Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 H02M1/08 

(54) ШИРОТНО-ИМЙУЛЬСНШ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть использовано в людуляторах импульсов управления тиристорных широтно-импульсных преобразсдаателей постоянного тока для электроприводов постоянного тока элактроподвижных составов и электромобилей. По основному авт.св. № 758463 известен широтно-импульсный модулято содержащий задаю111ий генератор, ( Р -fm+n -разрядный двоичный тактовый счетчик, га-разрядный дешифратор с двумя входами, т-раэрядный регистрсчетчик, узел .сравнения, гузел управления и формирователь длительности отпирающих импульсов, причем выход задающего генератора связан с тактовым входом двоичного счетчика, выходы средних m разрядов крторого связаны с одним входом тора, дру гой вход деишфратора связан с выходом регистра-счетчика и одним из вхо дов узла сравнения, второй вход ysЛа сравнения связан с входным выводом устройства и разрядным регистра-счетчика, вход управления которого связан с одним выходом бло к а управления, входы последнего свя- заны с выходами двоичного счетчика и выходом элемента .сравнения, дру- . гой же выход блока управления связан с одним выходным выводом модулятора, и втсфой выходной вывод модулятора через формирователь длительности связан с выходом де дафратр| а, а также го-разрядный регистр, подключейный к входнс у выводу и связанный выходом с рввгистром-счетчиком и управления - с третьим выходом блока управления Г1 3К не; 1остаткам известного модулятора относятся невысокие точность отслеживания и быстродействие перестройки задания что ухудшает маневренность управляемого им электротранспортного средства. ./ Цель изобретения - повьшение ;точности отслеживания и быстродействия перестройки задания. Поставленная цель достигается тем, что известный модулятор снабжен датчиком тока нагрузки и пороговьол элетчентом, причем выход датчика тока подключен через пороговьй элемент к первому входу узла упргшлення. На чертеже представлена блок-схе,ма широтно-импульсного модулятора. 1Ш1ротно-1шпульсный Модулятор содержит .задакшшй генератор 1, { t +m+n)-разрядный двоичный тактовы счетчик 2, дешифратор 3 с двумя вхо дами, т-разрядный регистр-счетчик 4 в сторону старшего разряда,элемент 5 сравнения, блок 6 управления, фор мирователь 7 длительности импульсов управления/ входной вывод 8, выходные выводы 9 и 10, т-разрядный регистр 11, датчик 12 тока нагрузки и пороговый элемент 13. Выход задающего генератора 1 свя зан с тактовым входом двоичного счетчика 2, выходы m разрядов которого связаны с разрядами одного вко да дешифратора 3. Разряды второго входа дешифратора 3 связаны с разрядами выхода регистра-счетчика 4. Выход регистра-счетчика 4 связан также с одним входом элемента 5 сра нения, другой вход элемента 5 сравнения и разрядные входы регистр-сче чика 4 связаны с разрядными выходами регистра 11, разрядные входы которого связаны с входным выводом 8. Выходы ;Всех разрядов двоичного счетчика 2 и элемента 5 сравнения связаны с входами блока 6 управлени один выход которого связан с выходным выводом 10, а остальные два выхода блока 6 управления связаны соответственно с входами управления регистра-счетчика 4 и регистра 11. Выход дешифратора 3 через формирова тель 7 длительности связан с выходным выводом 9. Вход 14 датчика 12 тока нагрузки связан с нагрузкой, а выход датчика 12 тока через пороговый элемент 13 связан с одним вхо дом блока б управления. Модулятор работает следующим образом. При подаче выходных импульсов заданяцего генератора 1 на тактовый вход двоичного счетчика 2 .на разрядных выходах последнего появляются кмпульсы, причем частота повторения импульсов на выходе данного разряда в два раза больще частоты импульсов на выходе последуницего разряда. Выходные импульсы от средних m раэрядов двоичного счетчика 2 подаются на разрядам одного из входов лзиифра тора 3. В соответствии с состоянием регистра-счетчика 4, выхрдные импульс которого подаются на разряды второго Эхода дешифратора 3, на выходе послеянего появляются импульсы с част той, определяемой частотой выходных импульсов старшего разряда средних т разрядов двоичного счетчика 2,и длительностью , где .