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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления частотнорегулируемым электроприводом на базе циклоконвер тора с дискретным рядом выходных -частот. Известно устройство для управления выходной частотой тиристорных преобразователей частоты, содержащее последовательно соединенные задатчик частоты, задатчик интенсивно ти, управляемый генератор низкой ча тоты, у которых в качестве задатчик интенсивности используется интегратор или КС-цепь, а выходная частота управляемого генератора низкой частоты пропорциональна напряжению на его входе управления С ЗНедостатком данного устройства является низкое качество управления из-за наличия субгармоник в выходно напряжении циклоконвертора Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления циклоконверторс, содержащее задат чик частоты, .выход которого соедине с одним из выходов элемента сравнения, второй вход которого соединен с входом управления управляемого ге нератора низкой частоты, интегратор вход которого соединен с выходом ре гулятора интенсивности С23. Недостатком известного устройства является невозможность формирования линейного закона изменения частоты при работе циклоконвертора с дискрет рядом выходных частот. . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем введения формирования линейного закона изменения выходной частоты циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее задатчик частоты, выход которого соединён с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора ик енсивности, дополнительно снабжено реверсивным счетчикомрегистром, регистром, обратно пропорциональным преобразователем, ключом, запоминающим блоком, блоком вычитания, компаратором, одновибратором, элементом задержки, переключателем выходов, причем выход реверсивного счетчика-р.егистра соединен с входом регистра памяТи и входом рбратно пропорционального преобразователя, выход .которого соединен с первым, а через ключ и запоминакяций блок - с вторым входами блока вычита1ния, выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через вход запуска одновибратора соединен с входом сброса интегратора, входами управления ключа и регистра, входом элемента задержки, выход которого соединен с входом переключателя выходов, первый выход которого соединен с суммирующим, а второй выход - с вычитаняцим счетными входами реверсивного счетчика-регистра, а вход управления переключателя выходов соединен с входом разрешения одновибратора и выходом элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для управления циклоконвертором. Устройство содержит генератор 1 низкой частоты, управляемый кодом, задатчик .,2 частоты, подключенный к одному из входов элемента 3 сравнения, последовательно вкл1Йченные переключатель 4 выходов, реверсивный счетчик-регистр 5 и регистр 6, выход обратно пропорционального преобразователя 7 через ключ 8 и запоминающий блок 9 соединен с блоком 10 вычитания, выход которого соединен с входом ксФлпаратора 11, к которому подключен также через интегратор 12 регулятор 13 интенсивности, одновибратор 14 своим, выходом соединен с входом элемента 15 задержки. Устройство работает следукядим обра ом. . Управляемый генератор 1 низкой частоты (УГНЧ) представляет собой источник постоянной, синхронизированной с сетью частоты, и управляемый делитель частоты с переменным целочисленным коэффициентом деления М-. Вход управления делителя частоты является и входом управления всего генератора 1. Под управляющим воздействием генератора 1 понимается цифровой код коэффициента N; . Выходная частота генератора 1 определяется выражением где к - коэффициент пересчета кольцевой пересчетнойсхемы, расположенной за генератором 1; № - фазность циклоконвертора. Максимальное значение коэффициента деления определяется минимальной начальной частотой развертки €f.Q на выходе управляемого генератора низкой частоты (, где fo - необходимое минимальное значение частоты на выходе циклоконвертора) , а минимальное соответствует максимсшьной частоте на выходе циклоконвертора, равной частоте сети ( f j.r fc ) и определяете; числом тактов вьтрям ления силовой схемы преобразователя с естественной коммутацией, т.е. , tn . Формирование полной воэрастающей частотной развертки на выходе генератора 1, а следовательно, и на выходе цйклоконвертора осуществляется уменьшением коэффициента деления .Nj управляемого делителя частоты от ,Np до Nj m . Формирование спадаю:щей частотной развертки на выходе цйклоконвертора соответствует обратному изменению N;. Частота, до которой происходит формирование линейной часЮтной раз вертки, определяется задатчиком 2 частоты и задается в виде цифрового кода, поступакедего на один из входов элемента 3 сравнения. На его второй вход поступает цифровой код текущего значения коэффициента деления N делителя частоты генератора 1. Элемент 3 в зависимости от соотношения поступанлдих на ее входы .