Устройство для дистанционногоизМЕНЕНия ВыХОдНОгО НАпРяжЕНиядЕКОдиРующЕгО пРЕОбРАзОВАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02P9/14 

Изобретение относится к электро- технике и может найти применение в устройствах управления электрическими машинами.

Известен измерительный орган напряжения с дистанционным задатчиком дпя автоматического регулятора возбуждения. Изменение установки в нем производится с помощью вращающегося электромеханического устройства на сельсинах l.

Недостатком данного устройства является наличие механических частей, что снижает его надежность и необходимость систематического ухода за ним.

Известно также устройство, содержащее элемент сравнения на последовательно соединенных стабилитронах, цифроаиапоговьш преобразователь, у которого в качестве регистра не- пользуется реверсивный счетчик с генератором импульсов и схемой управления f2.

Недостатком такого устройства является относительно низкая надежность вследствие отсутствия выдержки времени между передними фронтами импульсов установки прерывателей счетчика для прямого или обратного счета и счетного импульса с генератора импульсов. В результате при совпадении указанных импульсов возникают сбои счетчика.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для дистанционного изменения выходного напряжения, со держащее преобразователь код-аналог, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмиразрядным, включающий ЗК-триггеры и управляющие элементы ЗИ-НЕ. Одни выходы каждого управляющего элемента ЗИ-НЕ подключены к выходам соответ ствующего ЗК-триггера. Один выход каждого JK-триггера подключен К соответствующему входу преобразователякод. Один вход каждого ЗК-триггера, начиная со второго, соединен с выходом одного из управляющих элементов ЗИ-НЕ реверсивного счетчика.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов, управляющий RS-триггер, выходы которого подключены к вторым входам управляющих элементов ЗИ-ИЕ реверсивного счетчика, дополнительный элемент ЗИ-НЕ и эле- мент НЕ; выход которого подключен к счетному входу каждого ЗК-триггера, элемент 8И-НЕ, каждый вход которого соединен с выходом одного из элементов ЗИ-НЕ реверсивного счетчика, а выход - с одним входом дополнительного элемента , другой вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых импульсов, блок запуска, входом связапньга с управляемым ключом, н генератор одиночных импульсов, выход которого соединен с входом установки каждого ЗК -триггера 3 .

Недостатком этого устройства явдяется также низкая надела-юсть вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент совпадения импульса управления, поступающего на один из управляющих входов счетчи ка.со схемы управления, и тактовых имнульсов, поступающих на счетный вход с генератора та :товых ш-1нульсов Это обусловлено тем, что задержка с момента формирования импульса управления на управляющем входе счетчика и переднего фронта тактового импульса на счетном входе не постоянна и может практически отсутствовать так как зависит от времени заряда до определениохо значе1Н1Я нанряже ння конденсатора, включегпюго на базоэмиттерный переход транзисторного ключа, управляющего подачей тактовых импульсов. Зто время зависит от времени нахождения контактов реле в разомкнутом состоянии, т.е. задается ключом управления (.в случае управления оператором) или следящей системойj обеспечивающей автоматическое изменение выходного напряжения декодирующего преобразователя.

Целью изобретегп-ш является повышение точности и надежности устройства в работе.

Это достигается тем, что в устройство введены дополнительный элемент

НЕ, входной RS-триггер и четыре эдемента 2И-НЕ, одни вход каждого издвух элементов 2И-НЕ подключен к соответствующему выходу блока запуска, выход одного из указанных двух элементов 2И-НЕ подключен к R входу управляющего RS-триггера и одному из входов третьего элемента 2И-НЕ, второй вход которой соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ и S входом управляющего RS-триггера а выход - с входом дополнительного элемента НЕ, выходом подключенный к одному входу четвертого элемента 2И-НЕ и S входу выходного RS- триггера, R вход которого соединен с выходом четвертого элемента 2И-НЕ, а вторые входы первого, второго и четвертого элементов 2И-НЕ соединены со вторым выходом генератора-тактовы импульсов.

На фиг,1 представлена блок-схема тиристорной системы возбуждения злектрш еской машины; . на фиг.2 блок-схема устройства-, на фиг. 3 диаграммы напряжений в функции времени, ноясняющие работу схемы устройства.

