Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя

 

ОПИСАНИЕ 928597

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиии

Социапнстическин

Респубпии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 08. 80 (2l ) 2973276/24-07 с прмсоелинением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

Н 02 Р 9/14

Государственный комитет

СССР оо делаи иэабретений и открытий

Опубликовано 15.05.82. Бюллетень М 18 (53) УДК 621 ° 316. . 722 (088,8) Дата опубликования описания 15 . 05 . 82 (72) Авторы изобретения

В .М. Катунин, В.Г. Любарский и А.С. Шелеповз

1 „,:

C >

L

Производственное объединение "Урапзпектротежйад" им. В.И. Ленина (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕНЕНИЯ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЕКОДИРУЮЩЕГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах управления для систем возбуждения электрических машин.

Известно устройство, содержащее элемент сравнения на последовательно соединенных стабилитронах, цифроаналоговый преобразователь, у которого в качестве регистра используется реверсивный счетчик с генерато-! о ром импульсов и схемой управления (1 .

Недостатком данного устройства является сравнительно низкая наДежность из-за отсутствия выдержки вре15 мени между передними фронтами импульсов установки прерывателей счетчика для прямого или обратного счета и счетного импульса с генератора импульсов. В результате при совпадении фронтов указанных импульсов воз-. никают сбои в работе счетчика.

Известно также устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный на 3К триггерах и управляющих эле- " ментах 3И-НЕ, схему управления, включающую генератор тактовых импульсов, управляющий QS -триггер, элементы

3И-НЕ, НЕ, 8И-НЕ, генератор одиночный импульсов, блок запуска, входом связанный с управляемым ключом (2).

Недостатком данного устройства является относительно низкая надежность вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент совпадения импульса управления, поступающего на один из управляющих входов счетчика со схемы управления и тактовым импульсом, поступающим на счетный вход с генератора тактовых импульсов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для дистанционного изменения

3 Q выходного напряжения, содержащее пре, образователь код-аналог, схему управления, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмираэрядным, включающий в каждом разряде ЗК -триггер, имеющий счетный вход, 3 и К входы, объединенные между собой, входы установки

3К-триггера в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы, при этом каждый разряд, кроме последнего, имеет схему логики, включающую выходной и входные элементы 3И-НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и инверсный выходы 3k-триггера, а выходы входных элементов 3И-НЕ подключены к входам выходного элемента 3И-НЕ, выход которого соединен с и К входами ЭК -триггера следующего разряда, 3 и К входы .1К -триггера первого разряда подключены через резистор к положительному выводу

I источника питания в каждом разряде прямой выход 3К -триггера подключен к одному из входов преобразователя код-аналог, управляющие входы входных элементов 3И-HE во всех разрядах, кроме последнего, соответственно объединены между собой и подключены к схеме управления, включающей формирователь счетных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент

НЕ, выход которого подключен к счетному входу ЗК -триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены с управляемым ключом, а его выходы подключены к первым входам двух входных элементов 2И-НЕ j3 ).

Недостатком данного устройства является низкая надежность, вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент одновременного поступления передних фронтов импульсов на счетные входы ЭК -триггеров счетчика и на входы управляющих входных элементов 3И-HE с управляющего

RS-триггера, обеспечивающего установку счетчика для прямого или обратного счета. К недостаткам этого устройства следует отнести также относительно низкую помехозащищенность,обус ловленную тем, что при установке управляющего R5-триггера в одно из устойчивых состояний обеспечивается подготовка к работе для прямого или обратного счета 3К-триггерами счетчика как при наличии команды на счет

28597

5 !

