Микропроцессорное устройство для управления вентильным преобразователем

)4 Н 02 М 7/155 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМ(21) 40 (22) 28 46) 30 72 В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 17741/24-07(56) Авторское свидетельство СССР У 1146781, кл. Н 02 Р 11/00, 1985.Авторское свидетельство СССР В 1206951, кл. Н 02 Р 13/16, 1986. (54) МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для импульсно-фазового управления преобразователями частоты, Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей. Введение вустройство многоканального блока ввода дискретных пассивных сигналов имногоканального блока формированиязаданий и коэффициентов позволяетсократить количество аппаратуры микропроцессорного вычислительногоблока. Наличие в нем средств для ввода большого количества технологической информации дает возможность реализовать функции технической диагностики, осуществить ввод управляющихвоздействий, реализовать эффективныеалгоритмы управления. 1 з.п. ф-лы,8 ил., 5 табл.произведено включение только одного,очередного, вентиля моста, при этомпредыдущий вентиль продолжает проводить ток, а вентиль, предшествующийпредыдущему, выходит из состоянияпроводимости (при небольших нагрузках). В табл. 5 указано, в зависимости от номера проводящего моста и номера текущей зоны для какого вентиляустройство начинает отсчет угла отпирания и какой будет выведен код навключение вентилей по окончании отсчета. В табл. 5 единичному состоянию бита выходного кода соответствует высокий уровень напряжения на 15управляющем электроде тиристора, нулевому состоянию - отсутствие напряжения.Выдавая в определенные моментывремени единичные коды через блоки 209 и 22 и затем снимая их, микропроцессор в последовательности, задаваемой программой, и в соответствии свходными воздействиями осуществляетвключение выбранных вентилей, т,е, 25управление вентильным преобразователем.Для управления тиристорным циклоконвертером могут быть применены разнообразные алгоритмы генерирования 30. отпирающих вентили импульсов. Рассматриваем работу устройства при реализации одного иэ наиболее распространенных алгоритмов раздельногоуправления мостами, соответствующегосинхронному многоканальному способууправления или методу "абсолютных уг-лов" отпирания, Алгоритм обеспечивает снятие отпирающих импульсов с моста, закончившего проводить ток, и 4 Оподачу импульсов через некоторый интервал задержки (паузы) на мост,вступающий в работу, при линейном законе изменения углов отпирания вентилей в течение полупериода выходного напряжения циклоконвертера (треугольный закоц),На текущем К-м интервале синхронизации осуществляется вычисление 50 значения угла отпирания для следующего (К+1)-го интервала синхронизации. Вычисление выполняется по Формулесс =ос+ АЫ, ЯдВп Вк,где- значение угла отпираниядля следующего интервала;значение угла отпирания длятекущего интервала,"текущее приращение угла отпирания;Бк - разность текущего и предыдущего (К) значений углаотпирания:(3) Из Аормулы (1) следует, что частота Я и напряжение П, на выходе циклоконвертера могут регулироваться и изменяться, начиная с любого интервала синхронизации путем дискретного изменения во времени приращения угла Ык, которое связано с йи П, следующим образом:(4) Зсмк - "/311 к сгде М, - текущее отношение частот :на входе Г и на выходе 5, циклоинвертора:(5) Чс - текущее значение кратностирегулирования выходного напряжения, т,е. отношение амплитудного значения выходного напряжения Пск амплитудному значению входного1 Л п ПаекП(6) 1 гр 4 = /2(1) и граничное верхнее значени клотпирания В Аормуле (6) обычно П ,П и 7 с 1.Иэ Формул (1) и (4) можно заключить, что при выбранном неизменном отношении преобразователя частоты И изменение выходного напряжения осуществляется путем изменения угла отпирания Ыс в пределах от Ы до ь,с, с дискретностью Мк. Величиныи 1определяются из условия безопасного инвертирования при индуктивных нагрузках циклоконвертера и равенства амплитуд гладкой составляющей в положительном и отрицательном полупериодах выходного напряжения.Регулирование выходного напряжения осуществляется следующим образом. Для заданной кратности регулирования Ч вычисляют граничное нижнее значение угла отпирания(10) . о , )с,35 40 45 г в й 2 (1+1 и ) (8) с которыми в каждом интервале синхронизации сравнивают текущее значение угла отпирания. 5На каждом такте синхронизации осуществляют сравнение рассчитанногос одним из граничных значений угла.Если имеет место режим уменьшения 10 угла Ы, т.е. Р с 0, то сравнение с 1 осуществляют с Ы . В случае если выполнится неравенство гр и 1(9) то изменяют начальные условия в формуле (1), принимают К=О,г 0 и повторяют в этом же интервале синхронизации вычислениепо Аормуле (1) с этими новыми начальными условиями.Если имеет место режим увеличения угла с, т.е. 1),с) О, то сравнение 25осуществляют с Ы, , В случае если выполнится неравенство то изменяют начальные условия в формуле (1), принимают о = игр, Лс 0 иповторяют в этом же интервале синхронизации вычисление Ы по Аормуле(1) с этими новыми начальными условиями Важнейшим свойством двухмостового вентильного преобразователя является его способность осуществлять двухсторонний обмен энергией между питающей сетью и нагрузкой. Благодаря этому свойству легко обеспечивается работа циклоконвертера на нагрузку с любым коэффициентом мощности. Работа на нагрузку с низким . сов Ч обеспечивается тем, что каждый из вентильных мостов (Аиг, 1) может работать как в режиме выпрямления, так и в режиме инвертирования. При этом в режиме выпрямления энергия передается иэ питающей сети через циклоконвертер в нагрузку, а в режиме инвертирования - от нагрузки через циклоконвертер в сеть. Микропроцессорное устройство управления позволяет осуществить все эти режимы за счет выбора соответствующего моста и выдачи отпирающйх импульсов с соответствующими значениями угла Ы,20Как следует из фиг, 8, алгоритм Аункционирования устройства состоит из трех частей, которые соответствуют основной программе и двум подпрограммам прерывания, Основной программе соответствуют блоки В 1-В 10 блок-схемы алгоритма. Подпрограмме прерывания от,нуль-органов соответствуют блоки С 1-С 9, подпрограмме прег рывания от программно-управляемьгх счетчиков (ПУС) - блоки Р 1-Р 6,В программе, реализующей описываемый алгоритм управления, используется динамический массив управляющих слов, т,е. кодов, выводимых из микропроцессорного блока 2, состояние отдельных битов которых определяет включение тех или иных вентилей. САормированные программой управляющие слова вывода записывают в заданный участок ОЗУ блока 3 в определенной последовательности, образуя динамический массив 16-битных слов, из которого в определенной последовательности эти слова извлекаются. Массив является упорядоченным, так какзаполняется с одной стороны. При этомуправляющие слова записываются в ячейки ОЗУ с последовательно возрастающими адресами, начиная с ячейки с именем СОРМ, адрес которой Аиксирован иявляется адресом-идентиАикатороммассива, Массив является динамическим, так как при записи в него очередного слова содержимое в ячейке указателя текущего адреса массива наращивается на 2 для байтовых микропроцессоров и на 1 для микропроцессоров,в которых идет адресация к 6-битному слову, при этом очередное управляющее слово записывается в следующуюячейку. Считывание управляющего слова с удалением из массива производится с другой стороны и только изверхней ячейки, адрес которой фиксирован, при этом оставшиеся слова массива сдвигаются в соседние ячейки сменьшими адресами. Таким образом, виспользуемом динамическом массивепорядок считывания подчиняется правилу: первым поступил - первым обслуживается. Примем для определенности, что рассматриваемое управляющее устройство работает с разомкнутой обратной связью, а закон управления соответствует Аормированию на выходе переменного напряжения с параметрами М=4 й = - Г и Ч =1,1ф ги 4кНиже приведено описание блоковалгоритма, соответствующее блок-схемам на Фиг. Я,Блок В 1 "Начало".Этому блоку соответствует запускосновной части управляющей программы, например, путем подачи командыиПускп с клавиатуры дисплея,Блок В 2 "Инициализация".