Устройство для переключения реверсивного вентильного преобразователя Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельным управлением (ВПРУ),

Цель изобретения - повышение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - эпюры, пойсняющие работу устройства; на фиг.З - функциональная схема блока блокировки переключения.

Устройство (фиг,1) содержит пос- ледовательно заключенные нуль-орган 1 реверса групп вентилей и первый элемент НЕ 2, тактируемый JK-триггер 3, имеющий по три входа J и К, причем его первые входы соединены с датчиком 4 состояния вентилей, подклю- ченньм к группам 5 и 6 вентилей силовой части ВПРУ, соединенной с нагрузкой 7, вторые входы триггера 3 соединены с выходом второго элемента НЕ 8 формирователь 9 импульсов управления, третьи входы триггера 3 соединены с выходами нуль-органа 1 и первого элемента НЕ 2, а выходы - с элементами 10 и 11 задержки, причем выходы последних подключены к одним входам элементов И 12 и 13, другие входы которых соединены с блоком 1-4 блокировки, импульсов управления, тактирующий вход триггера 3 подключен к источнику высокой частоты (ВЧ), а вход нуль-органа 1 к источнику сигнала задания (. ) выходы элементов И 12 и 13 соединены с входами ключей 15 и 16 Вперед, Назад, второй элемент НЕ 8 соединен с формирователем 9 импульсов управления через элементы ИЛИ 17, а другой вход последнего - с выходом блока 18 блокировки переключения, второй вход которого подключен к блоку 19 сигнализации включения устройства, а первьш и третий - к формирователям 20 и 21 коротких импульсов соответственно, при этом входы формирователя 20 подключены к выходам нуль-органа 1 реверса групп и первого элемента НЕ 2, а входы (выполненного аналогично первому) формирователя 21 к выходам элементов И 12 и 13,

Устройство (фиг. 1) работает таким образом, что по переключению

групп вентилей, о чем свидетельствует поступление на первый вход блока 18 блокировки переключения коротких импульсов с выхода формирователя 21, по времени соответствующих фронтам сигналов на выходах элементов И 12 и 13, анализируется временное положение поступающих на третий вход блока 18

блокировки переключения импульсов задания на peiicpc групп с выхода формирователя 20, по времени соответству- юс их переключению нуль-органа 1 реверса групп или первого элемента НЕ

2. Блок блокировки тереключения осуществляет анализ величины временных интервалов между импульсами, поступающими на его первый и третий входы, причем вывод о том, выработан ли импульс задания на реверс групп под действием возникающего в системе субгармонического колебания (при этом период субгармоник может принимать

только дискретные значения Т - Т)

делается по факту: совпал ли указанный временной интервал между импульсами первого и третьего входов блока с одним из выработанных для этой цели стробов, отстоящих от импульсов переключения на интервалы ,Tj, равные полупериодам субгармоник:

ь

2

п 2т

о

0

5

0

5

Если подобное совпадение произошло, например, по стробу, то импульс с выхода блока 18 через элемент ИЛИ 17 и второй элемен-т НЕ 8 проходит на входы JK-триггера 3, блокируя переключение последнего по сигналам задания на реверс групп с нуль-органа 1 и первого элемента НЕ 2; а если разово - по поступающему на первый вход блока 18 импульса, блока 19 сигнализации включения устройства номер выделенного строба Т; блока 18 запоминается.

При дальнейших переключениях групп вентилей повторный анализ на субгармоники блоком 18 не производится, а импульс на его выходе появляется во время, соответствующее стробу Т; .

По каждому новому выключению устройства работа блока 18 по анализу субгармоник повторяется.

