Цифровое одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/24 H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления регулируемыми выпрямителями.

Известно устройство для управления тиристорным преобразователем, содержащее нуль-орган, соединенный со схемой запрета, генератор тактовых импульсов, соединенный через схему запрета с входом счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения кодов, второй вход которой соединен с регистром системы управления, а выход схеьш сравнения кодов соединен с первым входом триг- . гера сброса, дешифратор углав1.у„д , вход которого соединен с выходом счетчика, выход соединен с первьм входом триггера сброса, второй вход триггера сброса, соединён с выходсяч нуль-органа, а выход - с BTOpta«i входом схемы запрета 1.

Недостаток устройства - плохие динамические характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое устройство для управления тиристорным выпрямителем, содержащее нуль-орган, вход которого служит для подключения питающей сети, генератор тактовых импульсов, подключенный к счетному входу счетчика импульсов, регистр заданного фазового сдвига, блок сравнения и распределитель импульсов.

В этом устройстве заданный код фазового сдвига записывается в регистр .заданного фазового сдвига при поступлении импульса, подлежащего

10 задержке и фо1 1ируемого нуль-органом, связанным с напряжением питающей сети, происходит заполнение счетчика импульсами от генератора тактовой частоты, блоком сравнения осущест15вляется сравнение кодов регистра фазового сдвига и счетчика, в момент совпадения кодов формируется импульс, поступающий иа вентили того плеча выпрямителя, который соответствует

20 состоянию распределителя импульсов 2.

Недостаток устройства состоит в том, что оно обладает плохими динамическими характеристиками.

Цель изобретения - улучшение дина25мических характеристик.

Цель достигается тем, что цифровое одноканальное устройство для управления .вентильным преобразователем 30 содержащее нуль-орган, вход которого

служит для подключения питающей сети генератор тактовых импульсов, подключенный к счетному входу счетчика импульсов, регистр заданного фазового сдвига, блок сравнения, первые входы которого соединены с выходами регистра заданного фазового сдвига, а вторые - с выходами счетчика импульсов, распределитель импульсов, снабжено вычитателем кодов, дополнительным счетчиком импульсов, тремя элементами И, элементом ИЛИ, тремя триггерами и селектором кодов, причем выходы селектора подключены к входам параллельной записи счетчика импульсов, первые входы селектора содинены с .выходами вычитателя кодов, вторые - с выходами дополнительного счетчика импульсов, управляющий вход - с выходами третьего элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления параллельной записью счетчика импульсов, на первые входы вычитателя кодов подается сигнал, пропорциональный дискретности преобразователя, второй вход соединен с выходом счетчика импульсов, выход переноса - с первым входом третьего триггера, второй установочный вход которого соединен с выходом нулевого состояния счетчика импульсов, тактовый вход - со вторым входом элемента ИЛИ входом распределителя импульсов и выходом Первого элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, второй вход - с выходом блока сравнения, третий вход - со счетным входом дополнительного счетчика и с выходом генератора тактовых импульсов, вход Сброса дополнительного счетчика соединен с выходом нуль-органа, с первы входом второго триггера и со вторым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - со входом сброса импульсов, первый вход первого триггера и второй вход третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, соединены с одним из промежуточных выходов распределителя импульсов, а вторые входы первого и второго триггера соединены с последним вы ходом распределителя импульсов, выходы которого служат для подключения к вентильному преобразователю.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Цифровое одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем содержит регистр 1 заданного фазового сдвига, счетчик 2 импульсов дополнительный счетчик 3 импульсов, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 сравнения, элемент И б, распределитель 7 импульсов, нуль-орган 8, элемент -И 9, триггер 10, элемент И 11,

элемент ИЛИ 12, селектор 13, триггер 14, вычитатель 15 кодов, триггер 16,

Код заданного фазового сдвига сСч, запоминается регистром 1. Частота выдачи кода может быть произвольной. Счетчики 2 и 3 подсчитывают импульсы тактовой частоты, формируемой генератором 4 импульсов, причем состояние счетчиков изменяется передним фронтом имлульсов. Когда код счетчика 2 станет равным или больше кода регистра 1, на выходе блока 5 сравнения появляется сигнал, воздействующий через элемент И 6 на равпределитель 7 импульсов, который формирует отпирающие импульсы тиристоров в определенном порядке и изменяет свое состояние задним фронтом импульса на выходе б.

Синхронизация отпирающих импульсов с питающей сетью осуществляется следующим образом.

