Устройство для управления статическим преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

ю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления тиристорными вьпрямителями автоматизированньох электроприводов, где. требуется высокая точность регулирования .

Известно цифсовое фазосдвигаюцее устройство для регулирования фазы управляющих импульсов тиристорного преобразователя, содержащее тактовый .генератор, блок синхронизации, преобразователь напряжение - частота, триггер управления, счетчик, блок вычитания частот и ключ Q3.

Недостатком этого устройства является низкая точность регулирования из-за зависимости углов открытия вентилей от колебания параметров напряжения сети.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления статическим преобразователем, содержащее генератор такторвых импульсов блок синхронизации, два счетчика, логический блок, блок памяти, задатчик угла и управляемый делитель частоты. При этом выход тактового генератора соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, старшие разряды многоразрядного задатчика угла соединены с информационныг и входами блока памяти, младшие разряды задатчика угла соединены с управляющим входом управляемого делителя частоты, выход блока синхронизации соединен с установочным входом первого, счетчика, первым входом логического блока и управляющим в-ходом блока памяти, выход первого счетчика соединен с вторым входом логического блока, с третьим входом логического блока связан выход блока памяти ,

В известном устройстве ввод информации и вычислительные операции синхронизируются в моменты естественной кoм 1yтaции статического преобразователя (например, для трехфазного мостового преобразователя б paS за период), что обеспечивает работоспособность устройства в большом диапазоне изменения частоты питающего напряжения С2.

Недостатком известного устройства является большая погрешность, вызванная тем, что вычисление угла регулирования производится на основе оценки периода напряхсения сети за интервал времени между точками естественной коммутации в предположении, что данный интервал равен 60 эл. град., в то время как асимметрия напряжений питающей сети по величине и фазе приводи к неравенству отдельных интервалов в пределах периода; ввод информации о заданном

значении угла регулирования производится в период времени, предшеств ующий формированию угла, что вызывает динаглическую ошибку при изменениях входной величины; зависимост.ь угла регулирования от кода задатчика имеет нелинейный гиперболический характер, 4to приводит к увеличению погрешности квантования при малых значениях входного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства и повышение его быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство для управления .статическим преобразователем, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, задатчик угла, младшие разряды которого соединены с управляющим входом управляемого делителя частоты стараше разряды соединены с информационным входом блока памяти, блок синхронизации, первый выход которого подсоединен к первому входу распределителя, второй вход соединен с управляющим входом блока памяти и устаноч вочным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом распределителя, третий вход которого соединен с выходом блока памяти, и второй счетчик, введены два дополнительных делителя частоты и дополнительный блок памяти, причем вход первого дополнительного делителя частоты соединен с вторым выходом блока синхронизации, выход соединен с установочными входами второго.счетчик а и дополнительного блока памяти, счетный вход которого подсоединен к ВЕЛхолу второго дополнительного делителя частоты, выход соединен с информационным входом дополнительного блока памяти, выход которого соединен с информационным входом первого счетчика, счетный вход которого сс единен с выходом управляемого дё пителя частоты, счетный вход которого объединен с входом второго дополнительного делителя частоты.

На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - .временные диаграммы, поясняющие работу устройства для управления, трехфазным мостовым преобразователем.

