Устройство для синхронизации системыупРАВлЕНия ВЕНТиляМи -фАзНОгО пРЕ-ОбРАзОВАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИСТЕМБ1 УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯМИ т-ФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в системах фазового управления преобразователями на управляемых вентилях.

Известно многоканальное устройство для управления вентилями ш-фазного регулятора напряжения, содержащее формирователи импульсов перехода фазного напряжения через нуль, счетчики, генератор высокочастотных импульсов 1.

Недостатком этого устройства является то, что угол включения тиристоров по разным фазам не одинаков и имеет место асимметрия фазнб1х токов. Это приводит к тому, что неравномерно по фазам нагружается питающая сеть, в ней повышается содержание высших гармонических составляющих, повышается уровень пульсаций выпрямленного напряжения, а в приводах с регуляторами переменного тока происходит дополнительный нагрев электродвигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство синхронизации системы управления вентилями т-фазного преобразователя, содержащее согласующий трансформатор, к вторичНОЙ обмотке которого через фильтр подсоединен формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу запоминающего регистра, ячейке пересчета и первому счетчику, соединенному через запоминающий регистр со входом компаратора, выход которого подключен к первому входу формирователя синхроимпульсов, задающий генератор, связанный со счетным входом второго счетчика и через ячейку пересчета соединенным с первым счетчиком 2.

Недостатком этого устройства является то, что оно обеспечивает выработку синхроимпульсов с высокой точностью только в случае, когда удовлетворяется равенство

Т mkt. где Т -период напряжения сети;

t - период колебаний задающего генератора;

ш - число фаз преобразователя; К - целое число.

