Фазосдвигающее устройство Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

(21)4111245/24-07

(22)02.06.86

(46) 07.04.88. Бюл. № 13

(71)Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники

(72)В. В. Болотов, Б. С. Ерыпалов и А. В. Кобзак

(53)621.316.727(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1051684, кл. Н 02 Р I3/16, 1983.

Электротехника, 1979, № 4, с. 23-24.

(54)ФАЗОСДВИГАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорным электроприводом

постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение асимметрии импульсов управления. Увеличение сигнала источника 2, например, в отрицательную сторону приводит к уменьшению напряжения на выходе сумматора 1, частота генератора 5 увеличивается. Счетчик 11, отсчитав 256 импульсов, принимает нулевое напряжение на выходе. Это напряжение инвертируется инвертором 15, по переднему возрастающему фронту дифференцируется цепочкой 16 и положительный импульс определенной длительности через диод 17 поступает на распределитель. Одновременно этот импульс переводит триггер 13 в другое состояние, которым осуществляется запрет счета счетчика 11. 3 ил.

(Л

со

00 vj

СО

ьо

Q}i/e.f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорным электроприводом постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение асимметрии импульсов управления.

На фиг. 1 представлена функциональная схема фазосдвигающего устройства; на фиг. 2 - пример выполнения управляемого генератора; на фиг. 3 - пояснительные временные диаграммы.

Фазосдвигающее устройство содержит вычитаюш,ий сумматор 1 на операционном усилителе, один вход которого подключен к источнику 2 сигнала управления, другой - к источнику 3 сигнала задания начального угла, а выход зашунтирован стабилитроном 4 и вместе с входом управляемого генератора 5 через встречно-последовательно включенные развязывающие диоды 6 и 7 подключен к выходу делителя напряжения на резисторах 8 и 9, вход которого подключен к источнику 10 питания. Выход генератора 5 подключен к счетным входам счетчиков 11, которые входят в состав трех каналов 12 управления, каждый из которых включает в себя триггер 13, один вход которого подключен к соответствующему выходу 14 источника синхронизирующих импульсов, а выход - к запрещающему входу счетчика 11, выход которого через инвертор 15, дифференцирующую цепь 16 и выходной диод 17, образующий выход канала 12, подключен к другому входу триггера 13.

Управляемый генератор 5 может быть выполнен (фиг. 2) на операционном усилителе 18, инвертирующий вход которого подключен к точке соединения диодов 6 и 7 с резистором 8 делителя напряжения, а неинвертирующий - к источнику 10 питания через резистор 9 и конденсатору 19, за- щунтированному базо-эмиттерным переходом транзистора 20, база которого подключена к выходу усилителя 18 непосредственно и к его неинвертиру.ющему входу через дифференцирующую цепь 21.

Импульсы с выходов 14 источника синхронизирующих импульсов, поступающие в разные каналы 12 управления, сдвинуты между собой на 120 эл. град.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 10 питания конденсатор 19 заряжается через резистор 9. Напряжение Uy на выходе сумматора 1 имеет положительную полярность, поэтому на выходе компаратора 18 будет нулевой (отрицательный) потенциал и транзистор 20 находится в закрытом состоянии. Как только конденсатор 19 зарядится до уровня Uy, на выходе компаратора напряжение практически мгновенно увеличивается до напряжения источника питания (У„, транзистор 20 отпирается и конденсатор 19 также практически мгновенно через него разряжается. Диф0

ференцирующей цепочкой 21 устанавливается не только необходимый гистерезис, но и повыщается быстродействие компаратора 18 за счет гибкой положительной обратной

связи. Максимальная частота автоколебаний устанавливается не менее 500 кГц при минимальном напряжении управления Uy. С увеличением напряжения управления Uy частота автоколебаний уменьщается из- за больщего времени заряда конденсатора 19 (фиг. 3). Поскольку генератор может работать только при положительном, отличным от нуля напряжения, делитель напряжения обеспечивает на резисторе 8 напряжение в 1 В при отсутствии Uy . В этом

5 случае, если напряжение с выхода сумматора 1 равно или меньще 1 В, диод 6 закрывается, а диод 7 открывается и на входе генератора 5 будет напряжение от источника 10 питания, чем предотвращается срыв генерации и этим самым ограничивается ми0 нимальный угол отпирания тиристоров в выпрямительном режиме.

При отсутствии сигнала управления от источника 2 сумматора 1 на его выходе

устанавливается напряжение, равное примерно половине напряжения стабилизации f/cT стабилитрона 4 (при двухполярном напряжении сигнала управления, когда положительное напряжение соответствует инвер- торному режиму), что соответствует углу

Q отпирания тиристоров, равному примерно 90°, т. е. на границе выпрямительного и инверторного режимов. Увеличение сигнала источника 2 в отрицательную сторону (выпрямительный режим) приводит к уменьшению напряжения на выходе сумматора 1,

5 частота генерации генератора 5 увеличивается. Счетчик 11, отсчитав 256 импульсов (такая разрядность счетчика обеспечивает ассимметрию менее 1°), принимает нулевое напряжение на выходе. Это напряжение инвертируется инвертором 15, по переднему

0 возрастающему фронту дифференцируется цепочкой 16 и положительный импульс определенной длительности через диод 17 поступает на распределитель. Одновременно этот импульс переводит триггер 13 в другое

с состояние, которым осуществляется запрет счета счетчика 11. В исходное состояние триггер 13 запускается импульсом синхронизации формирователя 14 и от этого же момента дается разрешение на отсчет импульсов счетчиком 11. Как видно из диаграм0 мы (фиг. 3) увеличение сигнала источника 2 в отрицательную сторону приводит к уменьшению напряжения (jy , к увеличению частоты генератора 5 и к сдвигу угла отпирания тиристоров влево, т. е. к увеличению выпрямленного напряжения. Наоборот, увелк5 чение положительного напряжения сигнала источника 2 (инверторный режим) приводит к увеличению Ну вплоть до напряжения стабилизации стабилитрона, чем и ограничивается максимальный сдвиг угла отпирания тиристоров вправо.

Таким образом, благодаря исключению генераторов пилообразных напряжений и нуль-органов в каждом канале уменьшается асимметрия управляющих импульсов и повышается надежность работы устройства.

Формула изобретения

Фазосдвигающее устройство, содержащее сумматор, один вход которого подключен к источнику сигнала управления, а другой - к источнику сигнала задания начального угла, управляемый генератор, формирователь синхронизирующих импульсов и три канала управления, каждый из которых включает триггер и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а запрещающий - к выходу триггера, один

Un Uy

фиг. г

вход которого подключен к соответствующему выходу формирователя синхронизирующих импульсов, а другой - к выходу своего канала управления, отличающееся тем,

что, с целью повышения надежности и уменьшения асимметрии управляющих импульсов, оно снабжено стабилитроном, делителем напряжения питания и двумя развязывающими диодами, каждый канал управления снабжен инвертором, дифференцирующей цепью и выходным диодом, а сумматор выполнен вычитающим, причем выход сумматора защунтирован стабилитроном и вместе с входом управляемого генератора подключен через развязывающие диоды к

выходу делителя напряжения питания, а в каждом канале управления выход счетчика через последовательно соединенные инвертор и дифференцирующую цепь подключен к выходному диоду.

п

/

и.

мин

Z/ZJ