Устройство для фазового управления @ -фазным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/00 

11302400

Изобретение относится к электроехнике, в частности к преобразоваляди ды го ус ге и вх тр ко си те эл ны ны ды ны то ст

fO

15

тельной технике, и может быть использовано для управления многофазным преобразователем.

Цель(о изобретения является повышение точности управления путем уменьшения асимметрии импульсов и повьшение надежности.

На фиг.1 изображена схема устройства для фазового управления 2т- фазным преобразователем} на фиг.2 - диаграммы его работы для случая tr 3.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 синхронизации (представляет собой нуль-орган, например, на операционном усилителе, преобразующий входное синусоидальное напряжение в прямоугольное), блок 2 одноканального фазосмещения, m-выхо- 20 довый блок 3 формирования импульсов, вход блока 2 одноканального фазосмещения соединен с источником 4 напряжения управления (может быть потенциометр, подключенный к источнику питания, с движка которого снимается напряжение управления для случая. ручного управления преобразователем или может быть выход какого-либо регулятора) , триггер 5, синхронизирующий вход которого соединен с выходом блока 2 одноканального фазосмещения, а информационный - с выходом блока 1 синхронизации, и две группы из m элементов И 6-11, первые входы первых ю элементов И 6-8 соединены с прямым выходом триггера 5, а первые входы вторых гп элементов И 9-11 - с инверсным выходом триггера 5, выходы m -выходового блока 3 формирования импульсов соединены с вторыми входами первых 6-8 и вторых 9-1Im элементов И, т -выходовый блок 3 формирования импульсов содержит триггеры 12 и 13, дополнительный элемент И 14, интегратор 15, управляемый генератор 16 импульсов, два делителя 17 и 18 частоты, включающих счетчики импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 19 и кольцевой счетчик 20 cm выходами.

ляемого генератора 16 импульсов соединен с выходом интегратора 15, входы которого соединены .с выходом одного триггера 12 и через инвертирующий усилитель 21 с выходом другого триггера 13, входы сброса триггера 12 и 13 соединены с выходом элемента И 14 входы которого соединены с выходами триггеров 12 и 13, запускающие входы которых соединены с выходом блока 1 синхронизации и выходом второго делителя частоты 18 соответственно, гт элементов И 6-11 обеих групп снабжены третьими входами, которые соединены с выходом элемента 1ШИ-НЕ 19, входы которого соединены с промежуточными выходами первого делителя частоты 17, которые являются выходами старших разрядов счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Входное синхронизирующее Напряжение и,, одной фазы сетевого напряжения поступает на вход блока 1 синхрр- 25 низации (фиг.2а), где преобразуется : в прямоугольное синхронизирующее

напряжение U (фиг.2б). Блок 2 одноканального фазосмещения запускается в каждый полупериод входного нап30 ряжения Uj. , формируя импульсы в момент сравнения напряжения управления Uy , поступающего с выхода источника 4 напряжения управления, с линейно-изменяющимся напряжением

35 блока 2 одноканального фазосмещения {фиг.2в). Частота импульсов на выходе блока 2 одноканального фазосмещения (фиг.2г) равна удвоенной частоте входного синхронизирующего нап40 ряжения Up, а моменты формирования импульсов соответствуют моменту формирования противофазных импульсов (фиг.2г,к,н).

45 Выходные импульсы блока 2 одноканального фазосмещения (фиг.2г) посту, пают на входы сброса первого делителя частоты 17 и кольцевого счетчика 20, сбрасывая их. На первом выходе

50 кольцевого счетчика 20 (первый выход

синхронизирующий вход которого соеди-П1-выходового блока 3 формирования нен с выходом первого делителя часто- импульсов) появляется .импульс(фиг.2е) ты 17, входы сброса кольцевого счет- На входы первого делителя частоты 17 чика 20 и первого делителя частоты с выхода управляемого генератора 16 17 соединены с выходом блока 2 одно- 55 частоты поступают импульсы и при пеканального фазосмещения, входы пер-реполнении первого делителя частоты вого 17 и второго 18 делителей часто- 17 появляющиеся на его выходе импульты соединены с в кодом управляемогосы переключают кольцевой счетчик в

генератора 16 импульсов, вход управ-следующее состояние, импульс на перO

5

0

ляемого генератора 16 импульсов соединен с выходом интегратора 15, входы которого соединены .с выходом одного триггера 12 и через инвертирующий усилитель 21 с выходом другого триггера 13, входы сброса триггера 12 и 13 соединены с выходом элемента И 14 входы которого соединены с выходами триггеров 12 и 13, запускающие входы которых соединены с выходом блока 1 синхронизации и выходом второго делителя частоты 18 соответственно, гт элементов И 6-11 обеих групп снабжены третьими входами, которые соединены с выходом элемента 1ШИ-НЕ 19, входы которого соединены с промежуточными выходами первого делителя частоты 17, которые являются выходами старших разрядов счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Входное синхронизирующее Напряжение и,, одной фазы сетевого напряжения поступает на вход блока 1 синхрр- 5 низации (фиг.2а), где преобразуется : в прямоугольное синхронизирующее