Блок блокировки переключения (фиг.З) содержит:последовательно соединенные первый элемент ИЛИ 22, элемент 23 задержки, первый одновибрато 24, первый вход первого элемента 25 совпадения, первый вход второго эле- мента ИЛИ 26, второй одновибратор 27 и первый вход третьего элемента ИЛИ 28, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора 24, а выход является выходом блока, после- довательно соединенные счетчик 29, входы данных регистра 30 памяти и один вход цифрового компаратора 31, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 26, а вы- ход первого одновибратора соединен также с входом инвертора 32, выход элемента 23 задержки соединен с входом формирователя 33 дополнительной задержки, выход которого подключен к синхровходу счетчика непосредственно а к первому входу первого элемента ИЛИ 22 через второй элемент 34 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого RS-Tpi rrepa 35. При этом S-вход последнего подключен к второму входу первого элемента И.ПИ 22, к установочному входу счетчика 29 и является первым входом блока, установочный вход регистра 30 и вход второго RS-триггера 36 -также объединены и являются вторым входом блока, выход второго- одновибратора 27 соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ 37, а через второй.КЗ-триггер 36 - с вторым входом первого элемента схемы 25 совпадения, третий зход которого является третьим входо блока, а выход подключен к входу ввода регистра 30, выходы которого сое- динены с первой группой входов цифрового компаратора 31, при этом.вторая группа входов последнего подключена к выходам счетчика 29,. первые два из к-оторых совместно с выходом инв.ерто- ра 32 подключены также через третий элемейт 38 совпадения к первому входу четвертого элемента ИЛИ 37, выход 1 :оторого соединен с входом первого RS-TpHja epa 35.

Рассмотрим работу блока блокиров- гл-1 переключения, предназначенного, например, для ВПРУ, выполненного по шестипульсной (т 6) схеме для частоты сети ОЭо 50 Гц (TO 20 мс) , способного подавлять субгармоники с п 2, 3, 4, Интервалы отстояния стробов от импульса переключения при зтйх условиях составляют

-i

п 2т

Г

2 12

,67п(мс),

0 5 0 5 о Q «

5

5

т.е. -оказываются кратными величине Т 1,67 мс, что позволяет вьшол- нить генератор стробов, например, в виде циклически перезапускаемого элемента задержки с временем цикла перезапуска, равным йТ. Кроме того стробы, середины которых должны быть расположены в точках Т; , должны сами иметь длительность С , достаточную для перекрытия возможной нестабильности полупериода субгармоники из-за нестабильности частоты реального сетевого напряжения.

Блок блокировки переключения при этом работает следующим образом. По включении устройства импульс включения (фиг.2а) через второй вход блока 18 проходит на установочные входы регистра 30 и второго RS-триггера 36, устанавливая их в исходное состояние.

По очередному срабатыванию нуль- органа 1 реверса групп (фиг.) его выходной сигнал (фиг. 26), пройдя . рез формирователь 20, преобразуется в импульс задания на реверс (фиг,2в) и поступает через третий вход блока 18 на вход первого 25 элемента совпадения, заблокированного по одному из входов одновибратором 24, кроме того, выходной сигнал переключает JK-триггер 3 и с его прямого и инверсного выходов, пройдя через элементы 10 и 11 задержки и элементы И 12 и 13 (при разрешающем потенциале на Выходе блока 14, на выходах последних имеет вид, соответствующий фиг.2г, 2з и, пройдя через формирователь 21, преобразуется в импульс переключения (фиг.2е), поступающий на первый вход блока 18.

С первого входа блока 18 импульс переключения поступает на вход первого RS-триг гера 35, устанавливая потенциал его выхода в соответствии с фиг.2ж и разрешая прохождение сигнала с выхода формирователя 33 дополнительной задержки на первьш вход первого элемента ИЛИ 22, на второй вход первого элемента ИЛИ 22, который является входом циклически перезапускаемого элемента задержки, включающего в себя также элемент 23 задержки (основной), формирователь 33 допол- .нительной задержки и второй элемент 34 совпадения, а также на установочный вход счетчика 29, производя его исходную установку.

Прошедший элемент ИЛИ 22 импульс переключения элементом 23 задержки задерлшвается на время, равное t М - Г /2, и проходит на первый од- новибратор 24, который, начиная с момента t, формирует первый из стробов (фиг,33) длительностью Г , центр которого отстоит от импульса переключения на ДТ. Кроме того, импульс с выхода элемента 23 поступает на фор- мирова гель 33 дополнительной задержки, осуществляющий его задержку еще наТ/2. Таким образом, отстояние импульса перезапуска на выходе формирователя 33 от импульса переключения составляет

&Т - €-/2 + Г/2 М.