На блок-схеме (фиг. 1} возбу; дение электрической машины 1 осуществляетс от тиристорного преобразователя 2, управление тиристорами которого осущствляется системой 3 управлении. На вход системы 3 управления в режи. le ручного регулирования поступает напряжение с блока 4 ручного регулирования, а в режиме автоматического регулирования - с блока 5 автоматического регулятора возбуждения. Уставка напряжения указанньк блоков 4,5 изменяется соответственно блоками 6,7 д нстандионного изменеш-1я уставки. В качестве блоков 6,7 используется устройство дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя.

Устройство для дистанционного Iiзмeнeния выходного напряжения декод1-фующего преобразователя включает преобразователь 8.(фиг.2) код-анапог, величина напряжения на выходе которого соответствует состоянию ЗК-триггеров 9 реверсивного пapaJmeльнoгo синхронног-о счетчика 10.

Реверсивный параллельный чинхроцный счетчик 10 (напри.(ер. восьмиразрядный счетчик) собран нл ЗК-трш гоpax 9 и управляющих элементах 1I 3 И-НЕ. Счетчик 10 обеспечивает пря мой и обратный счет импульсов, поступающих с генаратора 12 тактовых импульсов, и фиксирует их в двоично коде. Необходимую последовательность работы ЗК-триггеров 9 при поступлении тактовых импульсов обеспечивают управляющие элементы 11 ЗИ-НЕ. . Генератор 12 тактовых импульсов вырабатывает импульсы прямоугольной формь, которые через схему 13 управ ления поступают на счетные входы ЗК-триггеров 9 счетчика 10. Схема 13 управления содержит ген ратор одиночных импульсов, выполнен ный на элементе 14 установки 2И-НЕ и осуществляющее установку всех ЗК-триггеров 9 счетчика 10 в исходн (един1«ное) состояние; управляющий RS-триггер 15, осуществляющий ревер счетчика 10; .первый и второй элемен Г6, 17 2И-НЕ, задающие состояние .управляющего RS-триггера 15; ключ .il8 управления; блок 19 запуска с выходами 20 и 21, обеспечивающий гальваническую развязку схемы 13 управления с ключом 18 управления; выходной элемент 22 ЗИ-НЕ, управляю щий подачей такт.овых импульсов с генератора 12; выходной элемеггт 23 НЕ; элемент 24 НЕ; выходной RS-триггер 25; третий элемент 26 2И-НЕ, управляющий через элемент 24 НЕ выходным RS-тpиггepdм 25, четвертый элемент 27 2И-НЕ, управляющий выходным RS-триггером 25, четвертый элемент 27 2И-НЕ,упра ляющий выходным RS-триггербм 25; элемент 28 8И-НЕ, препятствующий переходу из единичного состояния всех JK-триггеров 9 счетчика 10 в нулевое состояние и из нулевого в единичное. Принцип работы устройства основан на создании паузы между момента ми времени подачи управляющего импульса на управляющие входы и такто вого импульса на счетные входы ПКтриггеров 9 счетчика 10. Устройство работает следуюащм об разом. При подаче в исходном состоя нии питающего напряжения на вькоде генератора одиночных импульсов элемент 14 установки 2И-НЕ формируется сигнал логического О, под действием которого все ЗК триггеры 9 счетчика 10 устанавливаются в единичное состояние (на выходах устанавливается сигнал логической . При этом на выходах преобразователя 8 код-аналог, блока 6 дистанционного изменения уставки и блока А ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) устанавливается минимальное напряжение, под действием которого на вькоде системы 3 управления формируются импульсы управления с фазовым сдвигом, соответствующим минимальному значению напряжения на выходе тиристорного преобразователя. 2 и, следовательно, мини.мальному току возбуждения электрической мащины 1.. Ключ 18 управления (фиг.2) находится в нейтральном положении. При этом на выходах 20, 21 блока 19 запуска формируются сигналы логическго О ( фиг.З в, г), под действием которых на выходах первого и второго элементов 16 и 17 2И-НЕ формируются сигналы логической I (фиг.З д,е), а на выходе третьего элемента 26 2И-НЕ сигнал логического О (фи.г.З ж). Это приводит к тому, что управляющий RS-триггер 15 устанавливается в одно из устойчивых состояний, а на одном из входов четвертого элемента 27 2И-НЕ формипуется сигнал логической I. При поступлении на другой вход четвертого элемента 27 2И-НЕ сигнала логической 1 на его выходе формируется сигнал логического- О (фиг.З и), поддействием которого на выходе выходного триггера 25 формируется сигнал логического О (фиг.З к), который препятствует прохождению тактовых импульсов с генератора 12 через выходной элемент 22 ЗИ-НЕ и выходной элемент 23 НЕ на счетчик 10 (фиг.3м). При прямом счете ключ 18 управления устанавливается, например, из нейтрального в положение Больше. При этом установка ключа 18 управления может происходить как в момент времени, совпадающий с наличием тактового импульса на прямом выходе генератора 12 (t ; фиг.З), так и в момент отсутствия этого импульса, т.е. в паузе между импульсами (и; фиг.З). При установке ключа 18 управления положение Больше в момент времеи совпадающий с наличием тактового

