Устройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем Советский патент 1990 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля фазы, длительности и амплитуды импульсов управления тиристорными преобразователями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тири- сторным преобразователем содержит блок 1 управления, информационные выходы 2 которого подключены к блоку 3 индикации.

первая 4 и вторая 5 группы входов подключены соответственно к выходам блока синхронизации системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и СИФУ, вход 6 сигнала запуска операции контроля подключен к выходу блока запуска операции контроля, вход 7 задания контроля фазы импульсов подключен к выходу блока задания контроля фазы импульсов, вход 8 задания контроля длительности импульсов подключен к выходу блока задания контроля длительности импульсов, группа 9 и дополнительная группа 10 информационных входов подключены к выходам 11 и 12 узла 13 измерения временных параметров(фазы и длительности) и узла 14 измерения амплитуды импульсов блока 15 измерения, выход 16 сигналов контроля фазы и длительности подключен к упсл ю 00

о

OJ

равляющему входу 17 узла 13, выход 18 сигналов синхронизации контроля подключен к синхронизирующим входам 19 и 20 узлов

13и 14, выход 21 сигналов сброса-пуска подключен к установочным входам 22 и 23 узлов 13 и 14, а выход 24 сигналов СИФУ подключен к входу порогового злемента 25 с изменяемым порогом срабатывания, дополнительный вход которого подключен к выходу регулируемого источника 26 опорного сигнала, выходы 27 управления которого подключены к управляющим выходам 28 узла 14, а выход порогового элемента 25 подключен к информационному входу 29 уЗла

14и к входу формирователя 30 импульсов, выходы которого подключены к информационным входам 31 и 32 узла 13.

Блок 1 управления содержит генератор 33 тактовых импульсов, один вход которого подключен к входу 6, другой - к одному из входов первой группы 4 входов, а выход - к входу первого счетчика 34, выходы которого подключены к управляющим входам оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 35 и первого 36 и второго 37 мультиплексоров, информационные входы которых подключены соответственно к второй 5 и первой 4 группам.входом, а выходы - к выходам 24 и 18 блока контроля. Выход мультиплексора 36 подключен к входу сброса второго счетчика 38, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 33, а выход - к входу ОЗУ 35. Тактовые входы первого 39.и второго 40 триггеров подключены к выходу генератора 33, их установочные входы - соответственно к входам 7 и 8 блока 1 управления, а выходы - к инфор мацион- ным выходам 2 и входам элемента ИЛИ 41, выход которого подключен к выходу 16 блока 1.

Узел 13 измерения временных параметров содержит переключатель 42, входы которого подключены к входам 17,19 и 32 узла 13, а выход - к первому входу коммутатора 43, второй вход которого подключен к входу 31, третий - к входу 22 узла 13, а четвертый - к выходу генератора 44 эталонной частоты, управляемого сигналом с входа 17 узла 13. Выход коммутатора 43 подключен к тактовому входу счетчика 45, установочный вход которого подключен к входу 22 узла 13, а выходы - к входам дешифратора 46, выходы которого подключены к выходам 11 уз. ла 13.

Узел 14 измерения амплитуды импульсов содержит п-разрядный регистр 47 сдвига, первый вход которого подключен к входу 20, второй - к входу 23 узла 14, а выходы - к входам h каналов 48.1-48.П передачи сигнала, первый из которых содержит входной

элемент И 49.1, , 2...П, первый вход которого является входом 50.1, , 2,...,п, соответствующего канала, вторйй вход подключен к входу 29 узла 14, а выход - к

тактовому входу входного триггера 51.1,, 2,...п, установочный вход которого подключен к входу 23 узла 14, а выход - к первому входу выходного злемента И 52.1, , 2...,п, второй вход которого подключен к входу 50.1

0 данного канала, а выход - к тактовому выходного триггера 53.1, , 2...п, установочный вход которого подключен к входу 23 узла 14, вход синхронизации триггеров 53.1 от первого до (п-1)-го каналов 48.1 подклю5 чен к входу 50.1 от второго до п-го каналов 48.1, а выходы триггеров 53.1 подключены к управляющим выходам 28 узла 14 и к входам дешифратора 54, выходы которого подключены к выходам 12 узла 14.