Микропроцессорный вычислительныйблок 2 выполняет первоначальныесброс, установку в исходное состояние всех внешних устройств и блокови подготовку рабочих ячеек памяти,включает систему прерываний микропроцессора 4 и включает в нее блок 24и 34, способные вызвать прерывания.Блок ВЗ "Установка признака начального режима".В соответствующий бит ячейки па 1мяти "Слово состояния программы заносятся 1, что указывает, на, то, чтоидет начальный режим программы, Кроме того, устанавливается в нуль счетчик интервалов синхронизации, т.к.К=О.Блок В 4 "Прием системной инйормации".Заданные начальные значения выходной частоты Й и кратности выходного напряжения считываются блоком 2через параллельный интерйейс 9 иблок 49 ввода дискретных пассивныхсигналов по каналам 63-55 и 64-56 изблока 62 формирования заданий икоэффициентов,Блок В 5 "Определение начального1значения угла отпирания Ы Выполняется расчет начального значения угла отпирания ведущего моста М 1 для следующего интервала син/ хронизации. Принимаются, например, следующие начальные условия: начальное значение угла Ы равно значению нижней границы Ы,= Ы , знак разности 1) положительный, т.е. П,)О. По формуле (5) определяется М , по йормуле (4) вычисляетсяпо Формуле (7) рассчитывается Ы, , Значение угла отпирания для следующего интервала синхронизации определяется по Формуле (1) Полученное значение угла умножается на масщтабный коэййициент К пересчета угла в код временного интер 5 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 вала и результат записывается в ячейку ОЗУ текущего значения угла отпирания о имеющем САЕР, Этот код далеев соответствии с алгоритмом будетвыдан на информационный вход одногоиз программно-управляемых счетчиковблока 34,Блок Вб "Сброс признака начального режимаЭтот блок и все последующие принадлежат циклически повторяющемусяучастку программы в отличие от блоков В 1 В 5, характеризующих начальный ее участок. Чтобы отличить циклически повторяющийся участок программы, признак начального режима в словесостояния программы сбрасывается,Блок В 7 "Прием системной инйормацииЭтот блок идентичен блоку ВЗ, отличие заключается только в том, чтомикропроцессором считываются текущиезаданные значения выходной частотыГ и кратности выходного напряжениягкЧ , которые могут быть изменены оператором в любой момент времени с помощью цийровых задатчиков блока 62йормирования заданий и коэййициентов,Блок В 8 "Прием технологическойинйормации"В этом блоке считываются значениясигналов обратной связи от датчиковразличных технологических параметров,которых в общем случае может бытьнесколько, В рассматриваемом случаетаким параметром является йактическоезначение выходного напряжения О г(среднее или действующее значения),преобразуемое из аналоговой величины в параллельный двоичный код аналого-цифровым преобразователем датчика67. Сформированный датчиком 67 кодвводится по каналу 71-57 через блок49 ввода пассивных дискретных сигналов и далее по каналу 52-17 черезпараллельный интерйейс 9 в микропроцессорный вычислительный блок 2.Блок В 9 "Расчет следующего значения угла отпиранияПо принятым текущим значениям Гги Ч определяют по Формулам (5), (6),(4) соответственно значения величин"1 к 11 , дс после чего в соответствии с принятым законом регулирования рассчитывают по йормуле (1)угдл отпирания , для следующеговентиля ведущего моста М 1, В рассматриваемом случае, так как К,.=О, тоК , Н г=О и расчет выполняется по1356155 23формуле (1). Затем полученное значение угла 1 умножается на коэффициент К пересчета угла в код вреЫменного интервала и результат помещается в ячейку САЬР, этот код вдальнейшем выдается на информационные входы программно-управляемыхсчетчиков блока 34.Блок В 10 "Ожидание прерывания",Так как все расчетные и подготовительные операции выполнены, то дается команда разрешить прерываниямикропроцессора 4 и затем вновь перейти к блоку В 10, те, ожидать пре/рывания.Блок С 1 "Прерывание от нуль-орга нов",При достижении каким-либо линейным напряжением питающей .сети нулевого уровня (фиг. 7) блок 24 нульорганов и РПФ вырабатывает узкийимпульс на выходе одного из формирователей 79, 81, 83, 85, 87, 89, который инвертируется элементом И 92и передним фронтом стробирует по Свходу П-триггер 93 (фиг, 6). Аналогичное действие оказывает импульспрерывания, сформированный блоком40 на его выходе, 46 Е 1 - "Нуль токанагрузки", этот импульс поступает навход 29 блока 24 нуль-органов и РПФи затем на вход семивходового элемента И 92, после которого инвертируется и поступает на С-вход 0-триггера93. Так как информационный вход (Овход) триггера всегда имеет уровеньО", то при стробировании по С-входутриггер 93 сбрасывается и на егоинверсном выходе появляется уровень"1". Сигнал "Лог. 1" поступает навыход 31 блока 24 нуль-органов и РПФзатем на вход 21 "Требование" параллельного интерфейса 9 и затем низкимуровнем на вход 5 (КТПР Н) микропроцессора 4. По этому сигналу начинается выполнение подпрограммы прерыванияот нуль-органов.Блок С 2 "Прием байта входной информацииМикропроцессор 4, получив сигналпрерывания от нуль-органов, выставляет в соответствии с программой навыходе 18 параллельного интерфейса 9адрес блока 24 нуль-органов и РПФ ивырабатывает последовательно снача 1 11 11 11ла цикл Вывод , а затем цикл ВводВыданный адрес поступает на вход 53блока 49 ввода пассивных дискретныхсигналов, в котором депифрируется по 24сигналу Вывод, поступающему с выхода 19 параллельного интерфейса 9на вход 50 блока 49. Поступлениесигнала управления "Ввод с выхода19 параллельного интерфейса 9 навход 51 блока 49 приводит к появлению на управляющем выходе 58 последнего управляющего импульса "Ввод"высокого уровня напряжения (фиг. 6).10 Этот импульс, поступая на вход 28блока 24 нуль-органов и регистратораполярностей фаз, стробирует по входу управления клапан 91, в результатечего байт входной информации посту пает с информационного выхода 30 блока 24 нуль-органов и РПФ на вход 54блока 49 ввода дискретных пассивныхсигналов, а затем с выхода 52 последнего на информационный вход 17 параллельного интерфейса 9. Одновременно импульс "Ввод высокого уровня напряжения с входа 28 блока 24 нульорганов и РПФ устанавливает 0-триггер93 по его Я-входу (фиг, 6). Это при-д водит к появлению низкого уровня напряжения на инверсном выходе Р-триггера 93 и, следовательно, на выходе31 блока нуль-органов и РПФ. В результате восстановление низкого уровня на 3 входе 21 "Требование" параллельногоинтерфейса 9 и, следовательно, высокого уровня на входе 5 (К ТПР Н) прерывания микропроцессора 4 приводит кпрекращению аппаратного режима прерывания и позволяет микропроцессору перейти к выполнению следующего блокаподпрограммы прерывания от нуль-органов.Блок СЗ "Ток нагрузки равен нулю"Анализируется состояние бита 07байта входной информации (см. табл,2),по которому определяется значение втекущий момент времени переменной ЬС,характеризующей наличие тока нагрузки, Если ЬС=1, то ток в нагрузке протекает, и программа переходит к блоку С 6, Если ЬС=О, . что соответствуетотсутствию тока в нагрузке, то программа переходит к блоку С 4Блок С 4 "Начальный режим".Блок работает, если ток нагрузкиравен нулю. Отсутствие тока .в нагрузке может быть вызвано одной из двухпричин: либо в данный момент времениимеет место начальный режим и преоб-разователь еще не включен, либо наступила пауза в связи с тем, что токработавшего места снизился до нулевого уровня, и следует подавать им 135615526пульсы отпирания на очередной мост,По состояния признака начального режима программа анализирует, имеетместо начальный или циклический режим. Если в словесостояния программы бит начального режима установлен,то программа переходит к блоку Сб,если нет, то к блоку С 5,Блок С 5 "Корректирование значенияугла отпирания11Так как в предыдущих блоках установлено, что имеет место циклический режим программы и ток принял нулевое значение в связи со сменой знака, т,е. произошло "внеочередное" прерывание от блока 40, то осуществляется остановка и сброс всех ранее запущенных программно-управляемых счетчиков. Так.