Многоканальное дискретное фазосдвигающее устройство Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 H02M1/08 

оо I Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано в цифровых устройствах для регулирования фазы управляющих импульсов многофазных тиристорных преобразователей, По основному авт. св. № 813664 из вестно дискретное фазосдвигающее устройство, содержащее общий для всех каналов генератор импульсов постоянной частоты, соединенный через элемент запрета с первыми входами счетчиков и в каждом канале элементы совпадения, формирователи управляющих импульсов, формирователи синхронизирующшс им пульсов, о&ций для всех каналов регистр системы управления, элементы ИЛИ,, и компараторы, причем регистр соединен с первыми входами компараторов, вторые выходы которых соединены с выходами младших разрядов счетчиков, соединенны вторыми входами с выходами формирова телей синхронизирующих импульсов, яв ляющихся о&цими для двух каналов, вы ходы компараторов через первые входы элементов совпадения и лопгческие элементы ИЛИ соединены с входами форми рователей управляющих импульсов, вторы входы элементов совпадения соединены с выходами старших разрядов счетчиков 1 . Однако указанное устройство имеет ограниченную точность, так как в нем, во- 1ервых, не учитывается влияние изменения частоты питания тиристорного прео разователя на точность преобразования кода управления в фазовый угол управления тиристорами.при посто$шной частоте генератора импульсов, во-вторых, не учи тывается выходноенапряжение тиристорного преобразователя с целью Лт1неаризации его регулировочной характеристики Цель изобретения - повышение точнос ти многоканального дискретного фазосдвигающего устройства при цифровом управлении тирнсторным преобразователем. Повышение точности многоканального дискретного фазосдвигающего устройства при цифровом управлении тиристорным преобразователем достигается во-первых путем цифровой коррекции периода следования импульсов на входы счетчиков в каналах, во-вторых, путем формировани цифровым способом в прямом кшшле управления желаемой регулировочной ,характеристкки тиристорного преобразователя, причем сохраняется предельно возможное быстродействие системы автома414тического управления -гиристорным преобразователем. Поставленная цеяь достигается тем, что многоканальное дискретное фазосдвигающее устройство снабжено делителем частоты, дополнительным компаратором, дополнительным регистром и постоянным запоминающим устройством, формирователь синхронизирующих импульсов первого канала снабжен дополнительным выходом, причем генератор импульсов постоянной частоты соединен в каж дом канале с первыми входами счетчика через делитель частоты, первые входьт дополнительного компаратора и элементы запрета, вторые входы дополнителькогч) компаратора соединены с выходами цопол нительного регис-i-pa, разрядные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика первого канала, управл пощий вход - с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов, а выходы регистра системы управления соединены в каждом канале с входами компараторов через постоянное запоминающее устройство. На фиг, 1 изображена структурная схема многоканального дискретного фазо- сдвигающего устройства; на фиг, 2 - диаграмма напряжений на выходах. блоков предлагаемого устройства. Многоканальное дискретное фазосдвигающее устройство содержит генератор 1 импульсов постоянной частоты. В каждом канале имеется элемент 2 запрета, выход которого соединен со счетным входом счетчика 3. Счетчик имеет /i разрядов. Входы установки в ноль счетчиков в каждом канале соединены с выходами формирователей 4 синхронизируюшгос импульсов, соединенных также с запрещающими входами элементов запрета. fКод упра.вления подается на регистр 5 системы автоматического управления. Регистр 5имеет (Vi- 1) разряд. Выходы (и- 1) разрядов счетчиков в каждом канале соедине1пы с первыми ( / - 1) входами Компараторов 6. Выходы компара торов соединены с первыми входами двух элементов 7 совпадения, вторые входы которых соединены с выходами старшего разряда счетчгаса; Выходы элементов сов падения соединены с входами логических элементов ИЛИ 8, вьп:оггы которых соединены с входами формирователей 9 управляющих импульсов, которые далее соединяются с управляющими электродами тиристоров. Выход генератора импульсов соединен со счетным входом делителя 1О частоты на базе счетчика, который имеет И разрядов. Генератор импульсов имеет частоту импульсов: 1() г л(1и-1 ги -н - -tvi i где f ц - номинальная частота напряжения питания тиристорного преобразователя (ТП). Выходы разрядов счетчикового делителя частоты соединены с первыми входами дополнительного компаратора 11, который имеет И пар входов. Другие входы дополни тельного компаратора соединены с разряд ными выходами регистра 12, входы которого соединены с выходами И разрядов счетчика первого канала, а управляющий вход - с вторым выходом формирователя синхронизирующих импульсов первого кана ла, выбираемого в качестве опорного. Вы ходы регистра 5 системы управления соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 13, выходы которого соединены в каждом канале с вторыми входами компараторов 6. ПЗУ имеет (и - 1) разряд и емкость в зависимости от требуемой точности формирования регулировочной характеристики ТП. На фиг. 2 изображены диаграммы следующих напряжений На выходах блоков устройства: 14 - фазное напряжение пи- |Тания тиристорного преобразователя, выбираемое за опорное; 15 - импульсное напряжение на выходе формирователя 4 синхронизирующих импульсов, соответствующее переходу фазного, напряжения . из отрицательной полуволны в положитель ную; 16 - импульсное напряжение на дополнительном выходе формирователя 4 син т низирующих импульсов, соответствующее переходу фазного напряжения из поло жительной полуволны в отрицательную; 17 - напряжение на выходе старщего раз ряда суетчика 6 опорного канала; 18 импульсное напряжение на выходе компаратора 11. Устройство работает следующим образом. На входы формирователей 4 синхронизирующих импульсов подаются фазные напряжения питания ТП. Импульсы 15 устанавливают в ноль счетчика 3 в каждом канале. Таким образом, начало счета счетчиков 6 синхронизировано с напряжением питания ТП. Одновременно импульсы 15 запрещают прохождение счетных импульсов на входь счетчиков на время установки в ноль. Период напряжения на ыходе старшего разряда счетчика 3 совадает с номинальным периоцок напряения питания ТП. В случае, когпа период апряжения питания ТП номинальный, то а половину периода приходится четных импульсов с периодом :чхч-тг 1 - де период следования счетных импульсов на входах счетчиков 3; у - период следования импупь сов с генератора. Рассмотрим как происходит коррекция периода счетных импульсов в случае .изменения периода напряжения питания ТП. . усть Тц - номинальный период напряжения питания ТП, - увеличивается, тогда . к моменту формирования импульса 16, появление которого соответствует половине периода напряжения питания ТП,со счетчика 3 на регистр 12 будет считано число больщее числа на величину л (4явг. 2), т. е. число + Д, и в результате в . следующем полупериоде с компаратора 11, будет следовать от генератора не каждый 2 . импульс, а - {2(- -н Д) импульс, т. е. период счетных импульсов 18 станет не TaxCi Гги2 , вх -4--гм а -Л:, ТауСд-Т, . е. период счетных импульсов увеличится пропорционально увеличению периода напряжения ТП. В результате на половину периода напряжения пЬтания ТП будет приходится требуемое число счетных импульсов, так как отношение цгм T-xp-nC -) - полупериод измененного на- пряжения питания ТП. Если для устройства не требуется пре дельная точность, то можно уменьшить число разрядов, считываемых со счетчшш 3 на регистр 12, и соответственно уменьщить число разрядов регистра 12 и делителя 10. В регистре 5 системы автоматического управления находится код управления, который подается на адресные входы ПЗУ 13, на выходах которого формируется код управления, определяющий фазовый сдвиг импульсов управления тиристоров относительно опорных импуга сов 15 в каждом канале. В момент совпадения линейно возрастающего кода на счетчиках 3 с кодом улрввления по выбранному адресу на ПЗУ компараторы 6 выдают импульсы, Код управления на регистре 5 и соответствующий ему код с ПЗУ может изме няться в сторону уменьшения вплоть до момента формирования импульсов с компараторов 6, что обеспечвпвает максимальное быстродействие системы автоматического регулирования в целом. Так как компараторы 6 соединены с (ц - 1) младшими разрядами счетчиков 3, то за период напряжения питания ТП формируются два импульса: для положительной и отрицательной полуволны напряжения. С помощью схем совпадения 7 и элементов ИЛИ 8 формируются парные импульсы, сдвинутые один относительно другого на электрический угол11}|п, где W - число фаз напряжения питания ТП. В ПЗУ по заранее рассчитанной программе заносится характеристика )i -()x) i И® cLf,- код с регистра 5 системы управления, , - код управления на выходе ПЗУ. Характеристика ,,y-f () обеспечивает линеаризацию регулировочной характеристики ТП и режимы его работы: выпрямительный или йн рторный.

