Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя Советский патент 1982 года по МПК H02P9/14 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЕКОДИРУЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

I

; Изобретение относится к элект ротехнике и может найти применение в устройствах управления для систем возбуждения электрических машин.

Известно устройство, содержащее элемент сравнения на последовательно соединенных стабилитронах, цифроаналоговый преобразователь, у которого в качестве регистра используется реверсивный счетчик с генератором импульсов и схемой управления П.

Недостатком данного устройства является сравнительно низкая наДежность из-за 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 фронтов указанных импульсов возникают сбои в работе счетчика.

Известно также устройство для дистанционного изменения выходного

напряжения декодирующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, реверсивный параллель. ный синхронный счетчик-, выполненный на ЗК Триггерах и управляющих элементах ЗИ-НЕ, схему управления, включающую генератор тактовых импульсов, управляющий R5 -триггер, элементы ЗИ-НЕ, НЕ, 8И-НЕ, генератор одиночный импульсов, блок запуска, входом связанный с управляемым ключом Г2.

Недостатком данного устройства является относительно низкая надежность вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент совпадения импульса управления, поступающего на один из управляющих входов счетчика со схемы управления и тактовым импульсом, поступающим на счетный вход с генератора тактовых импульсов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для дистанционного изменения

выходного напряжения, содержащее пре образователь код-аналог, схему управления, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмиразрядным, включающий в каждом разряде JK-триггер,имеющий счетный вход, J и К входы, объединенные между собой, входы установки ЛК-триггера в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы, при этом каждый разряд, кроме последнего, имеет схему логики, включающую выходной и входные элементы ЗИ-НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и инверсный выходы ЛК-триггера, а выходы входных элементов ЗИ-НЕ подключены к входам выходного элемента ЗИ-НЕ, выход которого соединен сJ и К входами JK -триггера следующего разряда, D и К входы JK-триггера первого разряда подключены через резистор к положительному выводу )источника питания в каждом разряде прямой выход 1К-триггера подключен к одному из входов преобразователя код-аналог, управляющие входы входных элементов во всех разрядах кроме последнего, соответственно объединены между собой и подключены к схеме управления, включающей формирователь счетных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент НЕ, выход которого подключен к счетному входу DK -триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены с управляемым ключом, а .его выходы подключены к первым входам двух входных элементов 2И-НЕ З Недостатком данного устройства является низкая надежность, вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент одновременного поступления передних фронтов импульсов на счетные входы )к триггеров счетчика и на входы управляющих входных элементов ЗИ-НЕ с управляющего КЗ-триггера, обеспечивающегоустановку счетчика для прямого или обратного счета. К недостаткам этого устройства следует отнести также относительно низкую помехозащищенность,обуловленную тем, что при установке управляющего КЗ-триггера в одно из устойчивых состояний обеспечивается подготовка к работе для прямого или обратного счета ДК-триггерами счетчика как при наличии командь на счет