как ток в нагрузке прекратился, то с момента прерывания от нуль-органа блока 40 регистрации нуля и полярности тока нагрузки началась пауза между включенными состояниями силовых мостов." Эта пауза продлится до включения очередного Я+1)-го моста после отработки очередного угла отпирания ;, к, которое произойдет в момент выдачи кода управляющего слова в блок 22 на включение выбранной пары вентилей. Угол отпирания при этом вычисляется следующим образом:с( - - ю-а,где Ы, = Ы - последнее значение углаУ 1 К Котпирания, вычисленноена предыдущем интервалесинхронизации;- переменная, характеризувщая номер очередноговключаемого моста, имееттолько два значения 0 и1, причем при 3= 1+1=0,при 1=0 1+1=1.Полученное значение умножается на масштабный коэФФициент К и результат записывается в.ячейку текущего угла отпирания с именем САЬР. Одновременно изменяется на противоположное значение величины зхцп Л . Затем в слове состояния программы устанавливается признак того, что идет от,работка паузы, т.е. ЕС=1. Это нужно для того, чтобы при занесении внеочередного управляющего слова в динамический массив не произвести наращивание его указателя текущего адр.еса, 50 состояние признака ЕС в слове состояния программы: если ЕС=-О,то содержимое указателя текущего адреса наращивается и слово помещается в следующую свободнув ячейку памяти; еслиже ЕС=1, то содержимое указателя текущего адреса не наращивается после чего слово помещается в массив в последнюю ячейку на место предыдущего слова, а признак ЕС обнуляется. Таким образом, реализация задерж-ки вклвчечия очередного вступающегов работу моста осуществляется автоматически. При этом предусматривается,чтобы расчетное значение текущегоугла отпирания ;, к не было меньше принятого значения угла паузы , .Блок Сб "Работает ведущий мост 1".По состоянию бита 06 байта входной Ю инФормации (табл. 2) микропроцессорпроверяет значение логической переменной АМ, характеризувщей "адресвключаемого моста". Если АМ=О, тотребуется, включить ведущий мост М 1, 15 в этом случае программа переходит кблоку С 7. Если АМ=1, то подлежитвключению ведомый мост М 2, и программа переходит к блоку СЯ.Блок С 7 "Выбор вентиля моста М 1 20 Выбор загрузка и запуск ПУС 11.Блок работает, если необходимовключить вентили силового моста М 1.Микропроцессор анализирует код состояния полярностей Фаз по битам 00-05 25 байта входной информации (табл. 2)и по нему определяет, зона какоговентиля имеет место в данный моментвремени, Далее по табл. 4 осуществляется выбор номеров включаемого и ЗО "подтверждаемого" вентиля моста М 1,т,е. определяется, какой код нужновывести из блока 2 в блок 22 послеотработки соответствующим счетчикомугла с 1 к, Затем в соответствии с номером вклвчаемого вентиля выбираетсяномер ПУС, подлежащего загрузке и запуску: для вентилей В и В 4 выбирается ПУС (код 01), для вентилей В 2 иВ 5 - ПУС 2 (код 10), для вентилейВ 3 и Вб - ПУС 3 (код 11). Номер ПУС,занимающий два бита 07 и 06 в 16 битном слове управляющим вывода, приФормировывается (см. табл, 4) к ббитному коду включаемой пары вентилей(биты 00-05). СФормированное такимобразом управляющее слово заноситсяв ячейку динамического массива управлявщих слон вывода. Перед занесениемслова в массив программа проверяет35627Далее Аормируется и по информационному каналу 18-37 выдается код управления блоком 34 счетчиков, содержащий адрес выбранного ПУС в старшихбитах (07 и 06) и двоичный код временного интервала 1 из ячейки АЬСв младших битах, Одновременно по каналу 20-39 управления блоком счетчиков выдается сигнал "Вывод", послеполучения которого выбранный ПУС за- Опускается (Аиг, 7),Блок С 8 "Выбор вентиля моста М 1.Выбор, загрузка и запуск ПУС".Блок работает, если в блоке С 6было определено, что необходимо включить вентили силового моста М 2. Этотблок аналогичен блоку С 7, отличиеего состоит только в том, что всоответствии с номером зоны потабл. 4,осуществляется выбор очеред- Лной пары из группы вентилей В 1 -В 6код которых в управляющем слове вывода занимает биты 08-13,Блок С 9 "Выход из прерывания нарасчет угла отпирания 25Осуществляется выход микропроцессора из режима прерывания от нульорганов, и программа переходит к блоку В 6, т.е. сбрасывает признак начального режима, а затем принимаетновую системную и технологическую информацию, в соответствии с которойвыполняет расчет следующего углаотпиранияБлок 01 "Прерывание от программно-управляемого счетчика,После запуска выбранный счетчикПУС 1, ПУС 2 или ПУС 3 начинает вычитать из записанного в него в блоках алгоритма С/ или С 8 начального 40кода по единице с приходом каждоготактового импульса от генератора 1.После отсчета соответствующего начальному коду интервала времени в момент обнуления он воздействует через 45блок приоритета (схему МОНТАЖНОЕИЛИ), выход 36 и вход 6 на системупрерываний микропроцессора 4. Процессор прерывает свою работу и переходит на подпрограмму 0 нПрерываниеот ПУС", т.е. на данный блок 01.Блок 02 "Считывание управляющегослова из динамического массива (ДМ)Микропроцессор считывает очередное управляющее слово из ячейки с55адресом СО М динамического массива вОЗУ.Блок 03 "Включение выбранной пары1вентилей 28 В соответствии с кодом в битах00-05 и 08-13 считанного из динамического массива управляющего словамикропроцессор выдает через блокивывода данных 9 и 22 импульсы на отпирание выбранной пары вентилей,блок 22 распределения отпирающих импульсов усиливает их и выдает сигналынапряжения на управляющие электродывключаеМого вентиля и предыдущеговключенного вентиля для подтвержденияпроводящего состояния последнего(фиг, 7).Блок 04 "Подготовка ДМ и сбросПУС".В этом блоке выполняются подготовительные операции. Так как инАормация из первой ячейки ДМ с именем СОМ использована, то содержимое всехпоследующих его ячеек, начиная со второй, переписывается без изменения всоседние ячейки с меньшими номерами,т.е. осуществляется сдвиг массива"вперед" на одну ячейку. После сдвигасодержимое указателя текущего адресауменьшается на 1 шаг.По информации в битах 07 и 06выведенного управляющего слова 3(см. табл. 5) программа определяет,какой из трех ПУС закончил отсчетугла и вызвал текущее прерывание,после чего выполняет сброс триггерапрерывания этого ПУС импульсным сигналом "Ввод 1, выдаваемым микропроцессорным блоком по каналу 19-38,Блок 05 "Снятие импульсов отпирания.Так Ыак очередная пара вентилейвключена отпирающими импульсами,выданными в блоке Й , то микропроцессор выдает через параллельный интерфейс 9 нулевой код в битах 00-05,08-13, в соответствия с которым блок22 снимает импульсы напряжения суправляющих электродов включенной пары вентилей,Блок 06 "Выход из прерывания",Происходит выход микропроцессораиз режима прерывания от блока программно-управляемых счетчиков, и программа возвращается к той команде,перед которой произошло прерывание.С приходом импульса синхронизацияот следующего, очередного, нуль-органа блока 24 весь цикл работы микропроцессорного устройства для управления иентильным преобразователем повторяется согласно блок-схеме алгоритма от блока С 1 через подпрограм1356755 30 29му прерывания от нуль-органов (блоки Г 2-09), далее через блоки В 6-В 10 основной программы и затем подпрограмму прерывания (блоки 01-Р 6) от блока счетчиков для эоны следующего включаемого вентиля.Таким образом, введение в устройство многоканального блока ввода дискретных пассивных сигналов и многока-, нального блока формирования заданий 10 и коэййициентов позволяет сократить количество аппаратуры микропроцессорного вычислительного блока и существенно расширить функциональные возможности устройства. Наличие в устройстве указанных средств для ввода большого количества технологической инйормации в микропроцессорный вычислительный блок дает воэможность реализовать различные функции техни ческой диагностики, осуществить ввод управляющих воздействий и изменение настроечных коэййициентов в процессе работы, а также реализовать эйфективные алгоритмы оптимального управле ния вентильным преобразователем. Формула изобретения 1. Микропроцессорное устройство З 0 .