О

55 от управляемого ключа, так и при ее отсутствии, что может привести к изменению состояния счетчика под действием помехи по счетному входу триггеров, а следовательно, и к снижению точности устройства. Низкая помехозащищенность обусловлена тем, что во время счета из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов ЗИНЕ в разрядах счетчика на выходе выходного элемента 3И-HE формируется узкий по длительности импульс, который воспринимается в последующих разрядах как импульс помехи, что может привести к изменению состояния счетчика, а из-за конечного быстродействия ограничителя счета появляетcR возможность кругового счета счетчиком при подаче команды на счет в момент формирования тактового импульса.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства путем повышения помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в схему управления дополнительно введены два элемента 3И-НЕ, два элемента НЕ, три элемента 2И-НЕ,генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета, при этом каждый из ограничителей счета выполнен,например, на элементе 6И-НЕ, выход каждого из которых через свой конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2И-НЕ подклюцены соответственно к первым входам элементов 3И-НЕ, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного иэ которых подключен к соответствующему прямому, а каждый вход другого — к соответствующему инверсному выходу 3К -триггера счетчика в каждом разряде, начиная с третьего, выход каждого элемента ЗИНЕ, входящего в схему управления, соединен с одним из входов первого элемента 2И-НЕ и с третьим входом другого элемента 3И-НЕ, а также через элементы НŠ— с управляющими входами входных элементов 3И-KE в каждом разряде счетчика, кроме последнего, элементы 2И-НЕ соединены между собой таким образом, что выход первого из них подключен к первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и формирователь счетных импульсов подключен!

t5

Зо

5 92 к первому входу третьего элемента

2И-НЕ, при этом вторые входы второго и третьего элементов 2И-НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора одиночных импульсов, а также к входам установки Э -триггеров в одно из устойчивых состояний, например, единичное, кроме того вторые входы двух входных элементов 2ИНЕ объединены между собой и подклю" чены к выходу генератора блокирующих импульсов, выход каждого выходного элемента 3И-НЕ счетчика через конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания.

На фиг. 1 представлена блок-схема тиристорной системы возбуждения электрической машины на фиг. 2 — блоксхема устройства для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя, на фиг. 3 — диаграммы напряжений в функции времени, поясняющие работу,устройства.

На представленной блок-схеме (фиг. 1) возбуждение электрической машины 1 осуществляется от тиристорного преобразователя 2, управление тиристорами которого осуществляется системой 3 управления. На вход системы 3 управления в режиме ручного ,регулирования поступает напряжение с блока 4 ручного регулирования, а в режиме автоматического регулирования с блока 5 автоматического регулятора возбуждения. Установка напряжения указанных блоков 4 и 5 изменяется соответственно блоками 6 и 7 ! дистанционного изменения уставки.

В качестве блоков 6 и 7 используется устройство дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя.

Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя (фиг. 2) включает в себя преобразователь 8 код-аналог, величина напряжения на выходе которого соответствует состоянию К -триггеров 9 реверсивного параллельного синхронного счетчика 10. Реверсивный параллельный синхронный счетчик 10 (выполненный, на-: пример, восьмиразрядным) включает в каждом разряде 11 ЗК -триггер 9, имеющий счетный вход,Л и К -входы, входы установки 3К -триггера 9 в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы. Каждый раз8597 6 ряд 11 счетчика 10, кроме последнего, имеет схему 12 логики, имеющую информационные входы 13 и 14, управляющие входы l5 и 16 и выход 17 с конденсатором 18. Счетчик 10 обеспечивает прямой и обратный счет импульсов,поступающих со схемы 19 управления.Необходимую последовательность работы

ЭК-триггеров 9 при поступлении счетных импульсов обеспечивают схемы 12 логики. Схема 19 управления содержит блок 20 запуска с выходами 21 и 22, обеспечивающий гальваническую развязку схемы 19 управления с управляемым ключом 23, два элемента 24 и 25 3И-, НЕ, воздействующие через элементы

26 и 27 НЕ на управляющие входы 15 и 16 каждой схемы 12 логики, входные элементв 28 и 29 2И-НЕ, три элемента

30-32 2И-НЕ, выходной элемент 33 НЕ, выход которого подключен к счетному входу каждого 3k -триггера 9, генератор 34 блокирующих импульсов, формирователь 35 счетных импульсов, генею ратор 36 одиночйых импульсов, первый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 6И-НЕ, на выходе каждого i из которых включены конденсаторы

39 и 40. Источник питания 41, положительный выход 42 которого подключен через резистор 43 к входам установки

3К -триггеров 9 счетчика 10 в единичное и нулевое состояние, а отрицательный вывод 44 источника питания

41 подключен к конденсаторам 18 в каждом разряде 11 счетчика 10 и конденсаторам 39 и 40, включенным на выходах первого и второго ограничите"

1лей счета — элементах 37 и 38 6И-ИЛИ.