ц«кл

Через элементы 34, 22 импульс перезапуска поступает на вход элемента 23 и перезапускает последний, формируя передний фронт второго строба. 25 Счетчик 29 осуществляет счет поступающих на его вход импульсов перезапу-;;.- ска.

Если субгармоническое колебание .отсутствует, т.е. нет одновременно- ЗО го прихода сигналов на входах элемента 25 совпадения с третьего входа блока и с выхода первого одновибрато- ра 24, а максимальная гармоника, анализируемая блоком, имеет, на пример.

13743626

новибратор 27 (фиг.2), выходной им- пульс с которого (фиг.2п) имеет дли- тельность, достаточную для обеспече- ния необходимого декремента затухания субгармонического колебания и проходит через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг.2р), кроме того, благодаря связи выхода второго одно|0 вибратора 27 с входом первого RS- триггера 35 через четвертый элемент ИЛИ 37 при обнаружении субгармоник с п 4 цепь перезапуска генератора .стробов также будет разомкнута; тупает на вход управления регистра 30, переписывает код с выходов счетчика 29, зафиксировав тем самым, номер строба , характеризз ющий полуперкод обнаруженной субгармоники.

20 После этого при дальнейших переключениях анализ субгармоник не производится, для чего задним фронтом сигнала с выхода вюрого одновибра- тора 27 второй RS-триггер 36 переключается в -состояние (фиг . 3м ) , блокирующее работу элемента 25 совпадения. При переключениях (коде t t) счетчик 29 ведет счет стробов до установки на его выходах кода, равного коду, зафиксированному регистром 30. При

35

этом (момент времени t.,) цифровой компаратор 31 срабатывает (фиг.2а) и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 26 проходит на второй одновибра- тор 27, которьй формирует очередной импульс блокировки переключения (фиг.2п)5 поступающий через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг.2р).

п

мам

- 4, ТО при появлении на выхо35

дах счетчика 29 кода числа 3, соответствующего п - 1 , в следующей за третьим стробом паузе, по сигналу с выхода инвертора 32 (фиг.2и) срабатывает третий элемент 38 совпадения (фиг.2к) и через четвертый элемент ИЛИ 37, перебрасывает первый RS-триггер 35 фиг.2) и размыкает через элемент 34 цепь перезапуска генератора стробов, в результате чего последним, выраб атывается четвертьш строб и генератор стробов прекращает свою работу до следующего импульса переключения. Если субгармоническое колебание (фиг. 2, имеет место, причем, например, его к 4, как приведено на фиг.2л, то в момент времени t, появляется импульс задания на реверс (фиг,2а), происходит его совпа40

45

50

этом (момент времени t.,) цифровой компаратор 31 срабатывает (фиг.2а) и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 26 проходит на второй одновибра- тор 27, которьй формирует очередной импульс блокировки переключения (фиг.2п)5 поступающий через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг.2р).

Предлагаемое устройство для подав ления m субгармоник исцользует один перезапускаемый генера тор стро бов, реализовано применением только цифровых компонентов, практически не влияет на частоту переключения групп вентилей вплоть до частот, . близких к частотам субгармонических колебаний.

При использовании предлагаемого устройст5за повышается быстродейств замкнутых систем автоматического ре гулирования в ВПРУ за счет подавлен субгармонических колебаний, что поз воляет например, для электроприво.до

дение со стробом (фиг.2з) .и появляет-.- - подач металлорежущих станков значи

этом (момент времени t.,) цифровой компаратор 31 срабатывает (фиг.2а) и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 26 проходит на второй одновибра- тор 27, которьй формирует очередной импульс блокировки переключения (фиг.2п)5 поступающий через третий элемент ИЛИ 28 на выход блока (фиг.2р).

Предлагаемое устройство для подавления m субгармоник исцользует один перезапускаемый генера тор стробов, реализовано применением только цифровых компонентов, практически не влияет на частоту переключения групп вентилей вплоть до частот, . близких к частотам субгармонических колебаний.