для управления вентильным преобразователем, содержащее задающий ге- " нератор тактовых импульсов, микропроцессорный вычислительный блок, включающий в себя микропроцсссор с35 двумя входами прерывания, программно-.задающий блок и блок ввода и вывода инйормации, связанные между собой каналом шин управления, адреса и данных, блок распределения и усиления отпирающих импульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам вентилей преобразователя, блок нуль-органов и регистратора полярностей фаз45 трехфазной питающей сети, основные входы которого предназначены для подсоедин;ния к клеммам питающей сети, содержащий вход считывания, вход импульсного сигнала "Нуль тока нагруз50 ки , информационный выход и выход сигнала прерывания, блок счетчиков тактовых импульсов с входом тактирования, подключенным к выходу задающего генератора, выходом, подключенным к второму входу прерываний микро 55 процессора, информационным и двумя управляющими входами, блок регистрации нуля и полярности тока нагрузкис тремя входами, преднаэначе;1 ньмидля подсоединения к клеммам питающей сети, двумя входами, предназначенными для подключения к клеммамнагрузки преобразователя, выходомимпульсного сигнала "Нуль тока нагрузки", соединенным с входом импульсного сигнала "Нуль тока нагрузки"блока нуль-органов и регистратораполярностей йаз, и выходами логических сигналов "Ток нагрузки" и "Адресвключаемого мостаи аналого-цифровой датчик сигнала обратной связи сдвумя сигнальными входами, предназначенными для подключения к клеммамнагрузки, и многобитным информационным выходом, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью расширенияфункциональных воэможностей путемувеличения количества вводимых и выводимых в параллельном коде сигналов,устройство снабжено многоканальнымблоком ввода дискретных пассивныхсигналов с двумя входами управления,1,6-битным инйормационным выходом,одним основным и и сигнальными 16 битными инйормационными входами ии управляющими однопроводными выходами, многоканальным блоком йормирования заданий и коэфйициснтов с Т информационными 16-битными выходами и1 управляющими входами, аналого-цийровой датчик сигнала обратной связиснабжен управляющим входом, блок ввода и вывода информации микропроцессорного вычислительного блока выполненв виде параллельного интерйейса с 16 битными инйормационными входом ивыходом, управляющими выходами импульсных сигналов Ввод" и Выводи входом "Требование", связанным спервым входом прерывания микропроцессора, блок нуль-органов и регистратора полярностей йаз снабжен двумядополнительными входами логическихсигналов, при этом информационныевходы блока счетчиков тактовых импульсов и блока распределения и усиления отпирающих импульсоз и адресныйинйормационный вход блока ввода дискретных пассивных сигналов подключены к 16-битному инйормационному выходу параллельного интерйейса, первыйи второй входы управления блока счетчиков тактовых импульсов, первый ивторой входы управления блока вводадискретных пассивных сигналов подключены соответственно к выходам управляющих сигналов "Ввод" и "Вывод" па-13561 31 11 Бит,Ф 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 Содержи- Код адреса каналамое вводимых данных Произвольный код раллельного интерАейса, инАормационный 16-битный вход которого подсоединен к информационному выходу блока ввода дискретных пассивных сигналов, к сигнальным инАормационным входам и к соответствующим управляющим выходам которого подсоединены соответственно инАормационные выходы и соответствующие управляюшие входы блока нуль-органов и регистратора 10 полярностей Ааз, многоканального блока формирования заданий и коэфАициентов и аналого-циАрового датчика сигнала обратной связи, выходы логических сигналов Ток нагрузки и Ад рес включаемого моста" блока регистрации нуля и полярности тока нагрузки подключены соответственно к двум дополнительным входам логических . сигналов "Ток нагрузки" и "Адрес включаемого моста" блока нуль-органов и регистратора полярностей Ааз, выход сигнала прерывания которого подключен к входу "Требование" параллельного интерАейса, при этом 25 многоканальный блок ввода дискретных пассивных сигналов содержит 11-битный .дешиАратор адреса канала ввода со схемой задания адреса и входом управления, 16 шин приема дискретной ин- З 0 Аормации, Э-триггер с входом сброса и выходной регистр на 0-триггерах с входом стробирования, причем основной инАормационный вход 11-битного дешиАратора адреса подсоединен к старшим шинам инАормационного входа бло 35 ка, вход управления - к инверсному выходу Р-триггера, а выходы - к иуправляющим однопроводным выходам блока, шины приема дискретной инАормации подсоединены к и сигнальным .информационным входам блока и к инАормационному входу выходного регистра, информационный выход которого подключен к 16-битному информационно 45 му выходу блока, а вход стробирования - к управляющему входу "Ввод" блока, который одновременно подсоединен к входу сброса П-триггера, Р-вход которого подключен к шине сигнала Логическая 1 , а вход синхро 1 150 ниэации - к управляющему входу "Вывод" блока. 55 322. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок нуль- органов и регистратора полярностей Ааз содержит шесть каналов преобразования инАормации о состоянии полярностей фаз напряжений трехАазной питающей сети с последовательно соединенными нуль-органом и формирователем импульсов синхронизации в каждом из каналов, разделительный трансформатор, первичные Аазные обмотки которого соединены в треугольник и подключены к питающей сети, а вторичные соединены в звездуи подключены к соответствующим парам нуль-органов, одного - для положительных, а другого - для отрицательных значений соответствующего линейного напряжения питающей сети в каждой паре, управляемый 8-битный клапан на восьми двухвходовых элементах И, первые входы которых объединены и подсоединены к входу управления блока, семивходовый элемент И-НЕ и Э-триггер с входом установки, причем выходы нуль-органов подключены соответственно к вторым входам с первого по шестой двухвходовых элементов И управляемого 8-битного клапана, 8- битный информационный выход которого подсоединен к инАормационному выходу блока, при этом выходы куль-органов одновременно через соответствующие формирователи импульсов синхронизации связаны с соответствующими с первого по шестой входами семивходового элемента И-НЕ, седьмой вход которого подсоединен к входу импульсного сигнала "Нуль тока нагрузки" блока, вход управления которого подсоединен к входу установки Э-триггера, информационный вход которого подсоединен к общей шине устройства, вход синхронизации - к выходу семивходового элемента И-НЕ, а инверсный выход - к выходу сигнала прерывания блока, два дополнительных входа логических сигналов "Ток нагрузки" и 11Адрес включаемого моста" которого подключены соответственно к вторым входам седьмого и восьмого двухвходовых элементов И управляемого Я-битного клапана.Таблица 1135 б 15533 34Таблица 2 11 1 11 Разряд кода (бит) 05 04 08 02 01 00 Логическая пере-менная на входах.клапана 91 8 я 6 8 сВ 8 сд 8 ед 88 с 8 яс. Номер нуль-органа (фиг. 2) 78 88 8 б 84 82 80 Линейное напряжение АВ .СВ СА ВА : ВС АС 111 ГГС Бит, У 07 Об 05 04 03 02 01 00 Логическая переменная С АМ АВ СВ СА ВА ВС АС Таблица 4 15 14 13 12 11 10 09 08 07 Об 05 04 03 02 01 00, Бит выводимогокода Включаемыйвентиль Х Вб В 5 В 4, ВЗ В 2 В 1 С С Вб В 5 В 4 ВЗ В 2 В оли вЕ е еВыходной двоичный код устройств одной двои ко 07 06 05 04 03 0 01 00 11 10 09 08 07 06 05 04 15 14 1 4 1 1 В 3 Х Х О О Р С С 1 Р 0 0 0 0 0 С С 0 Р Р 0 Р С С 0 0 0 0 2 0 0 Х Р В 4 Х Х 0 В 5 Х Х 0 В 6 Х Х О. В 4 Х Х О С 0 Р 1С 0 1 О. 1 00 0 1 Р Р 3 0 0 С С 0П р и н е ч а н и е С - код лрограннн вляеного счетчика; 9 Вольный код еО 1 1 0 30 О . 3 О 0 0 0 0 0 0 1 на Вентил выбра ный дл вклю- чения 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам импульсно-фазового управления вентильными преобразоватепями частоты, работающими от трехАазной сети переменВного тока, с использованием методовцифровой обработки инАормации, и может быть применено в реверсивномэлектроприводе постоянного тока,Пель изобретения - расширениеАункциональных возможностей путемувеличения количества вводимых и выводимых в параллельном коде сигналов;На Фиг. 1 приведена Функциональная схема микропроцессорного устройства для управления вентильным преобразователем - циклоконвертером; нафиг. 