Устройство работает следующим об". разом.

Э

При подаче в исходном состоянии питающего напряжения на выходе. генератора 36 одиночных импульсов формируется сигнал логического "0",под действием которого Qk -триггеры 9 первого, третьего, четвертого, шестого, восьмого разрядов 11 счетчика

10 устанавливается в нулевое состояние (на основных выходах 3К -триггеров 9 устанавливаются сигналы логического "0"), а ЭК -триггеры 3 второго, пятого, седьмого разрядов 11 счетчика 10 устанавливаются в единич" ное состояние (на основных выходах

3К-триггеров устанавливаются сигналы логической "1 ). При этом на выходах преобразоватеоя 8 код-аналог, блока

6 дистанционного изменения уставки

928597 8 0

50 и блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) устанавливается соответствующее напряжение, под действием которого на выходе системы 3 управления формируются импульсы управления с фазовым сдвигом, соответствующим заданным значениям напряжения на выходе тиристорного преобразователя 2 и току возбуждения электрической машины 1.

Одновременно с выхода генератора

36 одиночных импульсов сигнал логического "0" поступает на вход элемента 31 2И-НЕ.и вход элемента 32 2ИНЕ, тем самым препятствуя работе генератора 34 блокирующих импульсов и прохождению счетных импульсоа на счетные входы >К -триггеров 9 счет- чика 10 на время переходных процессов в схеме в момент подачи питающего напряжения на схему устройства.

Ключ 23 управления (фиг. 2) находится в нейтральном положении. При этом на выходах 21 и 22 блока 20 запуска формируются сигналы логической "1" (О-t< на фиг. 3а,о), под действием которых на выходах входных элементов 28 и 29 и элементов 26 и

27 формируются сигналы логического

"0", а на выходах элементов 24 и 25

3И-HE формируются сигналы логической "1". В результате сигналами ло- гического "0" с выходов элементов

26 и, 27 НЕ блокируются схемы 12 лов гики разрядов 11 счетчика l0, а сигналами логической "1" - с выходов элементов 24 и 25 3И-НЕ через эле-менты 30 и 31 2И-НЕ предотвращается работа генератора 34 блокирующих импульсов. Таким образом, исключается работа счетчика 10 от возможного появления импульсов г>омехи по счетным входам 3К-триггеров 9.

При -прямом счете ключ 23 управления устанавливается, например, из нейтрального положения в положение

"больше (ty на фиг. 3а). Это приводит к тому, что на выходе 21 блока 20 запуска формируется сигнал логического "0", а на выходах элементов 28 2И-HE и 26.НЕ - сигнал логической "1" (фиг. 31,,3). При этом схемы 12 логики счетчика l0 устанавливаются в положение, соответствующее прямому счету импульсов счетчиком 10. Одновременно с этим сигнал логического 0" с выхода элемента

24 3И-НЕ поступает на один из входов элемента 30 2И-НЕ, Это приводит к тому, что на выходе элемента 30

2И-НЕ формируется сигнал логической

"1", а на выходе элемента 31 2И-НЕ сигнал логического "0". При этом генератор . 34 блокирующих импульсов формирует на выходе импульсы прямоугольной формы. (фиг. 3>), которые поступают на вход формирователя 35 счетных импульсов. На выходе формирователя 35 формируются счетные импульсы прямоугольной формы, сдвинутые на время t задержки относительI но входных импульсов длительностью в 2-3 раза меньшей длительности импульсов с генератора 34 блокирующих импульсов. Счетные импульсы с выхода формирователя 35 через элементы 32

2И- IE и 33 НЕ поступают на счетные входы 3V, -триггеров 9 каждого разряда 11 счетчика 10 фиг..3м,н). По мере счета тактовых импульсов меняется состояние ЗК -триггеров 9, а, следовательно, увеличивается напряжение на вь!ходе преобразователя 8 код-. аналог, что приводит к изменению напряжения на выходе блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) (фиг. 1) и сдвигу импульсов управления тиристоров преобразователя 2 таким образом, чтобы увеличить ток возбуждения электрической машины 1. При установке ключа 23 управления в нейтральное положение (с, на фиг. За) сигнал логической