При использовании предлагаемого устройст5за повышается быстродействие замкнутых систем автоматического регулирования в ВПРУ за счет подавления субгармонических колебаний, что поз- . воляет например, для электроприво.дов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельным управлением. Цель изобретения - повьшение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости; к субгармоническим колебаниям. Изоб- ретение позволяет оценивать наличие субгармоник по первому совпадению фронта импульса с выхода нуль-органа I реверса групп с одним из стробов, отстоящих от моментов переключений на интервалы, равные длительности полупериодов возможных субгармоник, и при обнаружении вырабатывать импульс блокировки переключения, по оконча нии которого переключение JK-триггера 3 происходит асинхронно по отношению к обнаруженному субгармоническому колебанию, обеспечивая затухание последнего. Т.о. реализуется принцип цифрового автоматически настраиваемого на частоту субгармоники режекторного фильтра, причем необходимый декремент затухания обнаруженной субгармоники обеспечивается определенной задержкой переключения JK-триггера 3, вы- рабатьгааемой блоком 18 блокировки переключения . 3 ил. /5 -с ф (Л 1 со 05 ю

ся сигнал (фиг.2и) на выходе элемента: 25 совпадения, который через второй элемент ИЛИ 26 запускает второй одтельно повыс :1ть качество обработки деталей и производительность работы оборудования (особенно для неско.дьких

электроприводов, работающих совместно в системах контурной обработки).

Ф о

рмула изобретения Устройство для переключения.реверсивного вентильного преобразователя, содержащее тактируемый JK-триггер, первый j-вход которого непосредст-. венно, а первый k-вход через первый элемент НЕ подключены к выходу нуль- органа реверса групп вентилей, вторые J- и k-входы объединены и подключены к выходу второго элемента НЕ, а третьи J- и k-входы предназначены для подключения к выходу датчика состояния вентилей преобразователя, тактируемый вход JK-триггера предназначен для подключения к генератору высокой частоты, прямой и инверсный выходы JK-триггера через первый и второй элементы задержки соответственно соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объе- динены и подключены к выходу блока блокировки импульсов управления, вы ходы первого и второго элементов И предназначены для подключения к управляющим входам ключей распределения Q R-вход которого соединен с выходом

импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшгения быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечени их устойчивости к субгармоническим колебаниям, введены первьш и второй формирователи коротких импульсов, блок блокировки переключений, элемен ИЛИ и блок сигнализации включения устройства, первый и второй входы первого формирователя коротких им- пульсов подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому входу блока блокировки переключений, второй и третий входы которого соединены с выходами блока сигнализации включения устройства и второго формирователя коротких импульсов соответственно, выход блока блокировки переключений соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого предназначен.для подключения к выходу формирователя импульсов управления, а выход соединен с входом второ

Qс 2025

7А3628

го элемента НЕ, первый и второй входы второго формирователя коротких импульсов соединены с выходами нудь- органа, реверса групп и первого элемента НЕ соответственно, причем блок блокировки переключений содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, элемент задержки, первый одновибратор, первый вход первого элемента совпадения, первый вход второго элемента ИЛИ, второй одно- вибратор и первый вход третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого одновибрато- ра, счетчик, выходы которого соединены с входами данных регистра памяти и одними входами цифрового компаратора, другие входы которого соединены с выходами регистра памяти, а выход с вторь.1м входом второго элемента ИЛИ, формирователь дополнительной задержки, вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход с счетным входом счетчика и первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а второй вход - к выходу первого RS- триггера,

35

40

45

50

55

четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а второй - с выходом второго одновибратора, первый и второй входы третьего элемента совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика, а третий через инвертор - с выходом первого одновибратора, второй RS- триггер, S-вход которого подключен к выходу второго одновибратора, а выход - к второму входу первого эле-, мента совпадения, выход которого v соединен также с входом ввода регистра памяти, второй вход первого элемента ИЛИ, S-вход первого RS-тригге- ра и установочньй вход счетчика объединены и являются первым входом блока блокировки переключений, вторым входом которого являются объединенные R-вход второго ; RS-триггера, и установочный вход регистра памяти, а третьим - третий вход первого элемента совпадения, выходом блока блоки- ровки переключения является выход третьего элемента ИЛИ,