Предлагаемое устройство по сравнению с базовым имеет следующие преимущества Во-первых, повышается точность преобразования кода управления в фазовый угол управления тиристорами при изменении частоты напряжения питания ТП. Если

частота напряжения питания изменяется с предельной скоростью, т. е. каждый период, то устройство уменьшит ошибку преобразования в 2 раза, так как в первом полупериоде выявляется изменение частоты, а во-втором - корректируется. Практически изменение частоты HanpsoKeния питания ТП имеет существенно меньшую частоту изменения или имеет постояное отличие от номинальной и тогда уст ройство исключает практически ошибку, обусловленную этим фактором.

Во-вторых, повьшшется точность работы системы автоматического управления в целом путем формирования в прямом канале управления с помощью ПЗУ желаемой регулировочной характеристики ТП, в результате чего уменьшается в К раз зона нечувствительности. Например, для ТП, включенного по трехфазной мостовой схеме, функциональная зависимость -BbiX- °-&xCl+C05 .g x3ДЛЯ участка прерывистых токов. I

Коэффициент К удобнее выбирать кратным степени числа 2, чтобы операцию умножения заменить операцией арифметического сдвига при расчете характеристики. На практике К удобно выбирать равным 64, тогда зона нечувствительности регулировочной хареиктеристики ТП уменьшится в 64 раза.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ ДИСКРЕТНОЕ ФАЗОСПВИГЛЮЩПЕ УСТРОЙСТВО по авт, св. N° 813664, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено делителем часто- ты, дополнительным компаратором, дополнительным регистром и блоком памяTW, формирователь синхронизирующих импульсов первого канала снабжен дополнительным выходом, причем генератор импульсов постоянной частоты соединен в каждом канале с первыми входами счетчиков через делитель частоты, первые входы дополнительного компаратора и элементы запрета, вторые входы дополнительного компаратора соединены с выходами дополнительного регистра, разрядные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика первого канала, управляющий вход - с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов первого канала, а выходы регистра системы управления соединены в с S каждом канале с входами компараторов через блок памяти. (Л