Устройство для управления преобразователем электрической энергии

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИИ (1 10 2 М 7/155 7/53 ЗОБРЕТЕН ОПИСАН ТОРСНОМУ СВИ ЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССРВ 1072238, кл. Н 02 М 7/12, 1982.Авторское свидетельство СССРР 1343521, кл. Н 02 М 7/ 155,Н 02 М 7/537, 1983. СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕ ЛЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ тение относится к электЦелью изобретения являние быстродействия уст 54) УСТРО БРАЗОВАТЕ 57) Изобр отехнике, тся повыш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ройства. Сумматор 1 с элементом НЕ 10 и элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 образуют узел формирования модуля и знака разности кодов цифрового задатчика и сигнала обратной связи, поступающего с датчика 3 напряжения или тока нагрузки через аналого-цифровой преобразователь 2, Модуль этой разности управляет частотой, а знак - направлением счета импульсов генератора 6, поступающих через преобразователь 5 кода в частоту и элементы И 7 и 8 на суммирующий и вычитающий входы реверсивного двоичного счетчика 9. Его выходной код преобразуется Формирователем 1 сигнала управления регулирующим органом вФ сигналы управления силовыми транзисторами преобразователя, создающие на нагрузке уровень напряжения или С тока, соответствующий току кода цифрового задатчика. 1 нл,14622 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованиюи регулированию переменйого и постоянного напряжения и тока, и можетнайти применение в импульсных ста 5билизаторах; амплитудных модуляторах,усилителях мощности, глубокорегулируемых вторичных источниках электропитания. 101 ель изобретения - повышениебыстродействия устройства.На чертеже приведена функциональная схема устройства для управленияпреобразователем электрической энергии.Устройство для управления преобразователем электрической энергиисодержит и-разрядный сумматор 1,один суммирующий вход которого подключен к цифровому задатчику электрического параметра, а другой - кинверсному выходу аналого-цифровогопреобразователя 2,вход которого подключен к датчику 3 электрического 25параметра нагрузки (напряжения илитока нагрузки). Выходы п-разрядногосумматора 1 через элементы ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 4 подключены к управляющим,входам преобразователя 5 кода в час" 30тоту, тактовый вход которого подключен к генератору 6 импульсов, а выход - к первым входам элементов И2 и 8. Выход элемента И 7 подключенк вычитающему вхоцу реверсивногодвоичного счетчика 9, а его второйвход объединен с выходом элементаНЕ 10 и вторыми .входами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 4. Выход элемента И 8 подключенк суммирующему входу реверсивногодвоичного счетчика 9, а его входобъединен с входом элемента НЕ 10,овыходом переноса Р и входом переносаРО и-разрядного сумматора 1. Выходреверсивного двоичного счетчика 9 45подключен к формирователю 11 сигналауправления регулирующим органом,В преобразователе электрической энергии, в котором регулируется ток нагрузки, датчик 3 (тока) может быть выполнен в виде шунта, напряжение с которого усиливается масштабным усиЪ лителем до уровня, соответствующего шкале входного сигнала аналого-цифрового преобразователя 2, В преоб 55 разователе электрической энергии, выходным параметром которого является напряжение на нагрузке, датчик 3 10 2напряжения) может быть выполнен ввиде резистивного делителя.Преобразователь 5 кода в частотуможет быть выполнен на микросхемахделителей частоты с переменным коэффициентом деления. Например, дляреализации преобразователя шестиразряднаго двоичного кода в частотудостаточно одной микросхемы К 155 ИЕЗ.Из 64 импульсов генератора 6, поступающих на тактовый вход микросхемы,на выход проходит число импульсов,соответствующее шестиразрядному двоичному коду на управляющих входахданной микросхемы. Для реализации12-разрядного преобразователя потребуется два корпуса данных микросхем.На типовых микросхемах двоичныхсумматоров и логических элементоввыполняются узлы 1, 10 и 4. Эти узлыреализуют схему формирования модуляразности двух целых положительныхдвоичных чисел.Аналого-цифровой преобразователь2 может быть выполнен, например, намикросхеме К 1102 ПВ 1, потенциалы нарежимных входах которой фиксируются .так, чтобы на выходе микросхемы формировался инверсный двоичный кодвходного сигнала.Принцип работы устройства состоит.в следующем,При совпадении кода цифрового за-.датчика электрического параметра спрямым кодом сигнала обратной связина выходе переноса Р сумматора 1формируется логический "0", а навсех Я-выходах - уровни логической "1".