импульса на прямом выходе генератора 12 (t,- t% ; фиг.З а), на выходе 21 блока 19 запуска формируется сигнал логической 1 (t ; фиг.З в), который поступает на один из входов второго элемента 17 2И-НЕ, на другой вход которого поступает сигнал логического О с инверсного выхода генератора 12 тактовых импульсов (фиг.Зб). Таким образом, на время действия тактового импульса с прямого выхода генератора 12 на выходе второго элемента 17 2И-НЕ (фиг.З е) сохраняется сигнал логической (фиг.Зе), следовательно уравляющий RS-триггер 15 .не меняет своего состояния (фиг, 3л). На время действия тактовго импульса сохраняет свое состояние и выходной R5-TpHrrep 25 (фиг.З к), так как на выходе элемента 26 2И-НЕ сохраняется сигнал логического О (фиг.З ж),

3 результате выходным сигналом логического О с выхода выходного RS-триггера 25 (фиг.3 к) выходной элемент 22 ЗИ-НЕ закрыт и тактовый импульс с генератора 12 на счетные входы ЗК-триггеров 9 счетчика 10 не поступает (фиг.З м). При изменении сигнала логического О на логическую 1 с инверсного выхода генератора 12 (фиг.З б) происходит совпадение сигналов логической 1 на обоих входах второго элемента 17 2И-НЕ, в результате на его выходе формируется сигнал логического О (фиг.З е), а на выходе третьего элемента 26 2И-НЕ - сигнал логической 1 (фиг.З ж). При этом управляющий RS-триггер 15 устанавливается в состояние, обеспечивающее прямой счет импульсов счетчиком 10, а на прямом выходе выходного RS-триггера 25 формируется сигнал логической 1 (.З к) под действием сигнала логического О, поступающего с элемета 24 НЕ (фиг.З з), В результате выходной элемент 22 ЗИ-НЕ открывается и тактовые импульсы с прямого вьрсода генератора 12 (фиг.З а) поступают через выходной элемент 23 НЕ на счетные входы ЗК-триггеров 9 счетчика 10. -По мере счета тактовых импульсов меняется состояние ЗК-триггеров 9 и, следовательно, увеличивается напряжение на выходе преобразователя 8 код-ангшог, что приводит к изменению напряжения на

выходе блока 4 ручного регулирования 1(в режиме ручного регулирования; фиг.1) и сдвигу импульсов управления тиристоров преобразователя 2 таким образом, чтобы увеличить ток возбуждения электрической машины 1. При установке ключа 18 управления в нейтральное положение ( фиг.З) на выходах 21, 20 блока 19 элементов

17, 26 2И-НЕ, 24 НЕ устанавливаются сигналы, соответствующие исходному состоянию, на выходе элемента 27 и вькодах RS триггеров 15, 25 сохраняются сигналы логической 1.

При установке ключа 18 управления в положение Больше в момент времени, совпадающий с паузой между тактовыми импульсами ( фиг.Зв) состояние управляющего RS-триггера

15 сохраняется, а именение состояния выходного RS-триггера 25 происходит в момент замыкания контактов ключа 18 -управления (фиг.З л,к) и подача тактовых импульсов (фиг.3м) на

счетные входы ЗК- триггеров 9 счетчика 10 начинается с поступления очередного тактового импульса с генератора 12.

При обратном счете и при установке 1слюча 18 управления из нейтрального положения в положение Меньше происходящие в схеме процессы аналогичны ранее описанным, за исхслючением того, что сигнал логической

1 формируется на вькоде 20 блока i19 запуска и управление в этом случае осуществляется не через второй элемент 17 2И-НЕ, а через первый эле-. мент 16 2И-НЕ, При этом осуществляется обратный счет импульсов счетчиком 10 и на выходе преобразователя 8 коданалог напряжение уменьгаается, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) и изменению фазового сдвига импульсов управления тиристорами преобразователя 2 таким образом, чтобы уменьшить ток возбуждения электрической машины 1.

