Способ управления @ -фазным преобразователем и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

входами регистра памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения симметрии управляющих импульсов, оно имеет управляемый делитель частоты, снабженный входами управления, счетным входом и входом установки, двухвходовыми элементами И и ИЛИ, двухступенчатым D-триггером и вычитающим счетчиком импульсов, снабженным счетным входом, входом управления и информационными входами, причем счетный вход управляемого делителя частоты соединен с выходом двухвходового элемента И, его управляющие входы соединены с информационными выходами регистра памяти, а вход установки соединен с т-м выходом распределителя на m каналов, первые входы D-триггера и двухвходового элемента И соединены с выходом источника импульсов высокой частоты, второй вход двухвходового элемента И соединен с выходом двухвходового элемента ИЛИ, первый вход двухвходового элемента ИЛИ соединен с.инверсным выходом D-триггера, второй вход двухвходового элемента ИЛИ соединен с выходом вычитаницего счетчика, входы управления вычитающего счетчика соединены с информационными выходами счетчика-делителя на т, вход установки вычитающего счетчика соединен с выходом формирователя синхронизирующих импульсов, а счетный вход вычитающего счетчика,, счетный вход распределителя импульсов на m каналов и второй вход 15 -триггера соединены с выходом управляемого делителя частоты.

1. Способ управления т-фазным преобразователем, заключающийся в том, что вьщеляют основную гармонику из одной фазы сетевого напряжения, формируют импульсы высокой частоты fo, формируют импульсы пониженной частоты fo/m, определяют число N -импульсов пониженной частоты за каждый период основной гармоники сетевого напряжения, запоминают число N на время.каждого последующего периода основной .гармоники сетевого напряжения, формируют в последующем периоде основной гармоники сетевого напряжения первый управляющий импульс синхронно с основной гармоникой сетевого напряжения, формируют последующие га-1 управляющие импульсы путем деления импуль-, сов высокой частоты отличающийся тем, что, с це.лью повьппения симметрии управляющих импульсов, определяют число К импульсов высокой частоты после N-ro импульса пониженной частоты на каждом периоде основной гармоники сетевого напряжения, запомингиот число К на время каждого . последующего периода основной гармоники, формируют в каждом последующем периоде основной гармоники сетевого напряжения К управляющих импульсов из т-1 управляющих импульсов путем деления импульсов высокой частоты на N+1, а остальные из т-1 управляющих импульсов.- путем деления импульсов высокой частоты на N. Q 9 2. Устройство для .управления т-фазным преобразователем, содержащее последовательно включенные источник однофазного сетевого напряжения, фильтр нижних частот и формирователь синхронизирукмцих импульсов; источник импульсов высокой частоты, счетчик-делитель на ш и счетчик импульсов пониженной частоты., снабженные входами установки, счетными входами и информационными.выходами, регистр памяти, распределитель импульсов на m каналов, снабженный счетным входом и входом установки, причем выход формирователя синхронизирующих импульсов соединен-с входами установки упомянутых счетчиков-, распределителя и входом управления регистра памяти, выход источника импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика-делителя на т, выход счетчика-делителя на m соединен со счетным входом счетчика импульсов пониженной частоты информационные выходы которого соединены с информационными

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления ведомых сетью многофазных тиристорных преобразователей и повьшенными требованиями к качеству их выходного напряжения и работающими от искаженной нестабильной питающей сети.

Известен способ управления преобразователями путем формирования управляющих импульсов т-фазного .преобразователя из одной фазы сетевого напряжения, инвариантный к несимметрии и искажению питающей сети и позволяющий получить симметричную систему управляющих импульсов Г1.

Однако использование данного способа для управления многофазными преобразователями ( 24) приводит к значительному усложнению систе мы управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ формирования управляющих импульсов га-фазного преобразователя, заключающийся в том, что вьоделяют основную гармонику из одной фазы сетевого напряжения, формируют импульсы высокой частоты , формируют импульсы пониженной частоты f /ш,

определяют число N импульсов пониженной частоты за каждый период основной гармоники сетевого напряжения, запоминают число N на время каждого последукицего периода основной гармоники сетевого напряжения, формируют в последующем периоде основной гармоники сетевого напряжения первый управляющий импульс синхронно с основной гармоникой сетевого напряжения и формируют последующие т-1 управляющие импульсы путем периодического деления импульсов высокой частоты на N С21.