0 Регулируемый источник 26 опорного сигнала может быть выполнен в виде циф- роаналогового преобразователя на п-раз- рядной матрице R-2R, преобразующей входной двоичный п-разрядный код в ток,

5 последовательно соединенный с операционным усилителем, преобразующим ток в выходное напряжение согласно выражению

п - NI I, Un- -,и макс

NMBKC

0 где Ымакс - максимальное значение кода;

Умакс максимальное значение Un, соответствующее Ымакс.

Устройство работает еле дую щи м-об разом.

5 На входы блока 1 управления поступают контролируемые импульсы, которые через пороговый элемент 25 поступают на узлы 13 и 14 блока 15 измерения, через формирователь 30 - на узел 13 измерения временных

0 параметров (фазы и длительности) и непосредственно на узел 14 измерения амплитуды.

Цифровая оценка результатов контроля высвечивается в блоке 3 индикации. Через

5 вторую группу 5 входов, связанную с выходами СИФУ, блок 1 управления осуществляет поочередное подключение выходных сигналов СИФУ к выходу 24, соединенному с одним из входов порогового элемента 25.

50 Через группы 9 и 10 информационных входов и {.информационные выходы 2 блок 1 управления передает информацию о результатах контроля в блок 3 индикации. Импульсы синхронизации, связанные с

55 входами СИФУ через первую группу 4 входов, формируются в моменты перехода через нуль питающего напряжения преобразователя. На входы 6-8 блока 1 управления подаются соответственно команды Контроль. Фазовый сдвиг, Длительность.

Блок управлений работает следующим образом. Через вход группы 5 подается команда Контроль, которая запускает генератор 33 тактовых импульсов, синхронизированный с сетью, формируя на его выходе импульсы, запускающие счетчик 34, разрядность которого равна количеству контролируемых каналов. С выходов счетчика 34 сигналы поступают на управляющие входы первого 36 и второго 37 селекторов- мультиплексоров. Первый селектор-мультиплексор 36 осуществляет поочередное подключение к выходу 24 блока 1 управления выходных сигналов СИФУ, а второй се- лектор-мультиплексор 37 поочередно подключает к выходу 18 блока 1 управления соответствующие импульсы синхронизации. Сигнал синхронизации, соответствующий импульсации выпрямленного напряжения сети, поступает на вход генератора 33 тактовых импульсов. Переключение каналов происходит по тактам работы генератора 33 тактовых импульсов.

Формирование сигналов на выходе 16 блока 1 управления осуществляется с помощью первого 39 и второго 40 триггеров. При контроле фазового сдвига на вход 7 подается команда Фазовый сдвиг, по которому первый триггер 39 устанавливается в нулевое состояние. Сигнал с выхода генератора 33 тактовых импульсов устанавливает на выходе триггера 39 уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 41 поступает на выход 22 блока 1 управления и через информационные выходы 2 блока 1 управления в блок 3 индикации. При контроле длительности импульсов на вход 8 поступает команда Длительность, которая устанавливает на выходе второго триггера 40 уровень логического нуля, а сигнал с выхода генератора 33 - уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 41 поступает на выход 16 блока 1 управления и в блок 3 индикации. Таким образом, на выходе 16 блока 1 управления в зависимости от команд, поступающих на входы 7 и 8 блока 1 управления, формируется сигнал, поступающий в узел 13 измерения временных параметров (фазы и длительности).

Информация о номере контролируемого канала СИФУ с выходов счетчика 34 поступает в ОЗУ 35. Кро.ме того, через группы 9 и 10 информационных входов блока 1 управления на входы ОЗУ 35 поступает информация с выходов узлов 13 и 14 блока 15 измерения параметров импульсов. Запись в ОЗУ 35 результатов контроля осуществляется по сигналу с выхода счетчика 38, который считает(п+1) контролируемый импульсе выхода первого селектора-мультиплексора 36, где п - разрядность регистра 47 сдвига в 5 узле 14 блока 15 измерения.