При работе в режиме автоматического регулирования блок 4 ( ручного регулирования; фиг.I) отключен и включен в работу блок 5 автоматическогр регулирования возбуждения, который воздействует на систему 3 управления. При этом изменение уставки напряжения блока 5 осуществляется блоком 7 дистанционного изменения уставки, работа схемы которого аналогична работе схемы блока б дистанционного измерения уставки, описанной вьппе. Изменение тока возбуждения элект ческой машины I может осуществлять как от ключа 18 управления, так и следящей системы (на чертежах не показано),.обеспечивающей автоматическое слежение уставки напряжения блока 5 за выходным напряжением блока 6 в .режиме ручного регулирования и выходного напряжения блока 4 за уставкой напряжения блок 5 в режиме автоматического регулирования тока возбуждения. Автоматическое слежение позволяет плавно, без скачка тока возбуждения, переходить с одного режима работы на другой. Благодаря введению дополнительных элементов: первого 16, второго 17, третьего 26 2И-НЕ и четвертого 27 2И-НЕ элементов, а также элемент 24 НЕ выходного RS-триггера 25 в схему 13 управления счетчиком 10 независимо от момента включения ключа 18 управления из нейтрального в положение Больше или Меньше установка управляющего RS-триггера 15, соответствующая прямому или обратному счету счетчиком 10, и подача тактовых импульсов с генаратора 12 на счетчик 10 осуществляетс с задержкой (фиг.З м). При этом сбо и счетчике-10.не происходит как в режиме ручного, так и автоматическо го регулирования, благодаря чему по вышается точность счета и надежност устройства в работе. Формула изобретения Устройство для дистанционного из менения выходного напряжения декоди ющего преобразователя, сожержащее преобразователь код-аналог, ревер сивный параллельный синхронный счет чик, выполненный например, восьмиразрядным, включакщий ОК-триггеры, и управляющие элементы ЗИ-НЕ, одни .входы . каждого управляющего элемент ЗИ-1-1Е подключены к выходам соответс вующего ЗК-тритгера, один выход кот рого соединен с одним из входов преобразователя код-аналог один вход каждого JK-триггера, начиная с второго, соединен с выходом одного 57 10 из управляющих элемеитов ЗИ-НЕ, генератор тактовых импульсов, управляемый ключ и управляющий RS-триггер, выходы которого подключены к вторым входам управляющих элементов ЗИ-НЕ, дополнительный элемент ЗИ-НЕ и элемент НЕ, выход элемента НЕ подключен к счетному входу каждого ОК-триггера, элемент 8И-НЕ, каждый вход которого соединен с выходом одного из элементов ЗИ-НЕ счетчика, а выход - с одним входом дополнительного элемента ЗИ-НЕ, другой вход которого соединен с одним из входов генератора тактовых импульсов, блок запуска, входом соединенный с управляемым ключом, и гекератор одиночных импульсов, выход которого соединен с входом установки каждого JK-триггера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены дополнительный элемент-НЕ, выходной RS-триггер и четыре элемента 2И-НЕ, один вход каждого из двух элементов 2И-НЕ подключен к соответствующему выходу блока запуска, выход одного из указанных двух элементов 2И-НЕ подключен к R входу управляющего RS-триггера и одному из входов третьего элемента 2И-НЕ, второй вход которой соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ и S входом управляющего RS7Tpиггepa, а выход - с входом дополнительного элемента НЕ, выходом подключенный к одному входу четвертого элемента 2И-НЕ и S ВХОДУ выходного RS-триггера, R вход которого соединен с выходом четвертого элемента 2И-НЕ, а вторые .входы первого, второго и четвертого элементов 2И-НЕ соединены со вторым выходом генератора тактовых импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Алексеев Л. Ф., Бабулин В. А.. Герценберг Г. Р. Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия для гидрогенераторов, турбоге-: нераторов и синхронных компенсаторов с ионной системой возбуждения. Труды ВЭИ, вып.73, - М,-Л. Энергия, 1966, с. 14, 2,Авторское свидетельство СССР №557462, jcn, Н 02 Р 9/14, 1976. 3,Техническое описание .системы управления тиристорами СУТ-В4-У4 6.299,006,10, альбом № 2, рис,13, 14, 15, .