Устройство для управления тиристор-НыМ шиРОТНО-иМпульСНыМ пРЕОбРАзОВАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Настоящее изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для модуляции импульсов управления тиристорных широтно-импульсных преобразователей постоянного тока для электроприводов постоянного тока.

Известно устройство для дискретного управления преобразователями, содержащее задающий генератор, счетчик и дешифратор.

Это устройство предназначено для дискретного управления однофазным или многофазными преобразователями 1.

Наиболееблизким по технической сущности к предлагаемому является устройство, обеспечивающее стабильность ступенчатого изменения относительной задержки времени между импульсами управленияТППТ, содержащее задающий генератор, ш-разрядный двоичный тактовый счетчик, дешифратор с двумя входами, реверсивный гп-разрядный счетчик управления, управляемый пультом управления (в общем случае последние два узла представляют собой преобразователь задания в двоичный код), и выходные усилители сдвигаемой и несдвигаемой последовательности импульсов. Выход задающего генератора связан с тактовым входом двоичного тактового счетчика, разрядные выходы которого связаны соответственно с разрядами первого входа дешифратора, разряды второго входа которого соединены с выходами реверсивного счетчика. Выходной усилитель несдвигаемой последовательности связан с одним из выходов двоичного тактового счетчика, а выходной усилитель сдвигаемой последовательности импульсов связан с выходом дешифратора 2.

Основным недостатком этого устройства является то, что плавность дискретного peгулирования скважности зависит от параметров элементов тиристорного преобразователя и ограничивается частотой коммутации преобразователя. В некоторых случаях увеличение плавности регулирования достигается уменьшением частоты коммутации преобразователя,что приводит к увеличению пульсации тока активно-индуктивной нагрузки преобразователя, тем самым и к уменьшению КПД преобразователя.

Цель изобретения - увеличение плавности дискретного регулирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено гп-разрядным регистрсчетчиком в сторону старшего разряда, формирователем импульсов управления регистрсчетчиком и маломощных импульсов управления гашениемТППТ, формирователем длительности импульсов управления отпиранием ТППТ, а т-разрядный двоичный тактовый счетчик снабжен 1 младшим и старшим разрядами, преобразователь задания снабжен младшим разрядом, причем т-разряды второго входа дешифратора через т-разрядный регистр-счетчик связаны соответственно с выходами старших m разрядов преобразователя задания, вход последнего связан с входом устройства, а выходы всех (т + 1) разрядов преобразователя задания и выходы всех (1 + ш + 1) .разрядов двоичного тактового счетчика .связаны с входами формирователя импульсов управления, один выход которого связан с входом управления регистр-счетчика, а второй выход связан с одним выходом устройства, с другим же выходом устройства через формирователь длительности связан выход двухвходового дешифратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, (1 + m + 1)-разрядный двоичный тактовый счетчик 2, гп-разрядный дешифратор 3 с двумя входами (т + 1)-разрядный преобразователь 4 задания в двоичный код, т-разрядный регистр-счетчик 5 в сторону старшего разряда, формирователь 6 импульсов управления, регистр-счетчиком 5 и маломощных импульсов управления гашением ТППТ, формирователь 7 длительности импульсов управления отпиранием ТППТ, входной вывод 8 и выходные выводы 9 и 10.

Выход задающего генератора 1 связан с тактовым входом двоичного счетчика 2, выходы средних m разрядов которого соответственно связаны с m разрядами одного входа дешифратора 3 m разряды второго входа дешифратора 3 соответственно связаны с m разрядами выхода регистр-счётчика 5, разрядные входы которого соответственно связаны с m старшими разрядами преобразователя 4 задания. Вход преобразователя 4 задания связан с входным выводом 8 устройства, а выходы (т + 1) разрядов преобразователя 4 и (1 + т4- 1) разрядные выходы тактового счетчика 2 связаны с входами формирователя 6. Один выход формирователя 6 связан с входом управления регистр-счетчика 5, а другой выход формирователя 6 с выходным выводом 9 устройства, выходной вывод 10 устройства через формирователь 7 длительности связан с выходом дешифратора 3.

Устройство работает следующим образом.

. При подаче выходных импульсов задающего генератора на тактовый вход двоичного счетчика 2 на разрядных выходах последнего появляются импульсы, причем частота повторения импульсов данного разряда в два раза больше частоты импульсов последующего разряда. Выходные импульсы от средних m разрядов счетчика 2 подаются на соответствующие разряды одного входа дещифратора 3. В соответствии с состоянием регистр-счетчика 5, выходные импульсы которого подаются на разряды второго входа дешифратора 3, на выходе дешифратора 3 появляются импульсы с частотой (1 + т)-го разряда двоичного счетчика 2 и длительностью

Та ГТ 2 Ра-Т,

У - скважность регулирования;

где Т - период повторения импульсов на выходе (I + т)-го , разряда двоичного счетчика 2; ,2,...,)-состояние регистр-счетчика

в течение периода Т. Конец выходных импульсов дешифратора 3 совпадает с концом периода Т.

Формирователь 7 длительности от выходных импульсов дешифратора 3 формирует длительность маломощных импульсов управления отпиранием преобразователей, начало которых совпадает с началом импульсов на выходе дешифратора 3 и попадает на выходной вывод 10 устройства.