от управляемого ключа, так и при ее отсутствии, что может привести к изменению состояния счетчика под действием помехи по счетному входу триггеров, а следовательно, и к снижению точности устройства. Низкая помехозащищенность обусловлена тем, что во время счета из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов ЗИНЕ в разрядах счетчика на выходе выходного элемента ЗИ-НЕ формируется узкий по длительности импульс, который воспринимается в последующих разрядах как импульс помехи, что может привести к изменению состояния счетчика, а из-за конечного быстродействия ограничителя счета появляется возможность кругового счета счетчиком при подаче командь на счет в момент формирования тактового импульса.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства путем повышения помехозащищенност : Поставленная цель достигается тем 1ЧТО в схему управления дополнительно введены два элемента ЗИ-НЕ, два элемента НЕ, три элеменга 2И-НЕ,генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета, при этом каждый из ограничителей счета выполнен,например, на элементе бИ-НЕ, выход каждого из которых через свой конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2И-НЕ подключены соответственно к первым входам элементов ЗИ-НЕ, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного из которых подключен к соответствующему прямому, а каждый вход другого - к соответствующему инверсному выходу ЗК -триггера счетчика в каждом разряде, начиная с третьего, выход каждого элемента ЗИНЕ, входящего в схему управления, соединен с одним из входов первого элемента 2И-НЕ и с третьим входом другого элемента ЗИ-НЕ, а также через элементы НЕ - с управляющими входами входных элементов ЗИ-НЕ в каждом разряде счетчика, кроме последнего, элементы 2И-НЕ соединены между собой таким образом5 что выход первого из них подключен к первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и формирователь счетных импульсов подключен к первому входу третьего элемента 2И-НЕ, при этом вторые входы второго и третьего элементов 2И-НЕ объедине ны между собой и подключены к выходу генератора одиночных импульсов, а также к входам установки 3 -триггеров в одно из устойчивых состояний, например, единичное, кроме того вто рые входы двух входных элементов 2М НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора блокирующих импульсов, выход каждого выходного элемента ЗИ-НЕ счетчика через конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания. На фиг. 1 представлена блок-схема тиристорной системы возбуждения эле трической машины; на фиг. 2 - блоксхема устройства для дистанционного изменения выходного напряжения деко дирующего преобразователя; на фиг. 3 - диаграммы напряжений в фун ции времени, поясняющие работу .устройства. На представленной блок-схеме (фиг. 1) возбуждение электрической машины 1 осуществляется от тиристорного преобразователя 2, управление тиристорами которого осуществляется системой 3 управления. На вход системы 3 управления в режиме ручного регулирования поступает напряжение с блока ручного регулирования, а режиме автоматического регулирования с блока 5 автоматического регулятора возбуждения. Установка напря жения указанных блоков и 5 изменя ется соответственно блоками 6 и 7 дистанционного изменения уставки. В качестве блоков 6 и 7 используетс устройство дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя . Устройство для дистанционного из менения выходного напряжения декоди рующего преобразователя (фиг. 2) включает в себя преобразователь 8 код-аналог, величина напряжения на выходе которого соответствует состоянию JK-триггеров 9 реверсивного параллельного синхронного счетчика 10. Реверсивный параллельный син ронный счетчик 10 (выполненный, например, восьмиразрядным) включает в каждом разряде 11 DK -триггер 9, имеющий счетный вход, и К -входы,вхо установки ЗК.-триггера 9 в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы. Каждый раз76рйд 11 счетчика 10, кроме последнего, имеет схему 12 логики, имеющую Информационные входы 13 и , управляющие входы 15 и 16 и выход 17 с конденсатором 18. Счетчик 10 обеспечивает прямой и обратный счет импульсов,поступающих со схемы 19 управления.Необходимую последовательность работы ЛК-триггеров 9 при поступлении счетных импульсов обеспечивают схемы 12 логики. Схема 19 управления содержит блок 20 запуска с выходами 21 и 22, обеспечивающий гальваническую развязку схемы 19 управления с управляемым ключом 23, два элемента 24 и 25 НЕ, воздействующие через элементы 2б и 27 НЕ на управляющие входы 15 и 16 каждой схемы 12 логики, входные элемента 28 и 29 2И-НЕ, три элемента 30-32 2И-НЕ, выходной элемент 33 НЕ, выход которого подключен к счетному входу каждого ЛК -триггера 9 генератор 3 блокирующих импульсов, формирователь 35 счетных импульсов, генератор Зб одиночных имдульсов, первый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 бИ-НЕ, на выходе ка}§дого i из которых включены конденсаторы 39 и АО. Источник питания