"1" с выхода элемента 26 НЕ снимается не сразу, а после того, как кончится импульс с генератора 34 блокирующих импульсов (t ; на фиг. 3 )).Тем самым исключается сбои в работе счетчика 10 в момент совпадения команды на окончание счета (с ключа 23 управления) с наличием импульса с выхода формирователя 35 счетных импульсов;

При появлении сигнала логического 0" на выходе элемента 26 НЕ на вы- ходах 17 схем 12 логики счетчика 10 формируются сигналы логического

"0", поступающие на 1 и К входы

3К-триггеров 9 счетчика 10 и тем самым исключаются сбои в работе счетчика 10 в паузах между счетными импульсами под действием возможных помех по счетным входам. При поступлении команды на окончание счета в паузе между импульсами с выхода генератора

34 блокирующих импульсов счет импульсов будет прекращаться в момент поступления команды на окончание счета (на фиг. 3 не показано) .

9 92

При обратном счете импульсов ключ

23 управления из нейтрального положения устанавливается в положение

"меньше". При этом на выходе 22 блока 20 запуска формируется сигнал логического "0" (tz на фиг. 3 &),под действием которого на выходах элементов 29 2И-НЕ и 25 3И-НЕ формируются сигналы. соответственно логической "1" и логического "0"..Сигнал логического "0" через элемент 27 НЕ поступает на управляющие входы 16 схем 12 логики счетчика 10. В результате счетчик 10 подготавливается для обратного счета счетных импульсов. В остальном происходящие в схеме процессы аналогичны описанным. При обратном счете импульсов счетчиком 10 на выходе преобразова-. теля 8 код-аналог напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока 4 ручного регулирования (в режиме ручногО регулирования) и изменению фазового сдвига импульсов управления тиристорами преобразователя 2 таким образом, чтобы уменьшить TQK возбуждения электрической машины 1.

Для предотвращения переполнения счетчика 10 во время прямого и обратного счета служат соответственно первый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 6И-НЕ. Во вре8597

Зо

1О

15 0

При работе в режиме автоматического регулирования блок 4 ручного регулирования ;фиг. 1) отключен и включен в работу блок 5 автоматического регулирования возбуждения, который воэдейст,вует на систему 3 управления. При этом изменение уставки напряжения блока 5 осуществляется блоком 7 дистанционного изменения уставки, работа схемы которого аналогична работе схемы блока 6 дистанционного изменения уставки.

Изменение тока возбуждения -элект рической машины 1 может осуществлять.ся как от ключа 23 управления (как описано выше), так и от следящей системы (на фиг. 1 не показана), обеспечивающей автоматическое слежение уставки напряжения блока 5 эа выходным напряжением блока 6 в режиме ручного регулирования и выходного напряжения блока 4 за уставкой напряжения блока 5 в режиме автоматического регулирования тока возбуждания. Asтоматическое слежение позволяет плавно, без скачка тока возбуждения,:переходить с одного режима работы на другой.

Благодаря введению в схему 19 управления дополнительных элементов о генератора 34 блокирующих импульсов, двух .элементов 24 и 25 3И-НЕ, двух мя прямого счета оили обратного при .установке всех JK -триггеров 9 в единичное или нулевое состояние на выходе элемента 37. 6И-НЕ или элемента 38 6И-НЕ формируется сигнал логического "0", который воздействует на элемент 24 3И-НЕ или элемент 25

3И-НЕ и тем самым предотвращает дальнейший счет импульсов счетчиком 10. Так как быстродействие ограничителей счета " элементов 37 и

38 6И-HE ограничено, на их выходах во время счета могут появляться узкие по длительности импульсы, которые могут восприниматься схемой 19 управления как помеха. Для предотвращения этого служат конденсаторы

39 и 40. Из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов 3ИНЕ в схемах 12 логики счетчика 10 на выходах 17 схем 12 логики формируются узкие по длительности импульсы, которые в последующих разрядах воспринимаются как импульсы помехи, что может привести к сбою в работе счетчика 10. элементов 26 и 27 НЕ, трех элементов

30-32 2И-НЕ второго ограничителя счета — элемента 38 6И-НЕ, конденсаторов

39 и 40 на выходах первого и второго ограничителей 37 и 38 счета и конденсаторов 18 на выходах 17 схем 12 ло4О гики счетчика 10 обеспечивается блокирование схем 12 .логики счетчика

10 при отсутствии команды на счет импульсов с ключа 23 управления, а также обеспечивается задержка подачи счетных импульсов на счетные входы

45 !