напряжение U (фиг.2б). Блок 2 одноканального фазосмещения запускается в каждый полупериод входного нап0 ряжения Uj. , формируя импульсы в момент сравнения напряжения управления Uy , поступающего с выхода источника 4 напряжения управления, с линейно-изменяющимся напряжением

5 блока 2 одноканального фазосмещения {фиг.2в). Частота импульсов на выходе блока 2 одноканального фазосмещения (фиг.2г) равна удвоенной частоте входного синхронизирующего нап0 ряжения Up, а моменты формирования импульсов соответствуют моменту формирования противофазных импульсов (фиг.2г,к,н).

20

45 Выходные импульсы блока 2 одноканального фазосмещения (фиг.2г) поступают на входы сброса первого делителя частоты 17 и кольцевого счетчика 20, сбрасывая их. На первом выходе

50 кольцевого счетчика 20 (первый выход

BOM выходе исчезает и появляется импульс на втором выходе (фиг.2ж).

При следующем переполнении исчезает импульс на втором выходе и появляется импульс на третьем выходе (фиг.2з и т.д. Очередной импульс с выхода блока 2 одноканального фазо- смещения сбрасывает кольцевой счетчик 20 и при этом появляется импульс на первом выходе. Интервалы между передними фронтами импульсов на выходах и -выходового блока 3 формирования импульсов обеспечиваются равными ЗГ /т с высокой степенью точности Погрешность интервала между первым и вторьм импульсами (фиг.2е,ж) определяется дискретностью управляемого генератора 16 импульсов (интервалы между вторым и третьим и т.д. импульсами точно соответствует Jf/m).

Для случая допустимой погрешности, равной 35 МКС (или 0,7 эл.град.}, коэффициент деления пергого делителя частоты 17 для сличая управления трехфазным мостовьм преобразователем равен 96, а частота на выходе управляемого генератора 16 импульсов равна 28,8 кГц. В общем случае коэффициент деления первого делителя I7 частоты должен быть К 71/6, а частота управляющего генератора 16 импульсов равна

де К

1Т

В

f- 2mf К -,

г СП

-коэффициент деления первого делителя 17 частоты;

-допустимая погрешность формирования импульсов, выраженная в относительных

единицах.40 данной длительности с выхода элеменИмпульсы с выхода управляемого ге- та ИЛИ-НЕ 19 (фиг.2п). нератора 16 импульсов поступают на вход второго делителя частоты 18, коэффициент деления которого К 2„,-К., . На выходе второго делителя

17

Задание длительности импульсов производится путем подключения про- межуточного выхода (старших разрячастоты вырабатываются импульсы с частотой, равной частоте сети, и сов- падакхцие по фазе с импульсами на выходе блока 1 синхронизации.

дов) первого делителя 17 частоты к входам элемента ИПИ-НЕ 19. Для получения импульса длительностью 10 эл.град. первый 17 час- у тоты состоит из двух счетчиков с коэффициентами шестнадцать и шесть и в этом случае входы элемента ИЛИ-НЕ 19 подключаются ко всем выходам счетчика на шесть. Пока на-его

дов) первого делителя 17 частоты к входам элемента ИПИ-НЕ 19. Для получения импульса длительностью 10 эл.град. первый 17 час- у тоты состоит из двух счетчиков с коэффициентами шестнадцать и шесть и в этом случае входы элемента ИЛИ-НЕ 19 подключаются ко всем выходам счетчика на шесть. Пока на-его

При этом триггеры I2 и I3 одновременно переключаются, выходные сигналы с обоих триггеров поступают на элемент И 14 и его выходной сигнал сбра-. сывает триггеры 12 и 13. Так как. за-55 выходах сигналы равны нулю, на выпуск и сброс триггеров 13 и 12 про- ходе элемента ИЛИ-НЕ 19 присутству- исходит одновременно, а выходной сигнал второго триггера 13 инвертируется с помощью инвертирующего усипиет импульс. Формирование импульсов происходит после каждого переполнения первого делителя 17 частоты. На

5

5

теля 21, результирующий сигнал, поступающий на вход интегратора 15, равен нулю и его выходное напряжение не изменяется, следовательно, частота импульсов управляемого генератора импульсов остается неизменной.