Когда указанное равенство не выполняется, при делении на ш получается остаток (в ячейке пересчета), который устройством не учитывается. Так как ячейка пересчета выдает сигнал на занесение каждой единицы в счетчик лишь после прихода каждого m-ного импульса задающего генератора, то неучтенный остаток может достигать m-1 импульсов. В этом случае выработка каждого синхроимпульса будет производиться с угловой ошибкой. В устройстве происходит накопление ошибок в счетчике подсчитывающем импульсы задающего генератора, что при длительной работе устройства может приводить к весьма значительным ошибкам в выработке синхроимпульса. Цель изобретения - повышение точности работы. Эта цель достигается тем, что оно снабжено схемой ИЛИ и блоком определения остатка, входы которого подключены к задаюш,ему генератору, ячейке пересчета, формирователю импульсов и формирователю синхроимпульсов, а выход подключен к счетному входу сторого счетчика, к сбросовому входу которого подключен выход схемы ИЛИ, входы которой подсоединены к формирователю импульсов и выходу формирователя синхроимпульсов. На чертеже представлено устройство, структурная схема. Устройство содержит согласуюш,ий трансформатор 1, фильтр 2, формирователь 3 импульсов, задаюш,ий генератор 4, ячейку 5 пересчета, первый счетчик 6, блок 7 определения остатка, запоминаюш,ий регистр 8, компаратор 9, второй счетчик 10, формирователь 11 синхроимпульсов и схему ИЛИ 12. Согласуюш.ий трансформатор 1 согласует напряжение сети со входным напряжением фильтра 2. Фильтр 2 обеспечивает выделение первой гармоники напряжения сети, вход фильтра подсоединен ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, а выход - ко входу формирователя 3 импульсов. Формирователь 3 импульсов представляет собой нуль-орган, формируюш,ий короткие импульсы в моменты прохождения напряжения на выходе фильтра 2 через нуль один разза период, его выход подсоединен иv ff к пересчетнои ячейке 5, первому счетчику о, запоминающему регистру 8, блоку 7 определения остатка, формирователю 11 синхроимпульсов и схеме ИЛИ 12. Задающий генератор 4 представляет собой импульсный генератор, генерирующий непрерывную последовательность импульсов, он подсоединен к ячейке 5 пересчета и блоку 7 определения остатка. Ячейка 5 пересчета представляет собой счетчик с максимальной емкостью, равной т-1. На ее вход поступают импульсы с задающего генератора и по каждому т-ному импульсу она выдает импульс, что обеспечивает пересчет импульсов задающего генератора на гл. Выход ячейки 5 пересчета подсоединен ко входу первого счетчика 6. Первый счетчик б является нереверсивным счетчиком, который подсчитывает пересчитанные на ш импульсы задающего генератора за каждый период сетевого напряжения, его информационные выходы подсоединены к запоминающему регистру 8. Запоминающий регистр 8 обеспечивает запоминание информации, накопившейся в первом счетчике 6 в течение каждого предыдущего периода частоты сети. Сброс предыдущей информации в запоминающем регистре и запись в него новой информации (содержимое первого счетчика 6), производится по импульсу с формирователя 3 импульсов. Информационные выходы регистра 8 подсоединены к компаратору 9. Компаратор 9 являетсямногоразрядным устройством сравнения, которое непрерывно сравнивает информацию, хранящуюся в запоминающем регистре с информацией, накапливающейся во втором счетчике 10, и при их равенстве выдает импульс, по которому формируется импульс синхронизации. По второй группе информационных входов компаратор подсоединен ко второму счетчику 10, а по выходу - к формирователю 11 синхроимпульсов. Второй счетчик 10 аналогичен первому счетчику 6. Он подсчитывает импульсы задающего генератора, прошедшие через блок 7 определения остатка. По счетному входу второй счетчик 10 подсоединен к выходу блока 7 определения остатка, а по сбросовому входу - к схеме ИЛИ 12. Формирователь 11 синхроимпульсов содержит схему И 13, одновибратор 15 и схему ИЛИ 14. При отсутствии входных импульсов выходной сигнал, одновибратора 15 имеет единичный уровень, и формирователь подготовлен Для выработки выходного импульса (синхроимпульса) по входному импульсу, который поступит на любой вход этого формирователя. Входные импульсы могут поступать на входы формирователя неодновременно. Если раньше поступает сигнал от формирователя 3, он проходит через схему И 13 и ИЛИ 14, и по нему формируется синхроимпульс (выходной импульс формирователя 11 синхроимпульсов). По этому же импульсу происходит сброс второго счетчика 10.. Если раньше приходит сигнал от компаратора, то он проходит через схему ИЛИ 14 и формирует синхроимпульс. Одновременно с по входному сигналу запускается одновибратор 15 и блокирует выработку ложного синхроимпульса по сигналу, который поступит на второй вход формирователя синхроимпульсов. Такая же блокировка происходит и при одновременном поступлений импульсов на оба входа формирователя синхроимпульсов. Блок 7 определения остатка состоит из схемы 16 занесения, сдвигающего регистра 17, триггера 18 и схемы И 19. Сдвигающий регистр 17 является ш-разрядным регистром, в который через схему 16 занесения из ячейки 5 пересчета может заноситься информация во все разряды, кроме старшего. Выходом регистра является выход старшего (т-ного) разряда регистра. Схема 16 занесения является многоразрядной ключевой схемой-коммутатором, обеспечивающей занесение в сдвигаюш,ий регистр 17 единичной информации во столько разрядов, сколько единиц составляет остаток. Причем номера разрядов сдвигающего регистра, в которое заносится единичная информация, определяются величиной остатка.

Блок 7 определения остатка работает следующим образом.

По импульсу с формирователя 3 импульсов через схему 16 заносится в разряды сдвигающего регистра 17, кроме т-ного (старшего) информация, соответствук)щая величине остатка. Триггер 18 находится в нулевом состоянии и с его нулевого выхода на схему И 19 подается единичный уровень, и импульсы задающего генератора проходят через схему И 19 на выход блока, соединенного со входом второго счетчика 10. По каждому импульсу с выхода формирователя 11 синхроимпульсов производится сдвиг информации на один разряд в сдвигающем регистре 17. Если при этом старший разряд регистра устанавливается в единичное состояние, то в этот момент триггер 18 устанавливается в единичное состояние и сигналом с нулевого выхода блокирует схему И 19. Очередной . импульс задающего генератора через схему И 19 не проходит. По заднему фронту этого же импульса триггер 18 вновь сбрасывается в нулевое состояние, в котором остается до тех пор, пока в сдвигающем регистре 17 не произойдет сдвиг, при котором в старший разряд регистра поступит очередная единица. За один период напряжения сети вырабатывается m синхроимпульсов, происходит ш сдвигов информации в сдвигающем регистре 17 (все его разряды устанавливаются после т-ного синхроимпульса в «нуль), и запрещается выдача на выход блока импульсов, по количеству равного остатку. Порядок запрещения в выдаче импульсов определяется информацией Б сдвигающем регистре 17. По следующему импульсу с формирователя 3 импульсов блок вновь устанавливается в исходное состояние;

Устройство работает следующим образом.