Недостаток известного способа наличие несимметрии формируемых управляющих импульсов при некратных частотах () и ( J значение которой достигает величины

.i To(m-l),

где TO - период частоты fo;

m - фазность преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления т-фазным преобразователем, содержащее последовательно включенные источник однофазного сетевого напряжения, фильтр нижних частот и формирователь синхронизирующих импульсов., источник импульсов высокой частоты, счетчик-делитель на m и счетчик импульсов пони женной частоты, снабженные входами установки, счетными входамии информ ционными входами, регистр памяти, распределитель импульсов на m каналов, снабженный счетным входом и входом установки, причем выход форми рователя синхронизирующих импульсов соединен с входами установки упомя нутых счетчиков, распределителя и входом управления регистра памяти, выход источника импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика-делителя на т, выход счетчика-делителя на m соединен со счетным входом счетчика импульсов пониженной частоты, информационные выходы которого соединены с информационными входами регистра памяти С23. Недостатком известного устройства является недостаточная симметрия управляющих импульсов при некратньпс высокой частоте f и частоте питающе сети. Цель изобретения - повышение симметрии управляющих импульсов т-фазного преобразователя. Поставленная цель достигается тем что согласно способу управления т-фазным преобразователем,заключающемуся в том,что вьщеляют основную гармонику из одной фазы сетевого напряжения, формируют импульсы высокой частоты fa, формируют импульсы пониженной частоты fo/m, определяют число N имйуль сов пониженной частоты за каждый период основной гармоники сетевого .напряжения, запоминают число N на время каждого последующего периода основной гармоники сетевого напряжения, формируют в последующем периоде основной гармоники сетевого напряжения первый управляющий импульс синхронно с основной гармоникой сетевог напряжения, формируют последующие т-1 управляющие импульсы путем деления импульсов высокой частоты, определяют число К импульсов высокой частоты после N-ro импульса пониженной частоты на каждом периоде основной гармоники сетевого напряжения, запоминают число К на время каждого последующего периода основной гармоники, формируют в каждом последующем периоде основной гармоники сетевого напряжения К управляющих импульсов из m-l управляющих импульсов путем еления импульсов высокой частоты на +1, а остальные из т-1 управляющих мпульсов - путем деления импульсов высокой частоты на N. Указанная цель достигается также тем, что устройство для управления т-фазным преобразователем, содержащее последовательно включенные источник однофазного сетевого напряжения, фильтр нижних частот и формирователь синхронизирующих импульсов, источник импульсов высокой частоты, счетчикделитель на m и счетчик импул сов пониженной частоты, снабженные входа-, ми установкиj счетными входами и информационными выходами, регистр памяти, распределитель импульсов на m каналов, снабженный счетным входом и входом -установки, причем выход формирователя синхронизирующих импульсов соединен-с входами установки упомянутых счетчиков, распределителя и входом управления регистра памяти, выход источника импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика делителя на т, выход счетчика-делителя на m соединен со счетным входом счетч яса импульсов пониженной частоты, информационные выходы которого соединены с информационными входами регистра памяти, имеет управляемый делитель частоты, снабженный входами управлет ния, счетным входом и входом установки, двухвходовыми злемёнтами И и ИЛИ, двухступенчатым D-триггером и вычитающим счетчиком импульсов, снабженным счетным входом, входом управления и информационными входами, причем счетный вход управляемого делителя частоты соединен с. выходом двухвходового элемента И, его управляющие входы соединены с информационными выходами регистра памяти, а вход установки соединен с т-м выходом распределителем на m каналов, первые выходы D-триггера и двухвходового элемента И соединены с выходом источника импульсов высокой частоты, второй вход двухвходового элемента И соединен с выходом двухвходового элемента ИЛИ, первый вход двухвходового элемента ИЛИ соединен с инверсным выходом D-триггера, второй вход двухвходового элемента ШШ соединен с выходом вычитающего счетчика, входы управления вычитающего счетчика соединены с информационными выходами

счетчика-делителя на m, вход установки вьгчитающего счетчика соединен с выходом формирователя синхронизирунлцих импульсов, а счетный вход вьгчитающего счетчика, счетный вход распределителя на m каналов и второй вход D-триггера соединены с выходом управляемого делителя частоты.