В случае дрейфа сети импульсы с выхода блока 1 синхронизации и с второго делителя 18 частоты сместятся по фазе, один из триггеров 12 и 13 будет срабатывать раньше. При этом результирующее напряжение, поступающее на вход интегратора 15, не будет равно нулю. Выходные напряжения интегратора 15 начнут изменяться, изменяя частоту импульсов управляемого генератора 16 импульсов до тех пор, пока фазы импульсов блока 1 синхронизации и второго делителя частоты не совпадут. Интегратор 15 делает устройство астатическим, обеспечивая интервалы между импульсами равными между-собой.

Распределение импульсов осуществляется следующим образом.

На синхронизирующий вход триггера 5 поступают импульсы с выхода блока 2одноканального фазосмещения. Триггер 5 устанавливается в соответствии с

0 сигналом на его информационном входе.- Выходные сигналы триггера 5(фиг.2д) и импульсы с m -выходового лока 3 формирования импульсов (с выходов кольцевого счетчика 20, фиг.2е,ж,з|

5 поступают на входы fn элементов И 6- 11 для распределения их по каналам. Для задания длительности импульсов на третьи входы обеих группm элементов И 6-11 поступает импульс за0

та ИЛИ-НЕ 19 (фиг.2п).

Задание длительности импульсов производится путем подключения про- межуточного выхода (старших разрядов) первого делителя 17 частоты к входам элемента ИПИ-НЕ 19. Для получения импульса длительностью 10 эл.град. первый 17 час- тоты состоит из двух счетчиков с коэффициентами шестнадцать и шесть и в этом случае входы элемента ИЛИ-НЕ 19 подключаются ко всем выходам счетчика на шесть. Пока на-его

выходах сигналы равны нулю, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 присутству-

выходах сигналы равны нулю, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 присутству-

ет импульс. Формирование импульсов происходит после каждого переполнения первого делителя 17 частоты. На

выходах обеих групп m элементов И 6-11 присутствуют импульсы заданной (одинаковой) длительности с равными интервалами между импульсами соседних каналов и следующие с частотой сети (фиг.2к,л.м,н,о,п,

Формула, изобретения

Устройство для фазового управления 2пгфазным преобразователем, содержащее последовательно соединенные блок синхронизации, блок одноканаль ного фазосмещения и in -выходовый блок формирования импульсов, причем вход блока одноканального фазосмещения предназначен для соединения с источником напряжения управления, триггер синхронизирующий вход которого соединен с выходом блока одноканального фазосмещения, а информационный - с выходом блока синхронизации, и две группы из tr элементов И, первые входы первых пг) элементов И соединены с прямым выходом триггера, а первые входы вторых m элементов И соединены с инверсным выходом триггера, выходы m -выходового блока формирования импульсов соединены с вторыми входами первых и вторых m элементов И, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности управления и надежности, -выходовый блок формирования импульсов снабжен двумя триггерами, дополнительным

Ш

3024006

элементом И, интегратором, управляемым генератором импульсов, двумя делителями частоты, включающими счетчики импульсов, элементом ИЛИ-ЙЕ и кольцевым счетчиком с m выходами, причем синхронизирующий вход кольцевого счетчика соединен с выходом первого делителя частоты, входы сброса кольцевого счетчика и первого делителя частоты соединены с вы ходом блока одноканального фазосмещения, входы .первого и второго делителя частоты соединены с выходом управляемого генератора импульсов,

5 вход управляемого генератора импульсов соединен с выходом интегратора входы которого соединены с выходом одного триггера и через инвертирующий усилитель - с выходом другого

20 триггера, входы сброса триггеров соединены с выходом дополнительного элемента И, входы которого соединены с выходами триггеров, запусканмцие входы которых: соединены с выходом

блока синхронизации и выходом второго делителя частоты соответственно, m элементов И обеих групп снабжены третьими входами, которые соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ,

30 входы которого соединены с промежуточными выходами первого делителя частоты, которые представляют собой вькоды старших разрядов счетчика импульсов, входящего в состав первого

35 делителя частоты.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многофазным преобразователем. Целью изобретения является повышение точности управления путем уменьшения асимметрии импульсов и повышение надежности. Выходные сигналы триггера 5 и импульсы с fTi -вы- ходового блока формирования импульсов 3 поступают на входы элементов И 6-11 для распределения их по Каналам. Для задания длительности импульсов на входы элементов И 6-11 поступает импульс заданной длительности с выхода элемента ИЛИ-НЕ 19. Задание длительности импульсов производится путем подключения к нему промежуточного выхода первого делителя частоты 17. Интервалы между фронтами импульсов на выходах блока формирования импульсов 3 обеспечиваются равными ЗГ/т с высокой степенью точности. Погрешность интервала между первым и вторым импульсами определяется дискретностью управляемого генератора импульсов 16. 2 ил. с & (Л