JIc-триггеров 9 счетчика 10 после .установки 34-триггеров 9 для прямого или обратного счета импульсов независимо от момента поступления команды на счет импульсов. Кроме того, ис50 ключается влияние помех, обусловленное конечным быстродействием управляющих элементов 3И-НЕ в схемах 12 логики и элементах 37 и 38 6И-НЕ.

При этом сбоев в работе счетчика 10:

55 не происходит как в режиме ручного, так и автоматического регулирования, тем самым повышается точность счета и надежность работы устройства .

928597 12

Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декоди- . рующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, схему управления, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмиразрядным, включающий в каждом разряде 3К -триггер, 10 имеющий счетный вход, 3 и К входы, объединенные между собой, входы установки 3К -триггера в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы, каждый разряд,кро- 15 ме .последнего, имеет схему логики, включающую выходной и входные элементы 3И-.НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и ин- 20 версный выходы 3К -триггера, а Bblxo ды входных элементов 3И-НЕ подключены к входам выходного элемента 3И-НЕ, выход которого соединен с 3 и К входами 3k. -триггера следующего разря- 25 да,3 и К входы ЭК -триггера первого разряда подключены через резистор к положительному выводу источника питания, в каждом разряде прямой выход ЭК -триггера подключен к одному зо из входов преобразователя код-аналог, управляющие входы входных элементов

3И-НЕ во всех разрядах, кроме последнего„ соответственно объединены между собой и подключены; к схеме управления, включающей формирователь счетных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент НЕ, выход которого подключен к счетному входу

3К-триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены с управляемым ключом, а его выходы подключены к-первым входам двух входных элементов 2И-НЕ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности,,в схему управления дополнительно введены два элемента 3И-НЕ, два элемента НЕ,три элемента 2И-НЕ, генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета,при этом каждый из ограничителей счета выполнен, например, на элементе 6И-НЕ, выход каждого из ко1 1

Формула изобретения торых через свой конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2И-НЕ подключены соответственно к первым входам элементов 3И-НЕ, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного из которых подключен к соответствующему прямому, а каждый вход другого — к соответствующему инверсному выходу

3К -триггера счетчика в каждом разряде, ° начиная с третьего, выход каждого элемента 3И-НЕ, входящего в схему управления, соединен с одним из вхо-! дов первого элемента 2И-НЕ и с третьим входом другого элемента 3И-НЕ, а также через элементы НЕ - с управ1 ряющими входами входных элемейтов

3И-НЕ в каждом разряде счетчика, кроме последнего, элементы 2И-НЕ соединены между собой таким образом, что выход первого из них подключен к первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и формирователь счетных им пульсов подключен к первому входу третьего элемента 2И-НЕ, при этом вторые входы второго и третьего элементов 2И-НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора одиночных импульсов, а также к входам установки ЭК-триггеров в одно из устойчивых состояний, например, единичное, кроме того вторые входы двух входных элементов 2И-НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора блокирующих импульсов,выход каждого выходного элемента 3И-НЕ счетчика через конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 557462, кл. Н 02 Р 9/14, 1977.

2. Техническое описание системы управления тиристорами СУТ-ВЧ-У4

6.299.006.ТО. Альбом N 2, рис. 1315 °

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2640794/24-07, кл. Н 02 Р 9/14, 1978. ъ

928597

; 4хи

Ька

20 Рыхл/

Ька о

3 а жХЗ

Ф

Йх2

8 ых2

3 Sue

0 а|

Выход

Ф

"E ixas

М г хЗЗ

Составитель А. Лебедев

Редактор Т. Кинь Гехред М. Пекарь Корректор С. Шекмар с)

Закаэ 3280/74 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

313035, Москва „ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4