Цифровое устройство для одноканального фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для конструирования цифровых одноканальных устройств фазового управления вентильными преобразователями, используе-5 мыми, например, для управления электроприводами переменного и постоянного тока.

Известно цифровое устройство для tO управления преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, подключенный первым входом к выводу для подключения источника пе ременного напряжения питания преобра- |5 зователя, блок выбора режима запуска, задатчик режима работы преобразователя, группу ключей, распределитель импульсов, блок усилителей-формирователей, подключенный выходами к управляю-20 щим входам вентилей преобразователя, и фазосдвигающий блок, состоящий из блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, блока начальных 25 уставок, выполненного на блоке выбора уставок и запоминающем устройстве, а также блока формирования опорного кода, выполненного на реверсивном счетчике и генераторе опорной частоты. ЗО

Выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу блока выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен ко второму входу блока формирования импульсов синхронизации, к первому входу блока начальных уставок и к знаковому входу реверсивного счетчика. Первый выход блока выбора . режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсов синхронизации, второй выход - ко второму входу блока начальных уставок, . третий выход - к запускающему входу реверсивного счетчика и к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блока формирования импульсов синхронизации и к входам управления группы ключей, импульсные входы которых подключены к выходу блока сравнения кодов, а выходы - к входам блока усилителей формирователей. Выход блока начальных уставок подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а выходы блоков формирования управляющего и опорного кодов подключены к входам блока сравнения кодов l.

Недостатком этого устройства является то, что при быстром увеличении сигнала управления, скорость изменения которого превышает скорость изменения опорного сигнала, преобразователь теряет работоспособность из-за выключения из работы очередного вентиля. Поэтому на входе управляющего сигнала необходимо установить инерционное звено, ограничивающее скорость изменения входного сигнала. Это ограничивает частоту пропускания системы и ее быстродействие, что ухудшает динамику системы управления. Кроме того это устройство имеет ограниченную область применения, поскольку может бьать применено только для управления трехфазным мостовым вентильным преобразователем.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровое устройство для оДноканального фазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, подключенный первым входом к выводу для подключения источника переменного напряжения питания преобразователя,, фазосдвигающий блок, состоящий из блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, а выходами разрядов - к рервым входам блока сравне-. ния кодов, подключенного вторыми входами к выходам блока формирования опорного кода, включакядего генератор опорной частоты, а также блок выбора режима запуска, группу ключей, распределитель импульсов, эадатчик режима работы преобразователя и блок усилителей-формирователей, причем выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу блоки выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен к второму входу блока формирования импульсов синхронизации, первый выход блока выбора режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсов синхронизации, второй выход подключен к входу блока переноса кода, третий выход - к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блока формирования импульсов синхронизации и к первым входам группы ключей , вторые входы которых подключены к выходу блока сравнения кодов,а выходы - к входам блока усилителейформирователей С2.3

Однако такое устройство предназначено для управления только шестифазным преобразователем.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

