Устройство для управления широтноимпульсным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится К преобразовательной технике, в частности к устройствам управления тиристорными широтноимпульсными преобразователями (ШИП).

Известны системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем, основанные на вертикальном принципе управления, заключающемся в формировании и сравнении пилообразного и опорного напряжений , 2.

К недостаткам этих устройств относятся низкие точность и стабильность работы, особенно для случая управления многофазным тиристорным широтно-импульсным преобразователем.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, которое содержит п каналов формирования импульсов управления, каждый из которых Включает задаюш,ий генератор, тактовый счетчик импульсов, дешифратор, реверсивный счетчик управления и блок управления 3.

В основу работы данного устройства заложен принцип формирования по каждой фазе тиристорного ШИП двух сдвигаемых по фазе одной относительна другой последовательностей импульсов управления,.первая из которых поступает на осно1вной тиристор прерывателя, а вторая - на вспомотательныи, что приводит к выключению основного силового тиристора.

Но при широких диапазонах регулирования выходного напряжения преобразователя фактически установленные мошности фильтруюш;их устройств определяются малыми длительностями импульсов выходного напряжения, и в области средних и больших значений напряжения на нагрузке

фильтрующие устройства недоиспользуюгся, что является недостатком этого устройства.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей широтно-импульсного преобразователя в области больших и средних значений выходного напряжения, а также расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство для управления,

содержащее блок управления, выходы которого соединены со входами реверсивного счетчика, блок сравнения, на входы которого поданы сигналы с выходов тактового счетчика импульсов со входом установки

нуля и счетным входом и указанного реверсивного счетчика и задающий генератор, введены формирователь частот с шестью выходами, блок выработки сигналов сопровождения с двумя выходами, задатчик кодов, триггер со входом установки

нуля и счетным входом, два логических элемента ИЛИ, две грунны логических элементов И, каждая рунна которой состоит из двух двухвходовых элементов И и одного т.рехвходового элемента И, два входа которого реверсивные, и отдельного двухвходового элемента li, нричем выход задающего генератора нодключен к входу формирователя частот, выходы которого соответственно подключены к первым входам логических элементов И обеих групп логических элементов И, вторые входы первых двухвходовых логических элементов и первые реверсивные входы трехвходовых логических элементов И подключены к первому выходу блока выработки сигналов сопровождения, а вторые входы вторых двухвходовых логических элементов И и вторые реверсивные -входы трехвходовых логических элементов И подключены ко второму выходу блока выработки сигналов сопровождения, выходы первой группы логических элементов И подключены к входам первого логпческого элемента ИЛИ, а выходы второй группы логических элементов И - к Входам второго логического элемента ИЛИ, выход первого логического элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, выход второго логического элемента ИЛИ подключен ко второму входу логпческого элемента И, ко второму входу которого подключен выход триггера, а выход- к счетному входу тактового счетчи-ка импульсов, выходы которого тюдключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к входу установки нуля триггера, на вход блока выработки сигналов сонровождения и к выходу установки нуля тактового счетчика импульсов, выход блока управления -подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого нодключен к Входам блока сравнения и блока выработки сигналов сопровождения, а задатчЕк кодов подключен к входам блока выработки сигналов сопровождения.

Ка чертеже представлена функциональная схема )стройства управления широтноимпульсным преобразователем.

Устройство для управления ШИП содержит блок управления 1, задающий генератор 2, формирователь частот 3, реверсивный счетчик 4, схемы И 5-11, схемы ИЛИ 12, 13, блок выработки сигналов сопровождения 14, триггер 15, задатчик кодов 16, блок сравнения 17, тактовый счетчик импул зсов 18.

Рассмотрим принцип работы предлагаемого устройства управления.

На реверсивный счетчик 4 с управляющего устройства 1 по двум входным шинам поступают управляющие сигналы, при этом на счетчике фиксируется двоичный код, соответствующий глубине регулирования выходного напряжения преобразователя Y- Код с реверсивного -счетчика 4 поступает на блок сравнения 17 и на вход блока выработки сигналов сопровожденпя трех диапазонов регулирования выходного напряжения 14 (количество диапазонов в общем случае может выбираться произвольным целым числом).

Частота задающего генератора 2 используется в формирователе частот 3, состоящем из двух идентичных делителей частоты, каждый из которых имеет основной и промежуточный выводы, при этом первый делитель подключен неносредственно к задающему генератору 2, а второй делитель через дополнительный делитель с коэффициентом деления т, где m - число разбиений глубины регулирования выходного на1пряжения, т. е. - есть шаг квантования

/ глубины регулирования выходного напряженин Y. Таким образом, на выходе формирователя частот 3 получаем набор синхронизированных между собой частот 4/-т, 2}-т, f-m, 4/, 2/, /. При этом, в зависимости от дианазона регулирования выходного

напряжения (в данном случае имеем три диапазона регулирования), первые три частоты 4/-т, 2/-ОТ и f-m определяют частоту заполнения тактового счетчика им-пульсов 18, т. е. глубину регулирования выходиого напряжения преобразователя, а вторые три частоты 4/, 2/ и f - несущую частоту модуляции выходного напряжения преобразователя, т. с. частоту переключения триггера 15.