кодов вырабатывает управляющие сигналы рибо на формирование возрастающей или спадающей линейных частотных разверток (частотный пуск или частот ное торможение электропривода), либ на прекращение формирования. Элемент 3 сравнения управляет рабофой переключателя 4 выходов и одновибратором 14. Переключатель 4 выходов согласно управляющим сигналам элемента 3 Срав нения осуществляет поступление им- пульсов на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика-регистра 5 при формировании возрастакядей частотной развертки, а на его суммирующий счетный вход - при спадающей разверт ке. Переключатель 4 выходов может быть построен на базе двух ячеек Запрет либо с применением двyk транзистор1лых ключей. . Реверсивный счетчик-регистр 5 как и регистр б осуществляет прием и хранение информации, но в отл1ргии от последнего производит также счет галпульсов как в прямом, так и обратном направлениях. Реверсивный счетчик-регистр 5 используется здесь для монотонного целочисленного изменения коэффициента деления М{ , Преобразователь 7, имея в йачёстве входной информации цифровой код Н(., обеспечивает формирование на его выходе сигнала FJ , обратно пропорционального коду N. В силу этого выходное напряжение преобразователя 7 будет пропорционально выходной частоте цйклоконвертора и генератора Запоминающий блок 9 предназначен для приема и хранения поступающей .при замкнутом ключе 8 на его вход информации. В случае, если входная информация поступает в виде напряжения, то примером запоминающего блока 9 может служить конденсатор, (Юдключенный параллельно входу эмиттерного повторителя .На выходе блока 10 вычитания формируется абсолютное значение разности двух поступающих на его входы величин. Для получения абсолютной разности в чзлучае построения блока 10 вычитания на базе линейных интегральных схем оно дополнительно снабжается вьтрнмителем. К «паратор 11 в момент равенства выходных величин блока 10 вычитания и интегратора 12 выдает сигнал на работу одновибратора 14. Одновибратор 14 вырабатывает короткий импульс определенной длительности достаточной для полного сброса интегратора 18 и записи выходной информации преобразователя 7 обратной величины в запоминаквдий блок 9, этим же импульсом осуществляется управление регистра б, а при равенстве кодов на входах элемента 3 сравнения формирует управлякяцие сигналы, которые поддерживают ключ 8 в замкнутом, а интегратор 12 в обнуленном состояниях. Элемент 15 задержки необходим для того, чтобы изменение числа в реверсивном счетчике-регистре 5 происхо- . дилО после процесса записи информации в запоминающий блок 9. Рассмотрим формирование возрастакяцей линейной частотной развертки на выходе цйклоконвертора с дискретным рядом выходных частот на уровне выходной частоты дискретно-управляемого генератора 1 низкой частоты. В исходнстл состоянии в реверсивный счетчик-регистр 5 и регистр б записан код начального коэффициента деления, т.е. в соответствии с NO на выходе генератора 1 частоты устанавливается начальная час.тота ff- частотной развертки f f, (начальная частота частотного пуска электропривода), , Коды на двух входах элемента 3 равны друг другу, при этом переключатель выходов разъединяет выход элемента 15 задержки со счетными входами реверсивного счетчика-регистра 5, а устройство управления обнуляет интегратору 12 и замыкает ключ 8. Так как ключ 8 замкнут, то на входах блока 10 напряжения равны друг Другу (, J и соответствуют начальной частоте развертки. Процесс формирования линейной частотной развертки начинается с момента tj, , кОгда на выходе зецатчика 2 частоты устанавливается код . Код N соответствует .частоте о на выходе генератора 1, до которой происходит формирование линейной развертки,. С момента to начинается формирова ние первого интервала между пере ходом выходной частоты УГНЧ с fj-g на следуняцее дискретное значение i ря да (1). При изменении соотношения кодов на входах элемента 3 сравнения последний вырабатывает команду, по которой переключатель 4 выходов соединяет выход элемента 15 задержки с вычитающим входом реверсивного счетчика-регистра 5, а одновибратор 14 размыкает ключ 8 и разрешает работу интегратора 12, напряжение которого UM начинает линейно возрастать. Кроме того, ояновибратор 14 формирует короткий импульс to, который, поступая через элемент 15 и. переключатель 4на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика-регистра 5, умень,шает на единицу предварительно записанный -в него код NO . Теперь на выходе реверсивного счетчика-регистра 5установлен код следующего после NO целочисленного коэффициента деления .,; N,-г MQ - 1. Коэффициент деления . соответствует следующему дискретному значению выходной частоты генератора l(-Ui-fr-i соответствии с новым кодом N, поступающим на вход пр;еобразователя 7, напряжение . на его выходе будет соответствовать час тоте ff и равно Поскольку на выходе запоминающего блока 9 сохранилось напряжение Ug , то теперь на двух входах блока 10 имеют место напряжения UQ и U , соответствующие выходным частотам генератора fpg и г , На выходе блока 10 вычитания вы рабатывается абсолютная величина раз ности йи. dU () , пропорциональна разности указанных выше двух частот, т.