Это достигается тем, что в предложенном цифровом устройстве для управления преобразователем блок формирования опорного кода снабжен накапливающим сумматором и регистром памяти, причем четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока выбора режима работы запуска подключены к первым четырем управляющим входам накапливающего сумматора, пятый управляющий вход которого подключен к выходу задатчика режима работы преобразователя, шестой информационный вход подключен к выходу генератора опорной частоты, седьмые входы разрядов накапливающего сумматора подключены через блок переноса кода к выходам разрядов регистра памяти, а выходы разрядов сумматора подключены к выходам блока формирования опорного кода.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования импульсов синхронизации, блок 2 выбора режима запуска, фазосдвигающий блок 3, распределитель импульсов 4, группу ключей 5, блок 6 усилителейформирователей и задатчик 7 режима работы преобразователя. Блок 1 включает коммутатор 8 и нуль-орган 9. Блок 3 выполнен из блока 10 формирования управляющего кода, блока 11 формировани опорного кода и блока 12 сравнения кодов. Блок 11 выполнен из генератора 13, опорной частоты, накапливающего сумматора 14, регистра памяти 15 и блока 16 переноса кода. Входы 17 блока 1 подключены к питающему преобразователь 6 переменному напряжению и. . Выход 18 блока 1 подключен к одному входу блока 2. Выходы 19-25 блока 2 подключены соответственно к второму входу коммутатора 8, к четырем управлякяцим входам накапливающего сумматора 14, к управляющёму входу блока переноса кода и к входу распределителя 4. Вход 26.блока 10 подключен к источнику управляющего сигнала Выходы 27 блока б подключены к управлякмцим входам вентилей преобразователя. Выходы разрядов блоков 10 и 14 подключены к входам блока 12 сравнения кодов, выход которого подключен к второму входу блока 2 VI к вторым входам группы ключей 5, первые входы которых подключены к выходам распределителя 4 и к третьему входу коммутатора 8, а выходы группы ключей 5 подключены к входам блока усилителей-формирователей 6. Пятый вход сумматора 14 подключен к выходу генератора 13 опорной частоты, шестой вход - к выходу задатчика 7 режима работы преобразователя и к четвертому входу коммутатора 8 Входы разрядов сумматора 14 подключены через блок переноса кода 16 к выходам разрядов регистра памяти 15.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 из напряжения питания Ug преобразователя формируются импульсы синхронизации в моменты t-и t- + , в зависимости от признака режима работы преобразователя, поступающего с выхода задатчика 7, и признака режима запуска, поступающего на вход 19 с блока 2,. Для вентилей, включаемых в нормальном режиме запуска, по признаку работы одного из вентилей, поступающего с выходов распределителя 4, в коммутаторе 8 выбираются два входа напряжения питания, совпадение значения которых (например при ) соответствует моменту запуска канала сдвига. На выходе нуль-органа 9 формируется последовательность импульсов синхронизации Uc. блоке 2 формируется признак задержанного или нормального режима запуска канала сдвига на основе логического сравнения порядка поступления во времени импульсрв синхронизации выхода блока 1 и импульсов управления ,c выхода блока 12, и на выходах блока 2 Формируются сигналы, управляющие работой блоков 1, 3, 4. Импульсами на выходе 25 блока 2, формируемыми в моменты запуска канала сдвига в любом из режимов работы, переключается распределитель 4, одним из выходов которого в группе 5 подготавливается ключ, соответствующий очередному вентилю, ожидающему включения, а в коммутаторе 8 выбираются входы питающего напряжения, соответствующие следующему вентилю. На выходе 19 блока 2 формируется признак нормального запуска и в блоке 1 подготавливается формирование синхроимпульса для нормального запуска канала сдвига следующего вентиля (в момент выпрямительном и в момент Щ при инверторном режимах) .ЕСЛИ до этого момента появится импульс управления на выходе блока 12, сформированный в блоке 1 синхроимпульс используется для нормального запуска, и он 2 в блоке формирует на выходах 20, 21, 22, 25 сигналы управления, соответствуюцие нормальному запуску. Если же импульс управления ц появится позже момента t или t формирования синхроимпульса для следующего вентиля, в блоке 2 на выходах 22, 23, 25 формируются сигналы управления, соответствующие задержанному режиму запуска. Рассмотрим работу канала сдвига в нормальном режиме запуска для выпрямительного режима работы преобразователя. Основой блока 11 формирования опорного кода является накапливающий сумматор 14 - вычитатель, выполненный на основе реверсивного счетчика. В зависимости от сигналов управления на входах задатчика 7 сумматор может работать в режиме сумматора или вычитателя, производя1цего сложение или вычитание параллельного кода, находящегося в нем. В зависимости от кода, поступающего на входы разрядов сумматора с выхода регистра памяти 15 через блок 16 переноса кода, сумматор мо- жет работать в режиме интегратора, добавляющего или вычитающего импульсы, поступающие на его единичный вход с выхода генератора 13 импульсов опорной частоты. Пусть импульс управления t i -тым вентилем приходит на вход блока 2 раньше синхроимпульса 1,,для следующего -j+l-oro вентиля. По сигналу на выходе 20 в момент i обнуляется сумматор 14 и затем в него сигналом на входе 21 вводится опорный код ,, например подачей импульса на единичные входы всех разрядов, устанавливающего сумматор в состояние (где п -- число разрядов) , соответствующее ,,,. Затем сигналом на входе 22 открывается единичный вход сумматора 14, установленного сигналом с задатчика 7 на вычитание, на котоРый поступают импульсы частотой f, с выхода генератора 13. Сумматор 14 переходит в режим интегрирования (вычитания импульсов, поступающих на его вход) , т.е. он начинает работать в режиме вычитающего счетчика. Текущее значение опорного кода No(t) сравнивается в блоке 12 с текущим значением управляющего кода H,f,pCV),формируемого на выходах блока 10. В момент совпадения по величине сравниBaeNBJx кодов на выходе блока 12 формируется импульс управления вентилем, поступакяций через открытый ключ в группе 5 и затем через соответствующий усилитель-формирователь в -блоке б на управляющий вход -i + l-oro вентиля. Ключ в группе 5 открывается одним из выходов распределителя 4, переключаемого импульсом на выходе 25 блока 2 в момент t формирования синхроимпульса для -i +1-ого вентиля. При нормальном режиме запуска канал сдвига Е инверторном режиме работает следующим образом. В момент ц формирования импульса управления предыдущим Вентилем сигналом на входе 20 сумматор 14 обнуляется. Затем в момент « § формирования синхроимпульса для i-v-1-ого вентиля сумматор 14 переводится в режим работы интегратора (суммирующего счетчика) и начинает суммировать импульсы с выхода генератора 13. На выходах сумматора 14 формируется опорный код, который Сравнивается в блоке 12 с управляющим кодом N,(t). Рассмотрим работу блока 3 формирования опорного кода в задержанном режиме запуска для выпрямительного режима работы преобразователя, когда импульс управления i-тым вентилем поступает позже синхроимпульса t. для следующего +1-ого вентиля. В момент ty, по сигналу на входе 23 блок 14 переводится в режим работы сумматора, суммирующего код N р находящийся в сумматоре, с кодом N , поступающим с выходов блока 16 пере носа кода, открытого сигналом на выходе 24 блока 2. В сумматоре 14 будет сформирован новый код.