В процессе контроля на входе порогового элемента 25 появляется контролируемый импульс, который поступает на вхйй

10 формирователя 30 импульсов, подключенного выходами к узлу 13 измерения временных параметров (фазы и длительности). На одном из выходов формирователя 30 импульсов формируется сигнал по переднему

15 фронту контролируемого импульса, а на другом выходе - по заднему фронту контролируемого импульса. На выходе 18 блока 1 управления, связанного с входами 19 и 20 узлов 13 и 14 блока 15 измерения, формиру20 ется сигнал синхронизации при появлении импульсов на первой группе 4 входов блока 1 управления. На выходе 16 блока 1 управления формируется сигнал в зависимости от сигнала управления на входах 7 и 8. На

25 втором выходе 21, соединенном с входами 22 и 23 узлов 13 и 14 блока 15 измерения параметров импульсов, формируется сигнал сброса-пуска.

При измерении временных парамет0 ров (фазы длительности) переключатель 42 при контроле фазы импульсов подключает к своему выходу сигнал, поступающий с выхода 18 блока 1 управления (сигнал синхронизации), а при измерении длительности

5 импульса - сигнал с входа 32 узла 13. на котором формируется сигнал по заднему фронту контролируемого импульса. Управление переключателем 42 осуществляется с помощью сигнала с выхода 16 блока 1 уп0 равления.

На второй вход коммутатора 43 поступает сигнал с входа 31 узла 13, формируемый блоком 30 по положительному фронту контролируемого импульса, и на первый

5 вход сигнал с выхода переключателя 42. Эти сигналы определяют интервал времени, в течение которого коммутатор 43 передает на свой выход сигналы с выхода генератора 44 эталонной частоты, который в режиме

0 измерения фазы составляет 18 кГц, а в режиме измерения длительности 180 кГц. Счетчик 45 отсчитывает импульсы с генератора 44 и передает результат на дешифратор 46. После очередного отсчета

5 коммутатор 43 не реагирует на последующие сигналы, пока на его вход не поступит с блока 1 управления сигнал сброса с выхода 21, который также обнуляет счетчик 45.

Узел 14 измерения амплитуды импуль- сов работает следующим образом. Запускающий импульс, формируемый на выходе 21 блока 1 управления, записывает Г на выходе п-разрядного регистра 47 сдвига, подключенного к входу 50.п канала 48.п, устанавливает в Г триггеры 51.1. 53.п и в О триггеры 53.П-1...53.1 (на фиг, 3 принято п - 4). Выходные сигналы триггеров 53.1...53.П (фиг. 3) образуют п-разрядный двоичный код. который передается на входы 27 регулируемого источника порогового сигнала. Таким образом, после поступления запускающего импульса на группе выходов 28 сформирован п-разрядный двоичный код с единицей в старшем разряде. Этот код в блоке 26 преобразуется в сигнал уровня порога срабатывания элемента 25.

Если амплитуда контролируемого импульса выше установленного порогового уровня, то на первых входах элементов 41, появляется импульс, который устанавливает триггер 51.п в состояние О (фиг. 3). В противном случае сигнал на выходе триггера 51.п не изменяется. Во время прихода очередного импульса синхронизации, как только выход регистра 47, подключенный к входу 50.п возвратится в О (а выход 50.П-1 - в 1). выходной сигнал с элемента И 42.п стирает илиоставляет в триггере 53.п ранее записанную информацию в зависимости от состояния триггера 52.п. Одновременно производится запись 1 в триггере

53.П-1.

Далее аналогично производится проверка (п-1}-го разряда на соответствие амплитуде контролируемого импульса. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будут проверены все п разрядов. После того, как проверен первый разряд, цифровой код на выходах триггеров 53 становится эквивалентом амплитуды контролируемого импульса. Этот код дeшифpиpyetcя элементом 54.

Таким образом, благодаря введению узла измерения амплитуды импульсов и регулируемого источника опорного сигнала расширяются функциональные возможности и повышается достоверность контроля параметров СИФУ тиристорных преобразователей.