i(1, положительный выход которого подключен через резистор 3 к входам установки ЗК-триггеров 9 счетчика 10 в единичное и нулевое состояние, а отрицательный вывод 4 источника питания 41 подключен к конденсаторам 18 в каждом разряде 11 счетчика 10 и конденсаторам 39 и 40, включенным на выходах первого и второго ограничителей счета - элементах 37 и 38 бИ-ИЛИ. Устройство работает следующим об-разом. При подаче в исходном состоянии питающего напряжения на выходегенератора 36 одиночных импульсов формируется сигнал логического О,под действием которого JK -триггеры.9 первого, третьего, четвертого, шестого, восьмого разрядов 11 счетчика 10 устанавливается в нулевое состояние (на основных выходах ЗК-триггеров 9 устанавливаются сигналы логического О) а ЗК-триггеры Э второго, пятого, седьмого разрядов 11 счетчика 10 устанавливаются в единичное состояние (на основных выходах ЗК-триггеров устанавливаются сигналы логической 1)- При этом на выходах преобразоватеоя 8 код-аналог, блока 6 дистанционного изменения уставки и блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) уста,навливается соответствующее напряже ние, под действием которого на выходе системы 3 управления формируют ся импульсы управления с фазовым сдвигом, соответствующим заданным значениям напряжения на выходе тиристорного преобразователя 2 и току возбуждения электрической машины 1. Одновременно с выхода генератора 36 одиночных импульсов сигнал логического О поступает на вход элеме та 31 2И-НЕ и вход элемента 32 2ИНЕ, тем самым препятствуя работе ге нератора блокирующих импульсов и прохождению счетных импульсоз на счетные входы 7К -триггеров 9 счетчика 10 на время переходных процессов в схеме в момент подачи питающего напряжения на схему устройства Ключ 23 управления (фиг 2) нахо дится в нейтральном положении. При этом на выходах 21 и 22 блока 20 за пуска формируются сигналь логической 1 (O-t на фиг. За,б), под действием которых на выходах входны элементов 28 и 29 и элементов 2б и 27 формируются сигналы логического О, а на вь1ходах элементов 2k и 25 ЗИ-НЕ формируются сигналы логической 1. В результате сигналами логического О с выходов элементов 2б и. 27 НЕ блокируются схемы 12 логики разрядов 11 счетч ка 10, а сиг налами логической 1 . с выходов элементов 2k и 25 ЗИ-НЕ через элементы 30 и 31 2И-НЕ предотвращается работа генератора блокирующих им пульсов. Таким образом, исключается работа счетчика 10 от возможного появления импульсов гГомехи по счетным входам ЗК-триггеров 9При ярямомсчете ключ 23 управле ния устанавливается, например, из {Нейтрального положения в положение больше (tf на фиг. За). Это приводит к тому, что на выходе 21 блока 20 запуска формируется сигнал логического О, а на выходах элементов 28 2И-НЕ и 26 НЕ - сигнал ло гической 1 (фиг. Зг,з)- При этом схемы 12 логики счетчика 10 устанав ливаются в положение, соответствующее прямому счету импульсов счетчиком 10. Одновременно с этим сигнал логического О с выхода элементу 2k ЗИ-НЕ поступает на один из входов элемента 30 2И-НЕ. Это приводит 7 к тому, что на выходе элемента 30 2И-НЕ формируется сигнал логической 1, а на выходе элемента 31 2И-НЕ сигнал логического О. При этом генератор , 3 блокирующих импульсов формирует на выходе импульсы прямоугольной формы, (фиг, 3S) , которые поступают на вход формирователя 35 счетных импульсов. На выходе формирователя 35 формируются счетные импульсы прямоугольной формы, сдвинутые на время t задержки отн осительно входных импульсов длительностью в 2-3 раза меньшей длительности импульсов с генератора 3k блокирующих импульсов. Счетные импульсы с выхода формирователя 35 через элементы 32 2И-НЕ и 33 НЕ поступают на счетные входы DK -триггеров 9 каждого раз.ряда 11 счетчика 10 фиг. ,3м,н) . По мере счета тактовых импульсов меняется состояние ЗК-триггеров 9, а, следовательно, увеличивается напряжение на выходе преобразователя 8 код-аналог, что приводит к изменению напряжения на выходе блока k ручного регулирования (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 23 управления в нейтральное положение (t на фиг. Зо) сигнал логической 1 с выхода элемента 26 НЕ снимается не сразу, а после того, как кончится импульс с генератора 3 блокирующих импульсов (t с на фиг. 3з)-Тем самым исключаются сбои в работе счетчика 10 в момент совпадения команды на окончание счета (с ключа 23 управления) с наличием импульса с выхода формирователя 35 счетных импульсов. При появлении сигнала логического О на выходе элемента 2б НЕ на выходах 17 схем 12 логики счетчика 10 формируются сигналы .логического О, поступающие наЭи К входы DK-триггеров 9 счетчика 10 и тем самым исключаются сбои в работе счетчика 10 в паузах между счетными импульсами под действием возможных помех по сметным входам. При поступлении команды на окончание счета в .паузе между импульсами с выхода генератора 3k блокирующих импульсов счет импульсов будет прекращаться в момент поступления командь на окончание счета (на фиг. 3 не показано).