2 впринципиальная схема блокануль-органов и регистратора Полярно 20стей Ааз; на Аиг, 3 - Аункциональная.схема блока ввода пассивных дискретных сигналов; на Фиг, 4 - принципиальная схема дешифратора адреса канала вводимой инАормации; на Фиг, 5временные диаграммы обмена сигналами блока ввода дискретных пассивныхсигналов и параллельного интерАейса;на Аиг. б - временные диаграммы обменасигналами блока нуль-органов и регистратора полярностей Ааэ и параллельно 30го интерАейса; на Аиг, 7 - временныедиаграммы напряжений и токов, поясняющие работу устройства; на Аиг. 8структурные схемы алгоритмов основной части управляющей программы и под программ обслуживания прерываний.На Аиг, 1-4 приняты следующие обозначения: 1 - задающий генератор тактовых импульсов, 2 - микропроцессорный вычислительный блок (микрокомпьютер, микроЭВИ), 3 - программно-задающий блок оперативного запоминающегоустройства и постоянного запоминающего устройства (ОЗУ и ПЗУ); 4 - микропроцессор; 5 - вход прерывания микропроцессора от блока нуль-органов ирегистратора полярностей Ааз и блокаорегистрации нуля и полярности токанагрузки; б - вход прерывания микропроцессора от блока счетчиков; 7 - 50блок управления устройствами вводавывода; 8 - канал связи с устройствами ввода-вывода; 9 - параллельныйинтерАейс; 10-12 - шины управления,адреса и данных соответственно; 13 - 55большая интегральная схема (БИС) регистрового арифметико-погическогоустройства; 14 - устройство управляющей памяти; .15 - БИС управления выполнением операций; 16 - интерАейс связи микропроцессора с каналом шин адреса, данных и управления; 17 -16-битный инАормационный вход парал-лельного интерфейса; 18 - 16-битный инАормационный выход параллельного интерАейса; 19 и 20 - управляющие выходы импульсных сигналов Ввод11 11 и "Вывод" параллельного интерАейса соответственно; 21 - вход "Требование" параллельного интерАейса; 22 - блок распределения и усиления отпирающих импульсов; 23 - инАормационный вход блока распределения и усиления отпирающих импульсов, 24 - блок нуль-органов и регистратора полярностей Ааз; 25-27 - основные входыблока 24; 28 - вход считывания блока24; 29 - вход импульсного сигнала "Нуль тока нагрузки" блока 24 (сигнал Х 1); 30 - инАормационный выход блока 24; 31 - выход сигнала прерывания олока 24; 32 и 33 - дополнительные входы логических сигналов"Адрес включаемого моста" и "Ток нагрузки" соответственно блока 24; 34блок счетчиков тактовых импульсов;35 - вход тактирования блока счетчиков; Зб - выход блока счетчиков; 37инАормационный вход блока счетчиков;38 и 39 - входы управления блока счетчиков; 40 - блок регистрации нуля и полярности тока нагрузки; 41- 43 - сетевые входы блока 40; 44 и 45 - нагрузочные входы блока 40;46 - выход импульсного сигнала Е 1 "Нуль тока нагрузки", 47 - выход логического сигнала 1.С "Адрес включаемого моста", 48 - выход логического сигнала АМ "Ток нагрузки", 49 блок ввода дискретных пассивных сигналов; 50 и 51 - входы управления блока 49; 52 - информационный выход блока 49; 53 - адресный информационный вход блока 49; 54-57 - сигнальные инФормационные. входы блока 49;58-61 - однопроводные управляющие выходы блока 49; 62 - блок Аормирования заданий и коэФАициентов; 63 и 64 - инАормационные выходы блока 62; 65 и 66 - однопроводные управляющие входы блока 62; 67 - аналогоцифровой датчик сигнала обратной связи с гальванической развязкой; 68 и 69 - аналоговые входы датчика 67;70 и 71 - вход управления и многобитный инАормационный выход датчика 67 соответственно; 72-77 - каналы преобразования информации о состоя 1356 554 рсс Ур выл и Тригеер УУ фар-я и ав питер 9и1356155 иг ков Составитель В.Бу Техред Л.Сердюко ректор С.1 Некма Редактор Т.Лазорен аз 5807/51 одписно роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 659 НИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж, Рауш1356155 3нии полярностей фаз напряжений трехфазной питающей сети; 78, 80, 82, 84, 86, 88 - нуль-органы; 79, 81, 83, 85, 87, 89 - формирователи импульсов синхронизации; 90 - трехфазный разделительный трансформатор;91 - управляемый клапан передачи информации; . 92 - семивходовый логический элемент И-НЕ; 93 - Р-триггер с установочным входом; 94 и 95 - 10 двухвходовые логические элементы И;96 - ц-битный дешифратор адреса канала вводимой информации; 97 - вход управления 1-битного дешифратора 96;98 - 16 шин приема дискретной ин- . 15 формации; 99 - Р-триггер с входом сброса; 100 - выходной регистр на Э-триггерах; 101 - вход стробирования выходного регистра 102 - микросхема стробируемого дешифратора на 16 направлений; 103 - узел задания адресов; 104 - двухвходовый логический элемент И; 105-110 - логические инверторы.На фиг, 5-8 обозначено: 25АМ - логический сигнал "Адрес включаемого моста;ЕС - логический сигнал "Ток нагрузки";Ц- импульсы синхронизации блока нуль-органов (БНО) и регистратора полярностей фаз (РПФ);Ц яв ь 11 дс Ц вс, Ц вя 1 ся,Ц в - линейные напряжения трехфазной питающей сети;- выходное напряжение вентиль- ного преобразователя;35сч.А, сч.В, сч,С - счетчики А, В, С блока счетчиков тактовых импульсов:в, -.в- токи вентилей моста М 1;1 в.в,- токи вентилей моста М 2, 4 О Устройство предназначено для цифрового микропроцессорного управления вентильным преобразователем частоты - циклоконвертером, Силовая часть циклоконвертера (фиг. 1) содержит два шестивентильных моста (комплекта) М 1 и М 2, включенных встречно-параллельно нагрузке через защитные токоограничивающие реакторы. Пиклоконвертер питает в общем случае активно-индуктивную50 с противоЭДС нагрузку, преобразуя энергию трехфазной сети переменного напряжения 11, с частотой 5., в напряжение ц с частотой г.1, управляющие электроды вентилей (тиристоров) присоединены к соответствующим выходам блока распределения отпирающих импульсов устройства. 4Устройство содержит задающий генератор 1 тактовых импульсов, микропроцессорный вычислительный блок 2,включающий в себя программно-задав-щий блок 3, микропроцессор 4 с двумявходами 5 и 6 прерывания, блок 7 управления внешними устройствами ввода-вывода информации, связанный с последними через канал 8 связи, и параллельный интерфейс 9, связанныемежду собой шинами 10 управления, шинами 11 адреса и шинами 12 данных,Микропроцессорный вычислительныйблок 2 представляет собой программируемое, управляющее в реальном масштабе времени специализированноевычислительное устройство. В качестве такого вычислительного блока может быть также использована миниатюрная вычислительная машина (микроЭВМ,микрокомпьютер), выполненная на основе какого-либо конкретного микропроцессорного набора,Микропроцессоры и микроЭВМ, оперирующие 16-битными словами (2 байта), являются достаточно экономичными по аппаратурным затратам и обеспечивают достаточно высокую точностьуправления,Программно-задающий блок 3 представляет собой сочетание постоянного (или перепрограммируемого) запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства(ОЗУ) и служит для хранения программы работы, констант и переменныхданных, получаемых от внешних устройств и в результате вычислений.Микропроцессор 4 (например, типаК 581) состоит из стандартных узлов:БИС регистрового арифметико-логического устройства 13, устройства 14управляющей памяти, БИС 15 управлениявыполнением операций и интерфейса 16согласующего устройства для связимикропроцессора с каналом шин адреса,данных и управления. В состав БИС 15управления выполнением операций входит система прерывании микропроцессора, которая имеет два входа 5 и 6в виде отдельных шин, Работа основнойпрограммы устройства может быть прервана либо от воздействия блока 24(от нуль-органов) по входу 5,либо отблока 34 программно-управляемыхсчетчиков по входу 6. При этом микропроцессор переходит на соответствующую подпрограмму обслуживания прерывания.135615Параллельный интерйейс 9 имеет 16-битные информационные вход 17 и выход 18, управляющие выходы импульсных сигналов "Ввод" 19 и Вывод" 20 и вход "Требование" 21, связанный с первым входом 5 прерывания микропроцессора 4.