Формула изобретения Устройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тири- сторным преобразователем, содержащее блок управления, выполненный на двух мультиплексорах, двух счетчиках, двух триггерах элементе ИЛИ, оперативном запоминающем устройстве и генераторе тактовых импульсов, один вход которого использован в качестве входа сигнала запуска операции контроля блока контроля, другой вход под

5 1

ключен к одному из входов первой группы входов блока контроля, предназначенной для подключения к выходам блока синхронизации системы импульсно-фазового уп- равления. а выход использован в качестве выхода сигналов сброса-пуска блока контроля и подключен к входу аервого сметчика, выходы которого подключены к соответствующим входам оперативного запоминающе- го устройства и первого и второго мультиплексоров, другие входы которых образуют первую и вторую груопы входов блока контроля, последняя из которых предназначена для подключения к выходам системы импульсно-фазового управления, а выходы мультиплексоров использованы в качестве выходов сигналов синхронизации и системы импульсно-фазового управления, последний из которых подключен к входу сброса второго счетчика, выход которого подключен к входу оперативного запоминающего устройства, а тактовый вход подключен к выходу первого счетчика, подключенному также к тактовым входам 5 первого и второго триггеров, установочные входы которого использованы соответственно в качестве входов задания контроля длительности и контроля фазы блока управления, а выходы, использованные вместе с 0 выходами оперативного запоминающего устройства в качестве информационных выходов блока управления, подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого использован в качестве выхода сигналов кон- 5 троля фазы и длительности блока контроля, подключенного вместе с выходами сигналов синхронизации и сигналов сброса-пуска блока контроля соответственно к управляющему, синхронизирующему и установочно- 40 му входам узла измерения временных параметров (фазы и длительности) блока измерения, выходы которого подключены к группе информационных входов блока уп- -равления, соединенных с соответствующи- 45 ми входами оперативного запоминающего устройства блока управления, информационные выходы которого подключены к блоку индикации, а выход сигналов системы импульсно-фазового управления подключен к 50 входу порогового элемента, выход которого подключен к входу формирователя импульсов выходы которого подключены к информационным входам узла измерения временных параметров блока измерения, 55 отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достоверности контроля, оно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, пороговый элемент снабжен дополнительным входом и выполнено

изменяемым порогом срабатывания, блок измерения снабжен узлом измерения амплитуды импульсов, а блок управления снабжен дополнительной группой информационных входов, образованных соответ-. ствующими входами оперативного запоминающего устройства, подключенных к выходам узла измерения амплитуды импульсов блока измерения, выполненного на п-разрядном регистре сдвига, п каналах передачи сигнала, каждый из которых включает два элемента И. два триггера и дешифратор, выходы которого использованы в качестве выходов узла измерения амплитуды импульса, а входы подключены к выходу выходного триггера каждого канала передачи сигнала, образующих группу управляющих выходов узла измерения амплитуды импульсов, подключенную к входам управления регулируемого источника опорного сигнала, выход которого подключен к дополнительному входу порогового элемента, причем первый вход регистра сдвига ис- пользован в качестве синхронизирующего входа узла измерения амплитуды импульсов и подключен к выходу сигналов синхронизации блока управления, второй вход регистра сдвига подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульсов и к выходу сигналов сброса-пуска блока управления, а выходы регистра сдвига подключены к первым входам входного и выходного элементов И каждого канала, второй вход всех входных элементов И использован в качестве информационного

входа узла измерения амплитуды импульсов и подключен к выходу порогового элемента, а выход второго элемента И каждого канала подключен к тактовому входу входного триггера этого канала, установочный вход подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульсов, а выход подключен к второму входу выходного элемента И данного канала, выход которого подключен к тактовому входу выходного

триггера данного канала, установочный вход которого подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульса, а вход синхронизации выходных триггеров каналов передачи сигнала от первого до

(п-1)-го подключен к выходам регистра сдвига от второго до п-го соответственно.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля фазы, длительности и амплитуды импульсов управления тиристорными преобразователями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля. Для этого в устройство для диагностирования, выполненное на цифровых микросхемах, введен дополнительный регулируемый источник опорного сигнала и узел измерения амплитуды, входящий в блок измерения, выполненный в виде регистра сдвига, выход которого соединены с дешифратором посредством цепей, состоящих из последовательно включенных двух групп элементов И и триггеров. 3 ил.

5

Фиг. 2