При логической "1" на выходе элемента НЕ 10.и объединенных входах п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ элементыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ работают как инверто.ры выходных сигналов сумматора 1,фиксируя нулевой код на всех управляющих входах преобразователя 5 кодав частоту. Импульсы генератора 6 непроходят на счетные входы реверсивного двоичного счетчика 9. Выходнойкод реверсивного двоичного ечетчика9 преобразуется формирователем 11 всигналы управления силовыми транзисторами преобразовательных ячеек, которые формируют на нагрузке уровеньнапряжения или тока, соответствующийкоду цифрового задатчика электрического параметра.Если код цифрового задатчика превышает код сигнала обратной связи,Частота. генератора 6 импульсов выбирается чуть ниже значения, соответствующего границе возникновения автоколебаний в режиме стабилизации . выходного напряжения или тока. При одинаковом запасе устойчивости это значение оказывается в 2 раз бонь 50 55.на выходе переноса Р сумматора 1формируется логическая "1", разрешаяпрохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного двоичногосчетчика 9 через элемент И 8, Наобъединенных входах и элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 формируется логический "О" и они повторяют на управляющих входах преобразователя 5 1 Окода в частоту выходной код сумматора, соответствующий разности кодовцифрового задатчика и сигнала обратной связи (логическая "1".,поступающая на вход переноса РО с .выхода переноса Р сумматора 1, добавляется ксумме сигналов, поступающих на входыА и В). Чем больше сигнал ошибки,тем с большей частотой импульсы генератора 6 проходят на суммирувяцийвход реверсивного двоичного счетчика9, вызывая нарастание выходного напряжения или тока.Если код цифрового задатчика меньше кода сигнала обратной связи, логический"0". на выходе переноса 1после инвертирования элементом НЕ 10разрешает прохождение счетных импульсов на вычитающий вход реверсивного двоичного счетчика 9 через элемент И 7, вызывая уменьшение выходного напряжения или тока. Скоростьэтого изменения пропорциональна модулю сигнала ошибки, который формируется и в этом режиме на выходе,элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4.Таким образом, узлы 1, 10, 4-9предлагаемого устройства для управления преобразователем электрическойэнергии вьптолняют в совокупностифункции цифрового формирователя иинтегратора сигнала ошибки замкнутойсистемы. Величина статической ошибкипри изменении управляющего и возмущающих воздействий не превышает единицу младшего разряда кода цифровогозадатчика (при идеальных аналого-цифровом преобразователе 2 и датчике 3напряжения или тока),шим, чем в известном устройстве. Поэтому и начальная скорость отработки скачка кода цифрового задатчика, соответствующего полной шкале изменения выходного напряжения или тока, оказывается в 2 фф" раз выше, чем в известном устройстве, в котором эта скорость не зависит от сигнала ошибки. По мере уменьшения сигнала ошибки скорость его отработки в предлагаемом устройстве снижается, При. медленных изменениях управляющего и возмущающих воздействий сравниваемые устройства работают аналогично.Формула и з обр етенияУстройство для управления преобразователем электрической энергии, содержащее аналого-цифровой преобразователь, входом подключенный к выходу датчика электрического параметра нагрузки, генератор импульсов, реверсивный двоичный счетчик, выходом подключенный к входу формирователя сигнала управления регулирующим органом, первый и второй элементы И, выходы которых подключены соответст" венно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного двоичного счетчика, и цифровой задатчик электрического параметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено и-разрядным сумматором, преобразователем кода в частоту, элементом НЕ и п элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем один суммирующий вход сумматора предназначен для подключения к цифровому задатчику электрического параметра, другой подключен к инверсному выходу аналого-цифрового преобразователя, выходы сумматора через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода в частоту, тактовый вход которого подключен к генератору импульсов, а выход - к объединенным первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ, выходом переноса и входом переноса сумматора, а второй вход второго элемента И объединен с выходом элемента НЕ и вторыми входами и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.