Устройство также содержит блок 22 распределения и усиления отпирающих импульсов, выходы которого преднаэ начены для подключения к управляющим электродам вентилей В 1 В 6 и В 1 ,Вбпреобразователя, а информационный вход 23 подсоединен к информационному выходу 18 параллель ного интерйейса 9, блок 24 нуль-органов и регистратора полярностей Фаз трехфазной питающей сети, оСновные входы 25-27 которого подсоединены к клеммам питающей сети, содержащий . 20 вход 28 считывания, вход 29 импульсного сигнала "Нуль тока нагрузки", информационный 30 и импульсный 31 выходы, и два дополнительных входа 32 и 33 логических сигналов, Кроме 25 того, устройство содержит блок 34 счетчиков тактовых импульсов с входом 35 тактирования, подключенным к выходу задающего генератора 1 импульсным выходом 36, подключенным к второму входу 6 прерь 1 вания микропроцессора 4, инйормационным 37 и двумя управляющими входами 38 и 39 и блок 40 регистрации нуля и полярности тока нагрузки с тремя входами 41-43,35 подсоединенными к клеммам питающей сети, двумя входами 44 и 45, подключенными к клеммам нагрузки преобразователя, выходом 46 импульсного сигнала "Нуль тока нагрузки", соединенным с входом 29 блока 24 нуль-органов и регистратора полярностей Фаз, и выходами логических сигналов Ток нагрузки" 48 и "Адрес включаемого моста" 47.Для осуществления возможности ввода различных цийровых сигналов задания и обратной связи и ввода изменяемых настроечных коэфйициентов устройство снабжено многоканальным блоком 49 ввода дискретных пассивных50 сигналов с двумя входами 50 и 51 управления, 16-битным инйормационным выходом 52, одним адресным 53 и п сигнальными 16-битными информационными входами 54-57, и управляющими однопроводными 58-61 выходами и многоканальным блоком 62 Формирования заданий и коэффициентов с 1 инйорма 55 6ционными 16-битными выходами 63 и 64 и 1 управляющими входами 65 и 66 и аналого-цийровым датчиком 67 сигнала обратной связи с двумя однопроводными сигнальными входами 68 и 69, управляющим входом 70 и многобитным инйормационным выходом 71.Информационный вход 37 блока 34 счетчиков тактовых импульсов и адресный инйормационный вход 53 блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов подключены к 16-битному информационному выходу 18 параллельного интерФейса 9, Входы управления 38 и 39 блока 34 счетчиков и входы управления 51 и 50 блока 49 ввода дискретных сигналов подключены соответственно к выходам управляющих сигналов "Ввод" 19 и "Вывод" 20 параллельного интерфейса 9. Инйормационный 16-битный вход 17 последнего подсоединен кинйормационному выходу 52 блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов.Блок 49 ввода дискретных пассивных сигналов содержит и каналов ввода дискретной информации, передаваемой параллельным кодом. Число битов параллельного кода каждого из каналов определяется разрядностью информационного входа 17 параллельного интерФейса 9 и в рассматриваемом случае не должно превышать 16, Каждому каналу вводимой в блок 49 инйормации соответствует сигнальный инйормационный вход и однопроводный управляющий выход блока 49, по которому передается йормируемый блоком 49 строб приема информации на соответствующий инйормационный вход блока. Например, каналу инйормации, вводимой от блока 24 нуль-органов и регистратора полярностей йаэ, соответствует инйормационный вход 54, подсоединенный к инФормационному выходу 30 блока 24, и управляющий выход 58, подключенный к входу управления 28 блока 24.Выходы логических сигналов "Ток нагрузки" 48 и "Адрес включаемого моста" 47 блока 40 регистрации нуля и полярности тока нагрузки подключены соответственно к двум дополнительным входам 33 и 32 блока 24 нуль-органов и регистратора полярностей Фаз, импульсный выход 31 которого подключен к входу "Требование" 21 параллельного интерфейса 9.Многоканальный блок 62 Формирования заданий и коэфйициентов содержит7 135611 каналов формирования дискретныхсигналов, передаваемых параллельнымдвоичным кодом. Число битов параллельного информационного кода каждого из каналов так же как и в блоках9 и 49, не превьшает 16, Каждому каналу блока 62 соответствует информационный выход, например 63(64), иоднопроводный управляющий вход 65(66), которые подсоединены к соответствующим информационному входу55(56) и управляющему выходу 59(60)блока 49 ввода дискретных сигналов.Количество каналов блока 62 определяется суммарным числом сигналов, 15формируемых в качестве заданий иуставок и числом настроечных коэффициентов программы, значения которыхжелательно изменять в процессе работы устройства без изменения программы, однако количество каналов не может превьппать некоторого максимального числа.Аналого-цифровой датчик 67 сигнала обратной связи подключен двумя 25сигнальными входами 68 и 69 к источнику измеряемого сигнала в рассматриваемом случае к клеммам нагрузкипреобразователя,В рассматриваемом случае таким 30сигналом является, например, напряжение на нагрузке, т,е. датчик 67предназначен для контроля и измерения напряжения на выходе вентильногопреобразователя, В замкнутых контурахрегулирования тока сигналом обратной связи может быть также ток нагрузки, в этом случае входы 68 и 69датчика 67 могут быть подключены кизмерительным клеммам шунта, включенного последовательно с нагрузкой,Вход 70 управления датчика 6 подключен к управляющему выходу 61, а информационный многобитный выход 71к информационному входу 57 соответствующего канала блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов,Блок 24 нуль-органов и регистратора полярностей фаз содержит в своем составе (фиг. 2) разделительныйсогласующий трансформатор 90, шестьканалов 72-77 преобразования информации о состоянии полярностей фаз напряжений питающей сети с последовательно соединенными нуль-органом(78) и формирователем импульсов55синхронизации (79) в каждом из каналов (72), управляемый 8-битный клапан 91 на восьми логических элемен 55 8тах 2 И с 8-битными информационными входом и выхоцом 30 и входом управления, семивходовый логический элемент 7 И-НЕ 92, 11-триггер 93 с установочным входом. Первичные обмотки фаз разделительного трансформатора 90 соединены в стандартную схему треугольника и подключены к трехфазной питающей сети, а вторичные соединены в звезду и подключены к входным зажимам нуль-органов, Из шести нуль-органов блока 24 три, принадлежащие каналам с номерами 72, 74, 76, регистрируют переход питающих линейных напряжений от отрицательных значений к положительным, а остальные три, принадлежащие каналам с номерами 73, 75, 77 - от положительных значений к отрицательным. Выходы нуль-органов связаны через транзисторные формирователи импульсов с соответствуюшими шестью входами семивходового логического элемента 92, осуществляющего логику 7 И-НЕ. Седьмой вход этого элемента подсоединен к второму импульсному входу 29 блока 24, по которому приходит импульсный сигнал Х "Нуль тока нагрузки", вырабатываемый блоком 40, Первый импульсный вход 28 (вход считывания) блока 24, по которому передается сигнал Ввод от параллельного интерфейса, связан с 8-входом (входом установки) Р-триггера 93, В-вход (информационный вход) которого подсоединен к общей шине устройства, вход синхронизации (С-вход) - к выходу семивходового элемента И-НЕ 92, а инверсный выход - к импульсному выходу 31 блока 24. При этом шесть нуль-органов, 78, 80, 82, 84, 86, 88 образуют 6-битньнл регистратор полярностей фаз трехфазной питаюшей сети, выходы которого подсоединены к информационному входу управляемого клапана 91. Клапан 91 выполнен на восьмидвухвходовых логических элементах И, первые входы которых объединены и подключены к первому импульсному входу 28 блока 24 (вход стробирования сигналом Ввод). Вторые входы шести двухвходовых элементов И клала" на 91 подсоединены к выходам нуль- органов 78, 80, 82, 84, 86, 88, вто рые входы двухвходовых элементов И 95 и 94 соединены соответственно с входами 33 и 32 блока 24, передающими соответственно логические сигналы 1.