На чертеже представлена схема устройства, осуществляющего формирование управляющих импульсов согласно предлагаемому способу..

Устройство формирования управляющих импульсов т-фазного преобразователя содержит источник однофазного сетевого напряжения 1, подключенный через фильтр 2 нижних частот к формирователю 3 синхронизирующих импульсов. Выход формирователя 3 подключен к входу установки в О счетчика-делителя 4 на т, счетный вход которого

соединен с выходом генератора 5 высокочастотных импульсов частоты fо i а выход подключен к счетному входу счетчика 6 пониженной частоты. Информационные выходы счетчика 6 подключены.к информационным входам регистра 7 памяти, вход управления записью которого объединен с входом установки в О счетчика 6 и подключен к выходу формирователя 3. Информационные выходы регистра 7 подключены к вкодам-управления управляемого цифровым кодом делителя 8 частоты, между основным входом которого и выходом генератора 5 включен логический элемент И 9. Выход делителя 8 подключен к счетному входу счетчикараспределителя 10 на m состояний, вход начальной установки которого соединен с выходом формирователя 3, а-т выход подключен к входу начальной установки делителя 8 Выход генератора 5 подключен к входу синхронизации двухступенчатого D-триггера 11, информационный вход которого соединен с выходом делителя 8 и счетным входом вычитакдаго счетчика 12 импульсов емкостью ш. Вход управления записью счетчика 12 подключен к входу управления записью регистра 7. Информационные входы счетчика 12 подключены к информационным входам кольцевого счетчика 4. Выход счетчика 12 и инверсный выход D-триггера 11 поключены к входам элемента- ИЛИ 13, выход которого подключен к другому входу элемента И 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение фазы сети 1 и напряжение на выходе фильтра 2 не равны нулю выходные импульсы формирователя 3 отсутствуют на га выходе счетчика-распределителя 10 установлена логическая 1, блокирующая работу управляемого делителя 8 частоты. Управляющие импульсы на выходах счетчика 10 не формируются. Генератор 5 постоянно формирует высокочастотные импульсы частоты f, которые пересчитываются кольцевым счетчиком 4 по модулю m и на его вьрсоде формируются импульсы частоты fо/т. На информационных выходах счетчика 4 формируется текущее значение кода числа К, значение которого изменяется от О до т-1. Счетчик 6 подсчитывает число имрульсов частоты fg/m за период сетевого напряжения, ограничиваемый выходными импульсами формирователя 3.

j При переходе через ноль в положительном направлении выходного напряжеэия фильтра 2 на выходе формирователя 3 формируется синхронизирующий импульс между импульсами частоты fo . Этот импульс устанавливает счетчикраспределитель 10 в начальное состояние, что вызывает формирование 1-го управляющего импульса на его выходе и снятие блокировки с управляемого делителя частоты 8; осуществляет запись выходного кода N счетчика 6 в регистр 7 памяти и подачу этого кода на вход управления делителя 8, начальную установку реверсивного счетчика 12 в соответствии с цифровым кодом К, снимаемым с информационных выходов кольцевого счетчика 4; осуществляет очистку счетчика 4 и счетчика 6 импульсов и подготовку их к записи новой информации. Далее начинается накопление кода в счетчике 6 под действием импульсов частоты fg/m, которое продолжается до прихода следующего синхронизирующего испульса с выхода формирователя 3.