Напряжение одной фазы сети подается на первичную обмотку согласующего трансформатора 1, со вторичной обмотки которого напряжение подается на фильтр 2, который выделяет первую гармонику питающего напряжения. С выхода фильтра сигнал подается на формирователь 3 импульсов и в моменты, когда этот сигнал переходит через нуль (например, из минуса в плюс), он формирует короткий импульс (один запериод входного напряжения). Импульсы с задающего, генератора 4 поступают на пересчетную ячейку 5, с выхода которой пересчитанные на ш импульсы задающего генератора подаются на счетный вход первого счетчика 6. Подсчет импульсов в первом счетчике 6 производится в течение полного периода входного напряжения. К моменту выра- ботки формирователем импульсов 3 очередного импульса в первом счетчике- 6 накапливается пересчитанная на m информация, а в ячейке пересчета - остаток, причем последний может достигать величины ш-1. По импульсу с выхода формирователя 3 импульсов происходит занесение в запоминающий регистр 8 накопленной за предыдущий период напряжения сети информации с первого счетчика 6, и с пересчетной ячейки 5 в сдвигающий регистр блока остатка зано-сится информация, соответствующая остатку. По заднему фронту этого импульсаусбрасывается в нуль информация в ячейке пересчета и счетчиках 6 и 10. С этого момента устройство готово к выработке следующей серии синхроимпульсов. Импульсы с генератора 4 поступают на вход второго счетчика

0 10 и подсчитываются им. Одновременно первым счетчиком 6 начинается подсчет импульсов, пересчитанных на т. Когда информация во втором счетчике 10 станет равной информации, которая.хранится в запоминающем регистре 8, компаратор выдает им5пульс, по которому, вырабатывается следующий синхроимпульс. По этому импульсу происходит сброс в нуль информации во втором счетчике 10 и сдвиг на один разряд сдвигающего регистра блока остатка. И если при

0 этом сдвиге в старшем разряде этого регистра появляется единица, то блоком остатка блокируется прохождение одного импульса с задающего генератора 4 на вход второго счетчика 10. Этот импульс по заднему фронту сбрасывает триггер 18 в нуль, и вход второго счетчика подключается к генератору 4, и второй счетчик 10 начинает снова подсчитывать импульсы задающего генератора. Таким образом при данной операции в выработку следующих синхроимпульсов была внесе на коррекция на один импульс задающего генератора. При выработке остальных синхроимпульсов работа устройства аналогична. При выработке синхроимпульса по импульсу с формирователя 3 импульсов коррекция не производится. В течение одного

5 периода напряжения сети вырабатывается ш синхроимпульсов и происходит m сдвигов информации в сдвигающем регистре блока остатка. Таким образом обеспечивается коррекция выработки синхроимпульсов, и ошибка за счет остатка, независимо от его

величины, остается меньше ошибки, определяемой одним периодом задающего генератора, t Последний (ш-ный) синхроимпульс производит ш-ный сдвиг .сдвигающего регистра, в результате чего информация в этом регистре становится равной нулю. По следующему импульсу с формирователя импульсов 3 начинается выработка новой серии синхроимпульсов.

Таким образом, ошибка в выработке синхроимпульсов за счет остатка всегда меньше ошибки, определяемой одной единицей остатка независимо от величины остатка. Ошибка в выработке любого из серии m синхроимпульсов за счет остатка, даже максимального, составляет в пять раз меньше, чем в известном синхроимпульсе. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выработку синхроимпульсов с высокой точностью в широком диапазоне колебаний частоты сети и температуры окружаюш.ей среды.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации системы управления вентилями ш-фазного преобразователя, содержащее согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого через фильтр подсоединен формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу запоминающего регистра, ячейке пересчета и первому счетчику, соединенному че 1

рез запоминающий регистр со входом компаратора, выход которого подключен к первому входу формирователя синхроимпульсов, задающий генератор, связанный со счетным входом второго счетчика и через

ячейку пересчета соединенным с первым счетчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, оно снабжено схемой ИЛИ и блоком определения остатка, входы которого подключены к задающему генератору, ячейке пересчета, фррмирователю импульсов, и формирователю синхроимпульсов, а вход подключен к счетному выходу второго счетчика, к сбросовому входу которого подключен выход схемы ИЛИ, входы которой подсоединены к формирователю импульсов и выходу формирователя синхроимпульсов.

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 425296, кл. Н 02 Р 13/16,. 1974.