Функциональный преобразователь Советский патент 1974 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть иснользовано в качестве задатчика для программных регуляторов и в качестве генераторов ступенчатого напряжения.

Известны функциональные преобразователи, состояндие из трансформатора с отпайкой, блока программного управления и датчика тока.

Недостатком известных устройств являются невысокие мощность выходного сигнала, к. п. д., надежность и быстродействие.

С целью повышения мощности выходного сигнала, и быстродействия преобразователя он содержит 2п дополнительных секций обмотки трансформатора, 2п запирающих диодов и две цепочки последовательно соединенных управляемых ключей, но п ключей в каждой; унравляющие входы ключей присоединены к выходу блока нрограммного управления, свободные зажимы первых ключей обеих цепочек присоединены ко второму зажиму вторичной обмотки, а свободные зажимы последних ключей присоединены соответственно к двум зажимам нагрузочного резистора; параллельно каждому управляемому ключу через заиирающий диод подключена дополнительная секция обмотки.

На чертеже приведена схема функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь содерит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого через инвертор 3 соединена со вхО ом преобразователя (инвертор может быть выполнен на первичной обмотке). Вторичная обмотка 4 соединена с датчиком тока 5 и с цецоч«И:на уцра-вляемых ключей 6i-62,, параллельно которым через запирающие диоды i-72п присоединены дополнительные секции

обмотки 8|-82 п трапсформатора, выполняющие роль вольт-добавочных секций.

Кроме того, в состав преобразователя вхоят нагрузочный резистор 9, блок программного управления 10 и два развязывающих диода

11 и 12. Выходное напряжение преобразователя снимается с нагрузочного резистора 9.

Все дополнительные секции обмотки 8i-82 п включены встречно по отнощению ко

вторичной обмотке 4.

Первый зажим вторичной обмотки 4 трансформатора (обозначен точкой) соединен с общей точкой двух деночек, а другие выводы ценочек соединены с нагрузочным резистором 9 и через развязывающие диоды 11 и 12 и датчик тока 5 - со вторым зажимом вторичной обмотки 4 трансформатора 1. Вывод цепочки положительной полуволны тока вторичной обмотки 4 (правой ветви на чертеже)

соединен с катодом развязывающего диода

3

И, вывод цепочки отрицательной полуволны тока вторичной обмотки (левой ветви иа чертеже) соединен с анодом другого развязываюН1,его диода 12. Правая цепочка предназначена для работы в положительный полупериод тока вторичной обмоткн 4, левая --- в отрицательный.

В качестве управляемых ключей 6 в устройстве могут быть использованы, например, тиристоры.

Устройство работает следуюндим образам.

Входное постоянное напряжение преобразуется инвертором 3 в переменное напряжение прямоугольной формы и трансформируется во вторичную 4 и дополнительные 8 обмотки трансформатора 1. Выходное нанряжение, выделяемое на нагрузочном резисторе 9, представляет собой однополярный периодический сигнал, форма которого онределяется программой работы устройства. Синхронизация работы устройства осуществляется синхронизируюгцими импульсами, вырабатываемыми блоком программного управления 10 по сигналу с датчика тока 5. Нанряжение прямоугольных участков выходного сигнала обзаруется разностью напряжений вторичной обмотки 4 и всех напряжений дополнительных секций правой цепочки, так как сигнал на включение шунтирующих управляемых ключей 6 дополпптельных секций 8 в это время не постунает.

В конце первой ступени выходного нанряжения включается тиристор младшего разряда и напряжение на нагрузочном резисторе 9 возрастает на дискретную величину, онределяемую этим разрядом, так как встречно включенное ранее напряжение обмотки младшего разряда исключается из последовательной цепи за счет ее шунтирования тиристорнын управляемым ключом 6, а запирающий диод 7 закрывается напряжением своей же .обмотки, предотвращая короткое замыкание на ней. Дальнейшая работа нроисходит аналогично. Причем открытие управляемых ключей 6, соответствующих дополнительным секциям 8, производят импульсы, а заиирание их происходит под действием напряжений в отрицательные полупериоды, индуцируемые в обмотках «своих дополнительных секций 8 (т. е. производится естественное запирание).

4

Таким образом, задавая различную про грамму, можно нолучать однонолярную функ цию самого различного вида.

Применение трансформатора и тиристорог с диодами в формирователе задающего устройства нозволяет получить как маломощный сигнал, так и сигнал мощности в десятки киловатт при высокой надежности и быстродействии устройства, а относительно высокая частота, на которой работает трансформатор (сравнительно с периодом выходного сигнала), обеспечивает небольшие габариты всего устройства.

Следует отметить, что каждое увеличение числа разрядов в устройстве лишь на один приводит к двойному увеличению числа возможных дискретных уровней за счет применения двоичного кода и, следовательно, к увеличению точности воспроизведения заданной функции.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Функциональный нреобразователь, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого через инвертор подключена ко входу преобразователя, а первый зажим вторичной обмотки соединен с иервым входом датчика тока, выход которого нодключен к блоку нрограммного управления, второй вход датчика тока через два встречно включенных развязывающих диода присоединен соответственно к двум зажимам нагрузочного резистора,

отличающийся тем, что, с целью повышения мощности выходного сигнала и быстродействия преобразователя, он содержит 2п дополнительных секций обмотки трансформатора, 2п запирающих диодов и две цепочки последовательно соединенных управляемых ключей, по ц ключей в каждой, управляющие входы ключей присоединены к выходу блока программного управления; свободные зажимы первых ключей обеих цепочек присоединены

ко второму зажиму вторичной обмотки, а свободные зажи.мы последних ключей присоединены соответственно к двум зажимам нагрузочного резистора; параллельно каждому управляемому ключу через запирающий диод

подключена дополнительная секция обмотки.

цв