Предположим, что импульсы с выхода генератора 5 во всех режимах работы устройства беспрепятственно проходят через элемент И 9.- На выходе управляемого делителя 8 частоты под действием ,управляющего кода N с регистра 7 и частоты fo формируются импульсы.

711

частота следования которых определяется соотношением

(1)

N где Tj - период частоты питающей сети. Под действием этих импульсов счет чик-распределитель 10 переключается и формируется 2т-1 управляющие импульсы на его выходах. При формировании делителем 8 га-го импуль са блокируется работа делителя 8 до прихода следующего синхронизирующего импульса формирователя 3, что обеспе чивает формирование каждого 1-го управляющего импульса из напряжения .питающей сети. Далее процессы в устройстве повторяются. При кратных частотах fо и f выпол няется соотношение fg (2) и временные интервалы между любыми смежными импульсами одинаковы и рав ны 5 T.N. m Несимметрия управляющих импульсо отсутствует. При некратных частотах f и f( при формировании импульсов в соответствии С соотношением (1) возникает несимметрия, так как соотношение (2). не выполняется. Для исключения несимметрии при некратных частотах выходная частота делителя 8 должна составлять где N - целое число; К - - дробное число; К - код счетчика 4 (). При этом временные интервалы между смежными управляющими импульсами будут одинаковы и равны: + --°mФормирование импульсов в соотвед ствиис соотношением (5) трудно выпол нимо практически. Поэтому целесообразно рассмотреть другой способ фор

152008

мирования частоты, заключающийся в том, что период следования упрайляющих импульсов за интервал Т, изменяется на небольшую величину, равную 5 целому числу, и вьтолняется полученное из соотношение (5) уравнение m T«N + КТ. - Ш J-Qll т исключающее накопление ошибки. Преобразуя формулу (6), получим закон изменения частоты следования управляющих импульсов, позволяющий уменьшить их несимметрию при некратных частотах f и „, (N 1)К . N(m-K.) т - - -f-Из соотношения (7) следует, что для уменьшения несимметрии необходимо формировать К импульсов.- с частотой и (т-К) импульсов с частотой следования -. каждый период сетевого напряжения. При этом максимальная несимметрия импульсов составит TO, что в (т-1) раз меньше, чем при формировании импульсов в соответствии с соотношением (1). Рассмотрим работу устройства (фиг. 1) при некратных частотах fg и fp без учета ранее принятого предположения о беспрепятственном прохождении выходных импульсов генератора 5 через элемент И 9. По импульсу с формирователя 3 вычитающий счетчик 12 устанавливается в отличное суг О состояние К, что вызывает появление на его выходе переноса логического О, поступающего на вход элемента ИЛИ 13.- Двухступен.чатый D-триггер 11 под действием выходных импульсов.с генератора 5 и делителя 8 формирует логический .О на другом входе элемента 13 на время прохождения йервого (после каждого выходного импульса с делителя 8) импульса частоты fo с выхода генератора 5, что приводит к блокировке одного из импульсов частоты о поступающих на вход-делителя В и эквивалентно увеличению кода управления им на единицу. При этом выходные импульсы делителя 8 следуют с частотой JJ-T- Блокировка импульсов (и формирование частоты fo) продолжается до тех пор, пока под действием К-го выходного импульса с делит4.ля 8 счетчик 12 не установится в О. В этом состоянии счетчик 12 блокируется до следующей его установки п выходному импульсу формирователя 3 и последующие ra-l-K управляющих импульсов формируются с ч&стотой fo Таким образом, предлагаемое устр ство функционирует в соответствии с соотношением (7), что позволяет уме шить несимметрию его импульсов управления по сравнению с известным. Для управления тп-фазным преобразователем выходные импульсы распределителя 10 поступают на его тиристоры через многоканальное фазосмещающее устройство. При использовании последнего оно синхронизируется суммой выходных импульсов делителя 8 и формирователя 3. Осуществление предлагаемого способа управления т-фазным преобразователем позволяет снизить Несимметрию управляющих импульсов в т-1 раз по сравнению с известным способом.

II

1

К J.

/о

т.

EMIMi