} - скважность управленияс тиристорным преобразователем т - период повторения импульсов на выходе старшего разряда средних разрядов двоичного счетчика 2 или период коммутации тиристорного преобразователя;Р st О,- 1, 2,... (23-1) - состояние регистра-Счетчика 4. Причем задние фронты импульсов на выходе дешифратора 3 и периодов Т во времени совпадают. В течение времени frtCZ T iTg т) элементом 5 сравнения производится сравнение состояний регистра-счетчика 4 и регистра 11. В начале последующего периода Т в течение С в зависимости от выходного сигнала элемента 5 сравнения производится: перезапись (запись) задания в двоичном коде с регистра 11 в регистресчетчике 4, если в предыдущем периоде Р4 / Рц, где Р О, 1, г,..., (2 состояние регистра 11; увеличение с остояния р регистра-счетчика 4. на единицу с задержкой -.Т, если Р4 Р-) I где О « V. $ п. После окончания процессов управления регистр-счетчика 3. в том же интервале времени Т- производится перезапись (запись задания в двоичном коде с входа 8 в регистр 11. Маломощные импульсы управления выключением тиристорного преобразователя, импульсы управления регистрасчетчика 4 и регистра 11 фо рмируются от выходных импульсов двоичного счетчика 2 блоком б управления последовательно в течение времени ь , причем импульсы управления регистра 11 и маломощные импульсы управления выключением тиристорного преобразователя формируются в каждом периоде Т, управления и записи регистра-счетчика 4 формируются в каждом периоде Т, если Р4 / P-j , а импульсы управления счетным входом регистра-счетчика 4 формируются с периодом ( или 1) , если 4 -И выходной потенциал порогового элемента 13 низкий (т.е. ток нагрузки преобразователя меньше допустимого значения ), или с максимальным периодом 2 -Т, если Р. Р и выходной потенциал порогового элемента 13 высокий (т.е. ток Йагрузки преобразователя по величине близок к допустимому значению К Маломощные импульсы управления выключением тиристорного преобразователя подаются на выходной вывод 10, а на вывод 9 - маломощные импульсы управления преобразователя отпиранием длительностью t 2 -Т и преобразованные формирователем 7 длительности от выходных импульсов дешифратора 3, причем передние фрон- ты импульсов на выходе 9 совпадают с передними фронтами импульсов на выходе дешифратора 3, следовательно временная задержка между импулЁхзов управленкя отпиранием и выключением преобразователя состав ляет fjsy.T , а дискретный шаг регулирования задержки , Таким образом, в режиме увеличвния задания (Р. P-ti когда ток нагрузки преобразователя меньше допустимого значейия, временная задержка увеличения скважности минимальная, а когда ток нагрузки прес« разователя по величине становится близким к допустимсяму значению, изменением состояния порогового эле мента переключается временная за-держка увеличения скважности на мак симальную, чем и повышается быстродействие восстановления нового (вторичного ) задания. Порог срабатывания порогового элемента 13 выбирается из условия, чтобы при запуске преобразователя с максимальной нагрузкой в конце лю бой ступени скважности его ток нагрузки был больше значения соответствующего порога порогового элемент Количество старших п разрядов Такто вого счетчика 2 вырабатывается в соответствии с периодсм кo ФiyтaG(ии Т и постоянной времени нагрузки пре образователя, чем меньше период : к)г1мутации Т и больше постоянная времени, тем больше количество разр дов п. Использование изобретения позволяет увеличить скважность по заданному закону во времени при интенсив ном или скачкообразном увеличении задания скважности; непосредственно ( с максимальной згщержкой, равной периоду коммутации преобразователя) умены11ить скважность при скачкообразном у1 ньшении задания и повысить точность слежения. Широтно-импульсный модулятор в режиме увеличения задания, когда ток нагрузки управляемого преобразователя меньше допустимого значения, увеличивает скважность управления с минимальной задержкой, а когда ток нагрузки преобразователя по величине близок к допустимому, изменением состояния порогового элемента пере ключает временную задержку увеличения скважности на максимальную, что повышает быстродействие восстановления нового вторичного) задания, тем самю4 улучшается маневренность управляемого им электротрансп % тного средства. Формула изобретения impoTHo-импульсный модулятор по авт.св. I 758463, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности отслеживания и быстродействия перестройки задания, он снабжен датчикбм тока нагрузки и пороговым элементом, причем выход датчика Тока подключен через пороговый элемент к первому входу блока управления. Источники информации, принятые вб внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 758463, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.