В области больших у на вход установки нуля триггера 15 через схему ИЛИ 12 и схему И 7 с формирователя частот 3 поступают узкие импульсы с частотой / и взводят триггер 15. При этом на вход счетчика 18 через схему И И, схему Р1ЛИ 13, схему И 10 с формирователя частот 3 начнут поступать импульсы с частотой f-m и подсчитываться им. В момент равенства кода реверсивного счетчика управления 4 и

кода тактового счетчика импзльсов 18 блок сравнения 17 вырабатывает имнульс «Сброс, который поступает на счетный вход триггера и сбрасывает его. Па выхо-де триггера 15 формируется частота /, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию, т. е. -уВ области средних у на вход установки нуля триггера 15 через схему ИЛИ 12 и схему И 6 с формирователя частот 3 ноступают узкие импульсы с частотой 2/ и взводят триггер 15. При этом на вход счетчика тактовых импульсов 18 через схему И 11, схему ИЛИ 13, схему И 9 с формирователя частот 3 начнут поступать импульсы с

частотой 2/-т и подсчитываться им. В момент равенства кода реверсивного счетчика управления 4 и кода тактового счетчика импульсов 18 блок сравнения 17 выработает импульс «Сброс, который поступает

на счетный вход триггера и сбрасывает его.

На выходе триггера 15 формируется частота 2/, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию, т. е. YВ области малых у на вход установки нуля триггера 15 через схему ИЛИ 12 я схему И 5 с формирователя частот 3 поступают узкие импульсы с частотой 4/ и взводят триггер 15. При этом на вход счетчика тактовых импульсов 18 через схему И 11, схему ИЛИ 13, схему И 8 с формирователя частот 3 начн)т поступать импульсы с частотой 4/-т и подсчитываться им. В момент равенства кода реверсивного считчика управления 4 и кода тактового счетчика импульсов 18 блок сравнения 17 выработает импульс «Сброс, который поступает на счетный вход триггера и сбрасывает его. На выходе триггера 15 формируется частота 4f, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию, т. е. Y.

о всех рассмотренных случаях в нулевое состояние сбрасывается и счетчик тактовых импульсов 18. Сигнал «Сброс используется также для синхронизации блока выработки сигналов сопровождения соответствующих диапазонов регулирования 14.

Данное устройство дает возможность переходить в зависимости от глубины регулирования выходного напряжения у к различным значениям несущей частоты модуляции выходного напряжения, что весьма существенно для улучшения энергетических показателей преобразователя в области больших и средних значений выходного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее блок управления, выходы которого соединены со входами реверсивного счетчика, блок сравнения, на входы которого поданы сигналы с выходов тактового счетчика импульсов со входом установки нуля и счетным входом и указанного реверсивного счетчика, задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей преобразователя в области больших и средних значений выходного напряжения и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено формирователем частот с П1естью выходами, блоком выработки сигналов сопровождения с двумя выходами, задатчиком кодов, триггером со входом установки нуля и счетным входом, двумя логическими элементами ИЛИ, двумя группами логических элементов И, каждая группа которой состоит из двух двухвходовых элементов И и одного тре.хвходового элемента И, два входа которого реверсивные и отдельного двухвходового элемента И,

причем выход задающего генератора подключен к входу формирователя частот, выходы которого соответственно подключены к первым входам логических элементов И обеих групп логических элементов И, вторые входы первых двухв.ходовых логических элементов и первые реверсивные входы трохвходовых логических элементов И подкл:0че:гы К ггорвому ВЫХОДУ блока выработки сигналов сопровождения, а вторые

входы вторых двухвходовых логических элементов И и вторые реверсивные входы трехвходовых логических элементов И подключены ко второму выходу блока выработки сигналов сопровождения, выходы

первой группы логичееких элементов И подключены к входам первого логического элемента ИЛИ, выходы второй группы логических элементов И - к входам второго логического элемента ИЛИ, выход первого

логического элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, выход второго логического элемента ИЛИ подключен ко второму входу логического элемента И, ко второму входу KOTiMioro подключен выход

триггера, а выход - к счетному входу тактового счетчика и.пг льсов, выходы которого подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к входу установки нуля триггера, на вход блока

выработки сигналов сопровождения и к выходу уетановки нуля тактового счетчика импульсов, а выход блока управления подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к входам блока

сравнения и блока выработки сигналов содровождения, а задатчик кодов подключен к входам блока выработки сигналов сопровождения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 385384, кл. Н 02Р 13/16, 1970.

2.Авторское свидетельетво СССР № 437190, кл. Н 02Р 13/16, 25.10.71.

3. Авторское свидетельство СССР № 424290, кл. Н 02Р 13/16, 01.02.71.