Затем по сигналу на входе 22 блок 14 переводится в режим работы вычитающего счетчика импульсов с выходагенератора 13. Текущий опорный код на выходе блока 14 изменяется до момента совпадения с кодом управления, после чего процесс формирования опорного кода повторяется. Сдвиг распределителя 4 в задержанном режиме запуска производится по сигналу на выходе 25 блока 2 в момент формирования импульсов управления .

При задержанном режиме запуска канал сдвига в инверторном режиме работает следующим образом. В момент tyi блок 14 переводится в режим работы вычитателя. На его входы разрядов с выходов регистра памяти 15 через блок 16, открытый сигналом на выходе 24, поступает код N .который по сигналу на входе 23 вычитается из кода в блоке 14. Затем сигналом на входе 22 блок 14 переводится в режим работы суммирующего счетчика импульсов с генератора 13. Текущий опорный код на выходе блока 14 изменяется до момента совпадения с кодом управления, после чего процесс формирования опорного кода повторяется.

Таким образом в предложенном устройстве благодаря замене одного реверсивного счетчика 15 на регистр памяти, где хранится постоянное для данного преобразователя число, а другого реверсивного счетчика 14 - на сумматор накапливающего типа, способного в зависимости от сигналов управления от блока 2 работать либо в режиме сумматора параллельных кодов, либо в режиме интегратора (сумматора единичных приращений поступающих с генератора 13 импульсов) позволяет переходить к управлению преобразователем с новым количеством вентилей путем изменения кода N в регистре 15 без усложнения схемы.

Формула изобретения

Цифровое устройство для одноканального фазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок формирования импульсов синхронизации, подключенный первым входом к выводу для подключения источника переменного напряжения питания преобразователя, фазосдвигающий блок, состоящий из блока формирования управляющего кода, подключенного входом к источнику управляющего сигнала, а выходами разрядов - к первым входам блока сравнения кодов, подключенного вторыми входами к выходам блока формирования опорного кода, включающего генератор опорной частоты и блок переноса кода, блок выбора режима запуска, группу ключей, распределитель импульсов, задатчик режима работы преобразователя и блок усилителей-формирователей, причем выход блока формирования импульсов синхронизации подключен к первому входу блока выбора режима запуска, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, выход задатчика режима работы преобразователя подключен к второму входу блока формирования импульсов синхронизации, первый выход блока выбора режима запуска подключен к третьему входу блока формирования импульсрв синхронизации, второй выход подключен к входу блока переноса кода, а третий выход подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к четвертому входу блоК формирования импульсов синхронизации и к первым входам группы ключей, вторые входы которых подключены к выходу блока сравнения кодов, а выходы к входам блока усилителей-формирователей, отличающееся тем, что, с целью расширения области .применения блок формирования опорного кода снабжен накапливающим сумматором и регистром памяти, причем четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока выбора режима.работы запуска подключены к первым четырем управляющим входам накапливающего сумматора, пятый управляющий вход которого подключен к выходу задатчика режима работы преобразователя, шестой информационный вход подключен к выходу генератора опорной частоты, а седьмгле. входы разрядов накапливающего сумматора подключены через блок переноса кода к выходам разрядов регистра памяти, В з1ходы же разрядов сумматора подключены к выходам блока формирования опорного кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство по заявке № 2005243, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2611651, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.

Ф т Ч Ф v