С "Ток нагрузки" и АМ "Адрес включаемого моста", формируемые блоком1356155 940 регистрации нуля и полярности тока нагрузки, Выходы двухвходовых логических элементов клапана 91 образу-:ют 8-битный инЬхрмационный выходклапана 91, который подсоединен кинформационному выходу 30 блока 24,Блок 49 ввода дискретных пассивных сигналов служит для ввода н микропроцессорный вычислительный блокдискретной информации в параллельном 101двоичном коде от различных дискретныхустройств и имеет в общем случае несколько каналов ввода, задаваемых ихадресами. Блок 49 содержит о-битный, дешифратор 96 адреса канала ввода 5со схемой 103 задания адреса и входом97 управления, шина 98 приема дискретной информации, Э-триггер 99 свходом сброса (В.-вход) и выходнойрегистр 100, например, на 0-триггерах с входом 101 стробирования. Информационный вход о-битного. дешифратора адреса подсоединен к шинам информационного входа 53 блока 49,вход 97 управления - к инверсному 25выходу триггера 99, а выходы - к Руправляющим однопроводным выходам 5861 блока 49Шина 98 приема дискретной информации подсоединены к К сигнальным информационным входам 54-57 30блока 49 и к информационному входувыходного регистра 100, Количествошин 98 приема дискретной информацииопределяется разрядностью слова микропроцессорного вычислительного блока 2 и параллельного интерфейса 9.Информационный выход выходногоклапана 100 подключен к 16-битномуинформационному выходу 52 блока 49,а вход 101 стробирования - к управляющему входу 51 (входу "Ввод" ) блока 49Одновременно управляющий вход51 подсоединен.к входу сброса (К-входу) Э-триггера 99, В-вход которогоподключен к шине сигнала Лог. 1а вход синхронизации - к управляющему входу 50 (входу "Вывод" ) блока 49,о-Битный дешифратор 96 адреса многоканального блока 49 ввода пассивных дискретных сигналов содержит микросхему 102 стробируемого дешифратора на 16 направлений, напримерК 155 ИДЗ, узел 103 задания адресов,двухвходовый логический элемент И104 и логические инверторы 105-110,Если о=6 (фиг. 4), 4 информационныхвхода блока 49 и дешифратора 96 подключены к соответствующим входаммикросхемы 102 дешифратора на 16 направлений, оставшиеся два информационных входа блока 49 и дешифратора96 связаны через узел 103 заданияадресов и двухвходовый элемент И 104с первым входом 110 управления микросхемы 102 дешифратора, второй входУ 1 управления которой подсоединен квходу 97 управления 1-битного дешифратора 96 адреса, т.е. к инверсномувыходу П-триггера 99. Выходы микросхемы 102 дешифратора 96 связаны через узел 103 задания адресон и логические инверторы 107-110 с соответствующими выходами 58-61 и-битногодешифратора 96 адреса канала вводимой информации,Устройство для управления нентильным преобразователем работает следующим образом,После включения электропитания изапуска программы программно-задаю"щий блок 3 ОЗУ и ПЗУ микропроцессорного вычислительного блока 2 выполняет первоначальные сброс и установку всех внешних устройств и блоков,включает систему прерываний микропроцессора 4 и вырабатывает определенный закон управления. Заданное значение выходной частоты К и кратностивыходного напряжения П, например, вдвоичном коде считывается микропро-.цессором через параллельный интерфейс9 блок 49 ввода пассивных дискретных сигналов из блока 62 формирования заданий и коэффициентов для частоты Е по каналу 63-55 для кратнос 2ти выходного напряжения П по каналу64-56, корректируется в. соответствии с сигналом обратной связи, вводимым с выхода аналого-цифрового преобразователя 67 по каналу 71-57 согласно выработанному закону управления. Затем программой рассчитываетсянеобходимая последовательность изменения во времени угла отпираниявентилей циклоконвертера и первоезначение угла М в двоичном коде подготавливается к выдаче его на информационный вход соответствующегосчетчика тактовых импульсов блока 34,Задающий генератор 1 вырабатываеттактовые импульсы стабильной частотыв диапазоне 1-10 МПц, количество которых, задаваемое программно с помощью микропроцессорного вычислительного блока 2 и подсчитываемое специально.предназначенными для этогосчетчиками, определяет с высокойточностью величину угла отпирания1356155 11д."для каждого из вентилей преобразователя.Блок 34 счетчиков тактовых импульсов содержит три двоичных программно управляемых счетчика (ПУС) тактовых импульсов и блок управления счетчиками. Счетчики могут загружаться двоичными кодами и управляться программно по шинам адреса 11, данных 12 и управления 10 через блок 9 параллельного интерфейса. Счетчики служат для "отмвривания" временных интервалов, соответствующих заданным или рассчитанным значениям угла отпирания Ы вентилей и ведут счет тактовых импульсов от задающего высокочастотного генератора 1 тактовых импульсов, выход которого связан со счетными входами счетчиков. Выходы счетчиков объединены по ИЛИ и образуют импульсный выход блока 34, который подсоединен к входу о прерываний микропроцессора 4 для запуска программы обслуживания прерываний вычислительного блока 2 от счетчиков тактовых импульсов.Блок 22 служит для окончательного Формирования, усиления и распределения отпирающих импульсов по вентилям мостов М 1 и М 2 преобразователя.Блок 7 управления устройствами ввода-вывода информации и соответствующий канал связи 8 показаны на фиг. 1 пунктиром, так как их наличие не требуется для нормального функционирования устройства, Средства ввода- вывода информации например, считыватель с перфоленты, печатающее устройство, дисплей, перфоратор и т.п.) необходимы только для отладки эксплуатационно-техническим персоналом программных и аппаратных блоков предлагаемого устройства; они подключаются к нему через канал связи 8 и блок 7 только на этапе наладки.Обмен данными и сигналами управления между микропроцессорным вычислительным блоком 2 и блоками 22, 24, 34, 40, 49, 62, 67, осуществляющими сопряжение с силовой частью вентиль- ного преобразователя, осуществляется через параллельный интерфейс 9.Интерфейс 9 способен хранить 16 битов одного выходного слова в регистре "выходной буфер", Записанные в выходной буфер данные (ВВОО-ВЭ 15) передаются во внешние блоки 22, 24, 34, 49 посредством кабеля связи,12присоединяемого к специальному разъему. Любая программная операция микропроцессора 4, которая загружаетбайт или слово в выходной буфер, вызывает появление кратковременногостроб-сигнала "Вывод" высокого уровня, информирующего внешние блоки опоявлении данных на выходе,Входные данные ВВОО-ВВ 15 пересы 10 лаются в канал микроЭВМ 2 в течениеканального цикла "Ввод", Все 16 битовЭпомещаются в канал 12 с входа 17одновременно. Когда данные считаютсямикропроцессором 4, последний иници 15 ирует канальный цикл Ввод , которыйФормирует ка выходе "Ввод" 19 параллельного интерфейса 9 кратковременный строб-сигнал Ввод" высокогоуровня длительностью 1 О-ЗОО мкс, инФормирующий внешние блоки о приемеданных микропроцессором.Вход "Требование" 21 параллельного интерфейса используется внешнимиблоками для инициирования процедуры25 прерывания или как флаг, состояниекоторого может быть проверено программно. Канальный сигнал "Требованиепрерывания" низкого уровня на входе5 микропроцессора 4 вырабатываетсяЗ 0 параллельным интерфейсом 9 при наличии сигнала "Требование" на входе 21высокого уровня напряжения со стороны блока 24 при наличии разрешенияпрерывания программы.Каждому каналу вводимой в микропроцессорный блок 2 или выводимойиз него информации поставлен в соответствие свой определенный системный адрес, который может устанавли 40ваться путем замыкания или размыкания проводников-перемычек в специальном узле задания адреса, имеющемсяв составе любого из блоков 22, 34,49. При обращении к определенному45 каналу параллельный интерфейс 9удерживает на своих шинах ц старшихбитов информационного выхода 18 адрес этого канала до тех пор, нокапроцессор 4 не закончит с ним сеанссвязи. В связи с этим блок 49 вводапассивных дискретных сигналов подсоединен своим информационным входом53 именно к шинам о старших битов.информационного выхода 18 блока 9,по которым передается адрес каналавводимой информации на ц-битный дешифратор 96 блока 49. Количество разрядов ц 16-битного информационногослова, отводимых под код адреса кана1356155 13лов зависит в устройстве от общего .