Нуль-орган 8 формирует импульсы в моменты времени, соответствующие нулевому фазовому сдвигу для одной из фаз, принятой за опорную (например, фазы А). Величину фазового сдвига обозначим d . Если d , последний в цикле импульс на выходе распределителя 7 импульсов поступит раньше, чем выдан импульс нуль-органом. В этом случае синхронизация с сетью достигается сбросом счетчика 2 в нуль в момент выдачи импульса нульорганом через элемент И 9, при ХРм триггер 10 взведен. Если же о1 , в момент выдачи импульса нуль-органо 8 предыдущий цикл еще не закончен, поэтому сбрасывать счетчик 2 импульсов нельзя. Для обеспечения синхронизации в этом случае служит дополнительный счетчик 3 импульсов, который сбрасывается в нуль импульсом нуль-органа 8 и отсчитывает число импульсов от момента начала отсчета до окончания цикла (импульс с номером т на выходе узла 7). По окочании цикла этот импульс через элемент И 11 и элемент ИЛИ 12 вводит код счетчика 3 импульсов в счетчик 2 импульсов через селектор 13, который открывается на прохождение кода счетчика 3 импульсов на вход счетчика 2 импульсов сигналом с выхода элемента И 11. При этом на второй вход элемента И поступает разрешающий сигнал от триггера 14, который взведен, так как импульс с нуль-органа 8 поступил раньше, чем последний импульс с распределителя 7. При этом сигнал на выходе элемента И 9 нулевой, так как при взведении триггера 10 импульс с нуль-органа 8 уже закончен. Сброс триггеров 10 и 14 осуществляется в одном из промежуточных положений распределителя.

Внутри цикла синхронизация осуществляется вычитанием из кода счетчика 2 кода, пропорционального дискретности преобразователя мощью вычитателя 15 кодов, представ ляющего собой сумматор, на один из входов которого подается дополнител ный код числа Т , а на второй выходной код счетчика 2. В момент выдачи очередного отпиракядего импульса выходной код вычитателя 15 кодов через селектор 13 з писывается в счетчик 2 импульсов си налом с выхода элемента И 6, поступающим через элемент ИЛИ 12. Таким образом, после выдачи очередного отпирающего импульса отсчет импульсов для следуюдего вентиля начинает ся Л1ри числе импульсов в счетчике н .f-- меньшем, чем соответствует ет сдвигу между точками естественного зажигания соседних вентилей. Двухтактный синхронный триггер 1 обеспечивает правильную работу прк - -П огглил г тггтяо t А у в этом случае код (d. отрицателен и формируется в дополни тельном коде, тогда как блок 5 сравнения осуществляет сравнение прямых кодов, что может вызвать появление ложного сигнала на выходе блока 5 сравнения. Триггер 16 взводится, если в момент записи кода в счетчик 2 импульсов на выходе переноса вычитателя 15 кодов появится сигнал, свидетельствующий о том, чт упомянутая ввние разность отрицатель на. При этом на первый вход триггера 16 подан разрешающий сигнал, а выход элемента И 6 поступает на вх триггера 16 в качестве тактового импульса. На инверсном выходе триггера 16 после установки нуля на выходе б появляется сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов через элемент И б. При дальнейшем счете тактовых импульсов счетчи ком 2 импульсов он обнуляется в момент естественного отпирания очеред ного вентиля, при этом триггер 16 сбрасывается по второму входу сигналом обнуления счетчика 2 импульсо Таким образом, достигается мини мальное запаздывание в отработке из менения заданного фазового сдвига. Формула изобретения Цифровое одноканальное устройств для управления вентильным преобра зователем, содержащее нуль-орган, вход которого служит для подключени питающей сети, генератор тактовых импульсов, подключенный к счетному входу счетчика иг пульсов, регистр заданного фазового сдвига, блок сравнения, первые входы которого подключены к вь;хояам регистра заданного фазового сдвига, а вторые - к выходам счетчика импульсов, распределитель импульсов, о т-л ичающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено вычитателем кодов, дополнительным счетчиком импульсов, тремя элементами И, элементом ИЛИ, тремя триггерами и селектором кодов, причем выходы селектора подключены к входам параллельной записи счетчика импульсов, первые входы селектора соединены с выходами вычитателя кодов, вторые - с выходами дополнительного счетчика импульсов, управляющий вход - с выходом третьего элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления параллельной записью счетчика импульсов, первый вход вычитателя кодов служит для подачи кода, пропорционального величине дискретности преобразователя, второй вход соединен с выходом счетчика импульсов, выход переноса - с первым установочным входом третьего триггера, второй установочный вход которого соединен с выходом нулевого состояния счетчика импульсов, тактовый вход - со вторым входом элемента ИЛИ, входом распределителя импульсов и выходом первого элемента И, -первый вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, второй вход с выходом блока сравнения, третий вход - с счетным входом дополнительного счетчика и с выходом генератора тактовых импульсов, вход сброса дополнительного счетчика соединен с выходом нуль-органа, с первым входом второго триггера и со вторым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - со входом сброса счетчика импульсов, первый вход первого триггера и второй вход третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, соединены с одним из промежуточных выходов распределителя импульсов, а вторые входы второго и первого триггера соединены с последним выходом распределителя импульсов, выходы которого служат для подключения к вентильному преобразователю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 647933, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 605305, кл. Н 02 Р 13/24, 1975.