При обратном смете импульсов ключ 23 управления из нейтрального положения устанавливается в положение меньше. При этом на выходе 22 блока 20 запуска формируется сигнал логического О (t на фиг, 35),под действием которого на выходах элементов 29 2И-НЕ и 25 ЗИ-НЕ формируются сигналы.соответственно логической 1 и логического О. .Сигнйл логического О через элемент 27 НЕ поступает на управляющие входы 16 схем 12 логики счетчика 10. В результате счетчик 10 подготавливается для.обратного счета счетных импульсов. В остальном происходящие в схеме процессы аналогичны описанным. При обратном счете импульсов счетчиком 10 на выходе преобразователя 8 код-аналог напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) и изменению фазового сдвига импульсов управления тиристорами преобразователя 2 таким образом, чтобы уменьшить ток возбуждения электрической машины 1.

Для предотвращения переполнения счетчика 10. во время прямого и обра.тного счета служат соответственно первый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 бИ-НЕ. Во вре мя прямого счета «или обратного при .установке всех Ж -триггеров 9 в единичное или нулевое состояние на выходе элемента 37 бИ-НЕ или элемента 38 бИ-НЕ формируется сигнал логического О, который воздействует на элемент 2k ЗИ-НЕ или элемент 25 ЗИ-НЕИ тем самым предотвращает дальнейший счет импульсов счетчиком 10. Так как быстродействие ограничителей счета - элементов 37 и

38бИ-НЕ ограничено, на.их выходах во время счета могут появляться узкие по длительности импульсы, которые могут восприниматься схемой 1.9 управления как помеха. Для предотвращения этого служат конденсаторы

39и 0. Из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов ЗИНЕ в схемах 12 логики счетчика 10

на выходах 17 схем 12 логики формируются узкие по. длительностиимпульсы, которые в последующих разрядах воспринимаются как импульсы помехи, что может привести к сбою в работе .счетчика 10.

Мри работе в режиме автоматического регулирования блок t ручного . регулирования (фиг. 1) отключен и включен в работу блок 5 автоматического 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 6 дистанционного изменения уставки.

Изменение тока возбуждения электрической машины 1 может осуществлять

ся как от ключа 23 управления (как описано выше) , так и от следящей системы (на фиг. 1 не показана), обеспечивающей автоматическое слежение уставки напряжения блока 5 за выходным напряжением блока 6 в режиме ручного регулирования и.выходного напряжения блока Ц за уставкой напряжения блока 5 в режиме автоматического регулирования тдка возбуждения. Автоматическое слежениеПозволяет плавно, без скачка то,ча возбуждения,.-переходить с одного режима работы на другой.