е. Uor() момент t , когда напряжение интегратора 12 станет равным полученной разности /sUg, ерабатывает компаратор 11. Коммутатор 11 запускает одновибратор 14, которо опять формирует короткий импульс . Этот импульс прежде всего .записывает в регистр б код коэффициента деления N и на выходе генератора 1 согласно (1) устанавливается новое дискретное значение частоты f . При линейной характеристике интегратора интервал времени utg между моментами to и i будет пропорционален разности между дискретными значениями выходной частоты генератора 1 -до и после переклю чения или att (fp - frjj) . Одновременно с переходом генератора 1 на очередное дискретное знауение частоты fp-i начинается формирование нового интервала времени дг,, пропорционального абсолютной разности между текущей частотой f и следующим ее дискретным значением г2 Для этого в момент i импульсом обнуляется интегратор 12 и на короткое время записи замыкается ключ 8. В запевлинакнций блок 9 записывается напряжение U , соответствукяцее текущей частоте генератора 1 . После размыкания ключа 8 с задержкой времени уменьшается на единицу код в реверсивном счетчике-регистре 5, который станет равным NQ- 2. Коэффициент деления N2 соответствует частоте генератора If которую последний должен .перейти после интервала времени At., . В соответствии с Nj на выходе преобразователя 7 напряжения станет равным U2 и пропор.циона:льным г2 . На выходе блока 10 установится разность ДЦ (U.-U) (2 Новое срабатывание компаратора 11 в момент 2(напряжение интегратора возрастает до разности ди) отмеряет от момента t необходимый интервал , поопе которого генератор 1 импульсом 1 выхода устройства 14 управления переводится на новое дискретное значение частоты путем записи в резистор б кода N, Далее процесс повторяется. Окончание формирования линейной частотной развертки наступит в момент t(, когда код NI навыходе регистра б станет равным коду N на выходе задатчика 2 частоты. Элемент 3 вырабатывает кам&кяу, по которой переклю атель 4 выходов разъединяет выход элемента 15 задержки с вычитающим счетным входом реверсивного счетчика-регистра 5, а одновибратор 14 замыкает ключ 8, обнуляет интегратор 12 и поддерживает их в таком состоянии до следующего формирования развертки. Формирование спадающей линейной частотной развертки начинается при появлении на выходе задатчика 2 частоты кода большего, чем N. В этом случае по команде элемента 3 переключатель 4 выходов соединяет выход элемента 15 задержки уже с суммируняциМ счетным входом реверсивного счетчикарегистра 5. В .остальном же принцип работы устройства сохраняется прежним. Таким образом, устройство производит перевод управляемого генератора низкой частоты с одного дискретного значения его выходной частоты (1) на другое через такие интервалы времени dtf, при которых Обеспечивается линейный закон распределения его выходной частоты во времени. Этим реализуется линейная частотная разйертка циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот, что позволяет повысить качество регулирования час- , тоты привода.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содержащее задатчик частоты, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с входом управления управляемого генератора низкой частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора интенсивности, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем введения формирования линейного закона, изменения выходной частоты циклоконвертора с дискретным рядом выходных частот, оно снабжено реверсивным счетчиком-регистром, ре;Тистрсяи, обратно пропорциональным преобразователем, ключом, запоминающим блоком, блоком вычитания, компараторсж, одновибратором, элементом задержки, переключателем выходов, причем выход реверсивного счетчикарегистра соединен с входом регистра и входом обратно пропорционального преобразователя, выход которого соединен с первым, а через ключ и запоминающий блок - с вторым входами блока вычитания, выход которого соединен с одним иэ входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через вход запуска одновибратора соединен с входом сброса интегратора, входами iуправления ключа и регистра, входе элемента задержки, выход которого соединен с входом переключателя выходов, первый выход которого соединен с суммирующим, а второй - с вычитаиицим счетными входами реверсив ного счетчика-регистра, вход управления переключателя выходов соединен с входом разрешения одновибратора и ,выходсяя элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом реtc гистра. со |