Устройство (фиг. 1) содержит эадатчик 1 угла, старшие разряды которого связаны с информационным входом первого блока 2 памяти, а младшие разряды соединены с управляющим входом управляемого делителя 3 частоты, блок 4 синхронизации, первый выход которого соединен с управляющим входом первого блока 2 памяти, входом первого делителя 5 частоты, установочным входом первого счетчика б. а второй выход соединен с первым входом распределителя 7, тактовый генератор 8, выход которого соедине с входом второго делителя 9 частоты и счетным входом управляемого делителя 3, и второй счетчик 10, счетны . вход которого подсоединен к выходу второго делителя 9 частоты, установочный вход связан .с выходом первог делителя 5 частоты и установочным входом второго блока 11 памяти, а выход соединен с информационным входом второго блока 11 памяти, выход которого соединен с информацио ным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом распределителя 7, третий вход которого связан с выходом первого блока 2 памяти. Распределитель 7 выпол нен на дешифраторах 12 и 13 и элементах .3-2И-3 ИЛИ 14-19. Устройство работает следующим образом. Блок 4 синхронизации, управляемый трехфазным напряжением сети Ц, (фиг. 2), формирует на своем первом выходе последовательность импульсов f (фиг. 2), моменты появления которых соответствуют моментам естественной коммутации вентилей трехфазного мостового выпрямителя. На втором выходе блока синхронизации фор мируются последовательности прямоугольных импульсов , У, Z, логичес кие значения которых соответствуют условиям: 4 alqn Ша-Uo). л- 2. .. irsiqn(U6-Utx) у ., , .1+550Г(ус.ив) 2 , где Uo f УЬ / Ut фазные напряжения питающей сети; Sfc)n(( - ФУНКЦИЯ знака. Первый делитель 5 частоты с коэф фициентом давления (Cq 6 преобразу ет последовательность импульсов f в последовательность (фиг. 2), пери бд которой равен периоду напряжения питающей сети и соответствует углу .0 эл. град., и не зависит от колебаний моментов естественной ком мутации вентилей преобразователя. Сигнал G управляет работой счетчика 10 и блока 11 памяти. За период9 360 эя. град, в счетчик 10 через делитель 9 частоты с выхода тактового генератора 8 поступает N/Kcjj импульсов, где N - число импульсов, сформированных за этот период тактовым генератором 8, Vicjj коэффициент деления делителя 9 частоты,- В момент появления импульса G число M/VQgi переписывается со счетчика 10 в блок 11 памяти, а счетчик 10 устанавливается в нулевое состояние. Сигнал управляет работой счетчика 6, В момент синхронизации импульсом в счетчик 6 с выхода блока 11 памяти записывается число N/KUJ в инверсном коде. Счетчик 6 считает импульсы с выхода управляемого делит.еля 3 частоты, управляемого кодом- младших разрядов задатчика 1 угла. За период в oi. эл. град. на счетный вход счетчика 6 через упрсшляемый делитель 3 частоты с выхода тактового генератора 8 посу тупает сСМ /360 К импудьсов, где Км коэффициент деления управляемого делителя частоты 3, соответствующий коду младших разрядов задатчика 1 угла. При переполнении счетчика 6 счет прекращается и на выходе счетчика формируется импульс переполнения О, положение которого относительно импульса синхронизации соответствует углу регулирования . Поскольку в момент синхронизации в счетчик 6 записано в инверсном коде число /KQ,J , то переполнение наступает при (5L/KQj soLM/360Ku, откуда о/- ЗбОКу/Кг г., . Полученное таким образом значение ( зависит от частоты импульсов F Синхронизации, а также от девиации частоты следования импульсов в пределах периода сигнала G, т.е. в пр делах периода йапряжения питающей сети. Значение об прямо пропорционально коэффициенту деления К. При соотношении коэффициентов где максимальное значение кода младших разрядов задатчика угла, максимальное значение ot равно 60 эл. град. Таким способом регулируется угол 4 в пределах от 0. до 60 эл. град. Если угол регулирования больше 60 эл. град, то в первом (при 60° о- 120) или во BTOpdM (при 120 180 ) разрядах задатчика 1 угла появляются сигналы логической единицы, которые через блок 2 памяти воздействуют на вход райтределите- ; ля 7, Распределитель 7 преобразует поступающие на его вход сигналы синхронизации X, У, Z , сигнал переполи сигналы 35 TJ с выхоа блока 2 памяти в шесчь последовательностей импульсов taa. ( L l, 2 . . . 6 ) : f, С1чШЛ9 Л4 V B.Djyz ) i fz Q.y(IJ.Bax2 fa QiH Ш,Ъ2УЧ )s A ,D,z), is - QLJ (i) V V ,D2XI) , ffi a ( V V ) Дешифратор 12 пропускает импульс - нз один из выходов в зависимости от значения сигналов D и t),,; при импульс О проходит на четвертый выход, при 1) 1; 1)2; О на пятый; , Ъч-i - на шестой вы ход. Дешифратор 13 преобразует значения сигналов X, У, 2 в единичный сигнал на одном из своих выходов. Нулевой и седьмой выходы не исполь зуются, так как состояния -О и 1 в не возникают (фиг. 2). Единичный сигнал с одного из выходов дешифратора 13 Яоступает на одни вхс$ды элементов 3-2И.-ЗИЛИ 14 - 19. Импульс О с выхода дешифратора 12 проходит через элементы 3-2И-ЗИЛИ 14 - 19 на один из выходов устройства. Так, при ,0 1) , Уя1, с О, единичный сигнал появляется на шестом выходе дешифратора 13, -импульс проходит на шестой выход дешифратора 12 и через элемент 3-2И-ЗИЛИ 14 на выход fд, что соответствует логической функции J, . С выхода распределителя сигналы fl распределяются по цепям упргшления вентилей преобразователя. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает формирование угла регулирования оС независимо от дрейфа моментов естественной коммутации вентилей, вызванного асимметрией напряжений питающей сети по величине и фазе. Это приводит к повышению статической точности устройства. Код эадатчика угла используется в устройстве в течении времени формирования угла ad от мрмеита появления импульса f синхронизации до момента появления импульса переполнения Q. За счет этого достигается повышение быстродействия устройства и, следовательно ; снижение его динамических погрешностей. Линейиая зависимость угла регулирования ot от значения кода задатчика Кц. ОЯеспечивает исключение аппаратурных погрешностей на линеаризацию.

И

п

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ i СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержагцее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным ; входом управляемого делителя частоты, задатчик угла, младшие разряды которого соединены с управляющим входом управляемого делителя частоты, старшие разряды соединены с ин формсщионным входом блока памяти, блок синхронизации, первый выхсщ которого подсоединен к первому входу распределителя, второй выход соединен с управляющим входом блока памяти и установочным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом распределителя, третий вход которого соединен с выходом блока памяти, и второй счетчик, отличающееся Тем, что, с целью повыиения точности и . быстродействия устройства, в него введены два дополнительных делителя частоты и дополнительный блок памяти, причем вход первого дополнительного делителя частоты соединен с вторым выходом блока синхронизации, выход соединен с установочными входами второго счетчика и дополнительного блока памяти, счетный вход которого подсоединен к выходу второ- 5 го дополнительного делителя частоты, сл выход соединен с информационным входом дополнительного блока памяти, выход которого соединен с информационным входом первого счетчика, счетный вход которого соединен с Выходом 3 управляемого делителя частоты, счетный вход которого объединен с входом второго дополнительного делителя частоты. 05 Ф