количества каналов передаваемой информации и разрядности имеющихся в устройстве аналого-цифровых (и цифроаналоговых, если они есть) преобразователей. Например, если аналогоцифровой преобразователь блока 67 имеет 10 битов, то целесообразно отвести под адрес оставшиеся 6 битов 16-битного информационного слова 1 О микропроцессорного блока 2, т,е. о=6. Формат выводимого микропроцессором слова данных для случая с=6.указан в табл, 1.Как видно из табл. 1, системный 15 адрес считываемого канала помещается в 6 старших битах выводимого блоком 2 слова, при этом в 10 младших битах код может быть произвольным, Путем перестановки проводников-перемычек 20 в узле 103 задания адресов дешифратора 96 блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов можно задавать различные адреса каналов вводимой.информации. 25Последовательность обмена сигналами между микропроцессорным вычислительным блоком 2 и блоками 24, 34, 49, 62 и 67 рассмотрим на примере ввода кода заданной выходной частоты 30 Я преобразователя с блока 62 формирования заданий и коэффициентов. В этом случае обмен начинается с того, что микропроцессор выдает на выход 18 интерфейса 9 код адресаканала 63-55 задания выходной частоты.Е который поступает на вход 53 блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов и далее на дешифратор 96 адреса (фиг. 5), Одновременно с выдачей ад реса блок 2 вырабатывает на своем выходе 20 строб-сигнал "Вывод", который поступает на управляющий вход 50 блока 49 и далее на С-вход триггера 99, Так как П-вход триггера всегда имеет потенциал "1", то по строб-сигналу "Вывод" триггер 99 устанавливается и на его инверсном выходе появляется низкий уровень напряжения. Если выданный процессором адрес соответствует адресу выбранного канала заданной частоты Я, то срабатывает узел задания адреса 103, элемент 2 И-НЕ 104, низкий уровень с выхода которого поступает на вход Ю микросхемы 102 дешифратора 96 и разрешает работу последней. При появлении низкого уровня напряжения на выходе триггера 99, который поступает на вход Ю 14микросхемы 102 дешифратора, последняя включается и на одном иэ ее выходов, например на выходе 07, соответствующем коду адреса канала задания выходной частоты К, появляется низкий уровень напряжения. Этот уровень, инвертируясь на согласующем элементе НЕ 108, преобразуется в высокий уровень напряжения, который с выхода 59 блока 49 поступает на вход 65 блока 62 формирования заданий и коэффициентов и стробирует в последнем клапан передачи информационного "слова задания выходной частоты преобразователя, В результате с выхода 63 блока 62 код заданной частоты поступает на сигнальный информационный вход 55 блока 49 ввода дискретных пассивных сигналов, и далее на шины 98 приема дискретной информации. Затем микропроцессор 4 вырабатывает сигнал управления "Ввод" (фиг. 5), который с управляющего выхода 19 параллельного интерфейса 9 поступает на вход 51 управления блока 49 и далее на вход 101 клапана передачи информации и одновременно на К-вход триггера 99. Высокий уровень напряжения на входе 101 клапана 100 разрешает прохождение информации о коде заданной выходной частоты с приемных шин 98 на выход 52 блока 49 и далее на вход 17 параллельного интерфейса 9. Одновременно строб-сигнал "Ввод" по К- входу сбрасывает триггер 99, высокий уровень напряжения с инверсного выхода которого запрещает работу микросхемы 102 дешифратора 96, в результате чего на всех управляющих выходах последнего устанавливается низкий уровень напряжения.Прием данных по всем другим каналам ввода дискретных пассивных сигналов, например каналу 64-56 о значении кратности выходного напряжения, каналам 30-54 и 71-57 о параметрах технологической информации и т.д., осуществляется аналогично вьппеописанному. Значения различных постоянных, но изменяемых по желанию оператора коэффициентов, входящих в блоки алгоритма, вводятся от блока 62 также че- рез блок 49 ввода дискретных пассивных сигналов, который в рассматриваемом примере рассчитан на 16 каналов ввода. Значения параметров. системной информации и изменяемых коэффициентов в любой момент времени могут быть изменены оператором с помо13561 15щью программных переключателей, имеющихся в блоке 62 формирования заданий и коэффициентов. 11 оэтому для каждого изменяемого параметра и коэффициента в блоке 62 предусмотрен свой узел задания в виде набора переключателей и клапан (или регистр) передачи данных с входом управления, подключенным к соответствующему выходу дешифратара 96, аналогично тому, как это выполнено для узла задания кода выходной частоты, Некоторые параметры могут формироваться вне устройства, например в ЗВМ более высокого уровня, и вводиться по внешнему каналу ввода аналогично каналу 64-56. 510 15 При дальнейшем изложении используется понятие "эоны сетевого напряжения для К-го вентиля моста. Распознавание текущего номера зоны осуществляется с помощью блока 24 нуль- органов и регистратора полярностей фаэ трехфазной питающей сети, В двух- мостовом преобразователе зона сетевог 0 го напряжения идентифицируется относительно вентилей моста М 1 который принимается эа основной или ведущий, Работа устройства поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг. 7,Микропроцессорный модуль 2 работает в течение всего времени функционирования предлагаемого устройства для управления вентильным преобразователем с момента включения его элек 45 приходящими от нуль-органов блока 24,осуществляется прерывание основнойпрограммы шесть раз эа период. В каждом такте микропроцессор считываетсистемную информацию, например, поканалам 63-55 и 64-56, т.е. величиныГ и Пи технологическую, т,е, инфармацию от блоков 24, 40, 67, са 55 тропитания по программе, хранящемся в его запоминающем устройстве 3, в соответствии с алгоритмом, приведенном на фиг. 8.40Программа работает циклически, по тактам, начало каждого такта соответствует переднему фронту импульса синхронизации (фиг. 6, 11 ). Каждая зона сетевого напряжения соответствует одному такту управления (интервалу синхронизации), в котором производится расчет значения угла отпиранияопределение и выдача соответствующего выходного кода на отпирание вентилей. Импульсами синхронизации,держащих регистраторы и датчики контролируемых величин и параметров.В любой момент времени на шести входах клапана 91 имеется информация о текущем состоянии полярностей фаэ линейных напряжений, образующих 6- битный параллельный кад, Разрядамэтого када соответствуют куль-органы и линеиние напряжения, указанные в табл. 2.Вырабатываемые блоком 40 регистрации нуля и полярности така нагрузки логические сигналы АМ и ЬС гере- даются па соответствующим шинам с выходов 47 и 48 на входы 32 и 33 соответственно блока 24 нуль-органов и регистратора полярностей фаз па информационные входы логических элементов 94 и 95 соответственно клапана 91 (биты 06 и 07), Зти сигналы вместе с сигналами о состоянии полярностей фаз, поступающими с выхода РПш блока 24, образуют байт входной тех нологической информации устройства, который имеет формат, указанный в табл, 3.Байт входной технологической информации считывается микропроцессором 8-битным параллельным кодом по каналу 30-54 через блок ввода пассивных дискретных сигналов и затем па каналу 52-17 через параллельный интерфейс 9 путем подачи кратковременного сигнала "Лог, 1" (строба Вводи) на управляющий вход 28 блока 24 и клапана 91.Микропроцессорный вычислительный блок 2 связан черезпараллельный интерфейс 9 с управляющими электродами вентилей силовых мостов через формирователи блока 22 распределения отпирающих импульсов таким образам, что каждому разряду (биту) выводимого слова информации соответствует определенный вентиль моста. Соответствие битов кода, выдаваемого микропроцессорным блоком 2 через канал 18-23 и блок 22, управляемым вентилям мостов устанавливается табл. 4, определяющей формат выводимого управляющего слова. В табл. 4 и 5 знаком (Х) отмечены неиспользуемые биты стандартного 16-битного управляющего слова. Знаком (С) обозначены бити, отведенные под код адреса программно-управляемых счетчиков блока 24.При условии протекания тока по нагрузке (ЬС=1) в интервале каждой из эан сетевого напряжения может быть