Задание (потенциал, угол или др.), действующее на входном выводе 8 устройства, преобразователем 4 задания преобразует, ся в потенциалы (т + 1)-разрядного двоичного кода, в соответствий с которыми в начале периода Т и в течении времени тг Т формирователем 6 от выходных импульсов всех (1 + m -Ь 1) разрядов так-тового счетчика 2 последовательно формируются маломощные .импульсы управления гашением преобразователя, которые подаются на выходной вывод 9 устройства, и импульсы управления регистр-счетчиком 5 (импульсы управления «уст. О, записи и счётным входом). Причем, если задание на выходе преобразователя 4 задания в двоичном коде четное число (т. е. вход младшего разряда «О) формирователем 6 импульсы управления счетным входом регистр-счетчика 5 не формируются, и в начале каждоQ го периода Т.в течение времени tiпроизводится стирание и запись задания в регистрсчетчике 5 со старших m разрядов преобразователя 4 задания, следовательно на выходе дешифратора 3 появляются импульсы с постоянной длительностью в соответствии с 5 состоянием старших m разрядов преобразователя 4 задания

4-Т, где Pii- состояние старших m разрядов преобразователя 4 задания в десятичном коде. Если задание на выходе преобразователя 4 задания в двоичном коде нечетное число и меньше максимального (т. е. на выходе младшего разряда «1, а на выходе хоть одного разряда из старших гп разрядов «О), формирователем 6 формируются импульсы управления счетным входом регистр-счетчика 5 с периодом 2Т (т. е. с периодом и.мпульсов на выходе старшего разряда счетчика 2) и в течение одногоиз периодов 2Т производит ся только перезапись задания от старших m разрядов преобразователя 4 задания в регистр-счетчике 5, а в течение второго периода кроме перезаписи производится увеличение состояния регистр-счетчика 5 на единицу, следовательно на выходе дешифратора 3 в течение первого периода появляется импульс длительностью Гз,, ,.Т. а в течение второго периода тзд гз+ (РА+ 1)Т, гдедТ 2 -Т- шаг дискретного изменения дли тельности выходных импульсов дешифратора 3. Средняя скважность составляет 5Гср (Гз,1 , ) /2Т 2(Р 4 + 0,5). Если задание максимальное (т. е. на выходах всех разрядов преобразователя 4 задания «1), формирователь 6 формирует импульсы управления гашением с периодом 2Т, а импульсы управления счетным входом регистр-счетчика 5 не формируются, следовательно в течение каждого периода производится только перезапись задания от старших m разрядов преобразователя 4 задания в регистр-счетчик 5, тем самым на выходе дешифратора 3 появляются импульсы длительностью (2--1) Т (1-2 Т, а так как маломошные импульсы управления гашением ТППТ на выходном выводе 9 устройства появляются с периодом 2Т, то в течении одного периода из каждых двух периодов преобразователь, управляемый устройством, остается открытым (т. е. не гасится), следовательно средняя скважность при максимальном задании составляет ftp.ma ()2T (,5)2 Из вышеуказанного следует, что устройство обладает плавностью дискретного регулирования, в два раза большей по сравнению с известным (шаг дискретного изменения скважности уменьшен в два раза и соетавляет Ду 0,5-2 при одной и той же частоте коммутации и максимальном количестве разрядов дешифратора 3. Только при максимальном и минимальном заданиях частота коммутации уменьшается в два раза, а при остальных значениях задания частота коммутации остается постоянной и равной максимальному возможной. Среднее значение скважности получается за счет колебания скважности на соседних дискретных уровнях с периодом 2Т. Увеличением количества разрядов двоичного счетчика 2 и преобразователя 4 задания соответственно еше на единицу и соответственным изменением в схеме формирователя 6 можно плавность дискретного регулирования скважности увеличить в четыре раза. Формула изобретения Устройство для управления тиристорным широтно-импульсным преобразователем, содержаш.ее задаюший генератор, тразрядный двоичный тактовый счетчик, тактовый вход которого связан с выходом задающего генератора, ш-разрядный дешифратор с двумя входами, m разряды первого входа которого связаны с соответствующими выходами двоичного тактового счетчика, и т-разрядный преобразователь задания, отличающееся тем, что, с целью увеличения плавности дискретного регулирования, в него введены т-разрядный регистр-счетчик в сторону старшего разряда, формирователь импульсов управления регистр-счетчиком и маломощных импульсов управления гашением тиристорного преобразователя, формирователь длительности отпирающих импульсов тиристорного преобразователя, т-разрядный двоичный тактовый счетчик снабжен 1 младшим и старшим разрядами, а преобразователь задания снабжен младшим разрядом, причем разряды второго входа дешифратора через регистр-счетчик связаны с выходами m старших разрядов преобразователя задания, вход которого связан с входом устройства, а выходы (т + 1) . разрядов преобразователя задания и выходы (I + m + 1) разрядов двиочного тактовогосчетчика связаны с входами формирователя импульсов управления, один выход которого связан с входом управления регистр-счетчика, а с одним выходом устройства, а другой выход устройства через формирователь длительности связан с выходом дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 242290; кл. Н 02 Р 13-16, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 564704, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.