Благодаря введению в схему 19 управления дополнительных элементов генератора 3 блокирующих импульсов, двух-элементов 2 и 25 ЗИ-НЕ, двух элементов 26 и 27 НЕ, трех элементов 30-32 2И-НЕ второго ограничителя счета - элемента 38 бИ-НЕ, конденсаторов 39 и 40 на выходах первого и второго ограничителей 37 и 38 счета и конденсаторов 18 на выходах 17 схем 12 логики счетчика 10 обеспечивается бло-, кирование схем 12 .логики счетчика 10 при отсутствии команды на счет импульсов с ключа 23 управления, а также обеспечивается задержка подачи счетных импульсов на счетные входы DK--триггеров 9 счетчика 10 после установки ЛК Триггеров 9 для прямого или обратного счета импульсов независимо от момента поступления команды на счет импульсов. Кроме того, исключается влияние помех, обусловленное конечным быстродействием управляющих элементов ЗЯ-НЕ в схемах 12 логики и элементах 37 и 38 бИ-НЕ. При этом сбоев в работе счётчика 10: не происходит как в режиме ручного, так и автоматического регулирования, тем самым повышается точность счета и надежность работы устройства. 11 изобретения Формула Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, схему управления, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный например, восьмиразрядным, включаю™ щий в каждом разряде ijK -триггер, имеющий счетный вход, J и К входы, объединенные между собой, входы установки ЛК-триггера в нулевое и еди ничное состояние, а также прямой и инверсный выходы, каждый разряд,кро ме .последнего, имеет схему логики, включающую- выходной и входные элементы ЗИ-НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и инверсный выходы ЗК-триггера, а выходы входных элементов ЗИ-НЕ подключены к входам выходного элемента ЗИ-НЕ выход которого соединен с J и К входами JK -триггера следующего разряда ,3 и К входы DK -триггера первого разряда подключены через резистор к положительному- выводу источника питания, в каждом разряде прямой выход ЗК. -триггера подключен к одному из входов преобразователя код-аналог управляющие входы входных элементов ЗИ-НЕ во всех разрядах, кроме послед него,(, соответственно объединены между собой и подключеныск схеме управления, включающей формирователь счет ных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент НЕ, выход которого подключен к счетному входу ПК-триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены ;с управляемым ключом, а его выходы подключены к-первым входам двух вход ных элементов 2И-НЕ, о т- л и ч а юЩ ее с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в схему управления дополнительно введены два элемента ЗИ-НЕ, два элемента НЕ,три элемента 2И-НЕ, генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета,при этом каждый из ограничителей счета выполнен, например, на элементе бИ-НЕ, выход каждого из ко9712торых через свой конденсатор подключен к.отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2И-НЕ подключены соответственно к первым входам элементов ЗИ-НЕ, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного из которых подключен к соответствующему прямому, а каждый вход другого - к соответствующему инверсному выходу ЗК-триггера счетчика в каждом разряде,-начиная с третьего, выход каждого элемента ЗИ-НЕ, входящего в схему управления, соединен с одним из входов первого элемента 2И-НЕ и с треть им входом другого элемента ЗИ-НЕ, а также через элементы НЕ - с управ;пяющими входами входных элементов ЗИ-НЕ в каждом разряде счедчика, кроме последнего, элементы 2И-НЕ соединены между собой таким образом, что выход первого из них подключен к первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и формирователь счетных импул ьсов подключен к первому входу третьего элемента 2И-НЕ, при этом вторые входы второго и третьего элементов 2И-НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора одиночных импульсов, а также к входам установки ОК-триггеров в одно из устойчивых состояний, например, единичное. кроме того вторые входы вyx входны « элементов 2И-НЕ объединены между собой и подключены к выходу генератора блокирующих импульсов,выход каждого выходного элемента.ЗИ-НЕ счетчика через конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Р 9/1,.1977. 2. Техническое описание системы управления тиристорами СУТ-ВЧ-УА 6.299.006.ТО. Альбом N 2, рис. 13 15. 3- Авторское свидетельство СССР по заявке № 264079W24-07, кл. Н 02 Р 9/U, 1978.

Cvl

N