н состояние "1" под деистнием сигналов иа выходах 41 и 42 элементон 5 и 6 произ-Щ водится последовательное обнуление счетчика 13 и установка его в новое состояние, определяемое сигналами на установочных входах 52. B резуль— тате па выходе элементов 12 появляются импульсы, запускающие формирова— тели 17, на выходах 46 (47) которых формируются короткие импульсы смещенные относительно импульсов на выхо— дах 48 (49) элементов 16. Выходные импульсы элементов 16 и 17 усиливают в З0 ся и подаются на управляющие электроды соответствующих тиристоров преобразователя. Управление преобразователя— ми осуществляется с периодом равным

„c периоду работы счетчика 3, относи— тельная продолжительность открытого состояния силовых тиристоров 26 и 27 определяется состоянием счетчиков 1 3 .

Если ток в нагрузке превышает до- 40 пустимое значение регистр-счетчик 13 переходит во второй режим. При этом на выходе элемента 14 появляется сигнал "1", который переводит триггер

15 в состояние " }", одновременно зап- 45 решается поступление сигналов на вход этого триггера. гциничные сигналы и выходов элементов 12 и 14 раз— решают поступление на С вход счетчи— ка 13 импульсон с выхода 43 элемента

7. В результате число, записанное н счетчик 13 начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению длительности проводящего состояния силовых тирис— торов и ограничению тока нагрузки.

В начале следующего периода коммутации сигнал на выходе элемента 12 становится равным "О", при этом зап" рещается поступление импульсов с выхода 43 на С-вход счетчика 13, что обеспечивает устранение возможных Щ ошибок при ограничении тока. После уменьшения тока «о допустимои вели— чины на выходе элемента 14 появляется нулевой сигнал и счетчик 13 переходит В первый режим. о5

Таким образом устройство обеспечивает дискретное регулирование выходного напряжения преобразователей с ограничением тока нагрузки. Попеременная коммутация преобразователей устраняет возможность срывов комму— тации.

Формула изобретения

Устройство для дискретного управления широтно-импульсными преобразователями постоянного тока,, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и и-разрядный счетчик.и два усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено к-разрядным счетчиком, двумя элементами (п-1)И, элементами ЗИ, (n -3)И, и кИ, двумя блоками дешифрации, каждый из которых содержит цифровой элемент сравнения, регистр-счетчик С-, R- u V- входы которого связаны по ЗИ, пороговый эле— мент, RS — триггер, 5 в входы которого сняз«,ны по ЗИ, элемент 2И и форми— ронатель импульсов, третьим и чет— вертым усилителями и двумя датчиками токов нагрузок, причем прямой выход последнего разряда п -разрядного счетчика соединен с входом К-разрядного с летчика, входы одного элемента (n -1) И соединены с инверсными выходами первого и третьего разрядов и с прямыми выходами второго и " четвертого по (г †1j -и разояды п pàçðÿäíîãî c÷åò÷è- э ка, входы второго элемента (n — 1jИ соединены с инверсными выходами первых трех разрядов и прямыми выходами с четвер .ого по (n -1} -и разряды п разрядного счетчика, входы логичес— кого элемента ЗИ соединены с инверсными выходами первых трех разрядов указанного счетчика, входы элемента (n — 3}И соединены с прямыми выходами с третьего по (n 1) -й разрядов того же счетчика, а входы элемента кИ соединены с прямыми выходами К-разрядного счетчика, н каждом блоке дешифрации первые входы цифрового эле— мента сравнения соединены с соответствующимии прямыми выходами ре гистрсчетчика, два С-входа которого соединены соответственно с выходом цифрового элемен;"à сравнения и с пря— мым выходом порогоного элемента, прямой выкод порогового элемента под— ключен к к -входу RS-триггера, два

5 -входа которого соединены соответственно с инверсным выходом порогового элемента и выходом элемента 2И, прямой выход RS-триггера соединен с первыми R- u V-входами регистрсчетчика, вход формирователя импульсон соединеí с выходом цифрового элемента сравнения, вторые входы цифрово"o элемента сравнения соединены с инверсными выходами с четвертого по

813666 (и-1) -й разряды и-разрядного счетчика, а последние разряды вторых входов цифровых элементов сравнения в двух блоках дешифрации соединены со-, ответственно с прямым и инверсным вы. ходами последнего разряда и-разрядНого счетчика, вторые В и Ч-входы регистр-счетчика и один вход элемента 2И одного блока дешифрации соеди нены с инверсным выходом последнего разряда п-разрядного счетчика вторые й- и Ч-входы регистр-счетчика и один вход элемента 2И второго блока дешифрации соединены с прямым выходом пос-. леднего разряда того же счетчика, третьи R-, Ч"- и С-.входы регистр-счет чиков соответственно соединены с выхо- 5 дами обоих элементов (n-1)И и ЗИ, третьи S-входы RS -триггеров связаны с выходом элемента kH, к вторые входы элементов 2И соединены с выходом элемента (n -3) И, выходы формирователей импульсов и элементов 2И соединены с входами соответствующих усилителей, а выходы датчиков тока соединены с входами соответствующих пороговых элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9424290, кл. H 02 Р 13/16, 1974.

2. Авторское свицетельство СССР

Р 564704 кл. Н 02 13/16, 1977.