Устройство для управления тиристор-ным широтно-импульсным преобразователем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 Ц 817976ио дедам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А. А. Момджян реванский политехнический институт им. К.(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМНастоящее изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для модуляции импульсов управления тиристорных широтно-импульсных преобразователей постоянного тока для электроприводов постоянного тока.Известно устройство для дискретного управления преобразователями, содержащее задающий генератор, счетчик и дешифратор.Это устройство предназначено для дискретного управления однофазным или многофазными преобразователями 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, обеспечивающее стабильность ступенчатого изменения относительной задержки време ни между импульсами управленияТППТ, содержащее задающий генератор, тп-разрядный двоичный тактовый счетчик, дешифратор с двумя входами, реверсивный т-разрядный счетчик управления, управляемый пультом управления (в общем случае последние два узла представляют собой преобразователь задания в двоичный код),. и выходные усилители сдвигаемой и несдвигаемой последовательности импульсов. Выход задающего генератора связан с тактовым входом двоичного тактового счетчика, разрядные выходы которого связаны соответственно с разрядами первого входа дешифратора, разряды второго входа которого соединены с выходами реверсивного счетчика. Выходной усилитель несдвигаемой последовательности связан с одним из выходов двоичного тактового счетчика, а выходной усилитель сдвигаемой последовательности импульсов связан с выходом дешифратора 2. Основным недостатком этого устройства является то, что плавность дискретного регулирования скважности зависит от параметров элементов тиристорного преобразователя и ограничивается частотой коммутации преобразователя. В некоторых случаях увеличение плавности регулирования достигается уменьшением частоты коммутации преобразователя, что приводит к увеличению пульсации тока активно-индуктивной нагрузки преобразователя, тем самым и к уменьшению КПД преобразователя.50 55 Цель изобретения - увеличение плавности дискретного регулирования.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено в-разрядным регистр- счетчиком в сторону старшего разряда, формирователем импульсов управления регистр- счетчиком и маломощных импульсов управления гашениемТППТ, формирователем длительности импульсов управления отпиранием ТППТ, а гп-разрядный двоичный тактовый счетчик снабжен 1 младшим и старшим разрядами, преобразователь задания снабжен младшим разрядом, причем гп-разряды второго входа дешифратора через гп-разрядный регистр-счетчик связаны соответственно с выходами старших гп разрядов преобразователя задания, вход последнего связан с входом устройства, а выходы всех (в + 1) разрядов преобразователя задания и выходы всех (1 + гп + 1) .разрядов двоичного тактового счетчика, связаны с входами формирователя импульсов управления, один выход которого связан с входом управления регистр-счетчика, а второй выход связан с одним выходом устройства, с другим же выходом устройства через формирователь длительности связан выход двухвходового дешифратора.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит задающий генератор 1, (1 + гп + 1) -разрядный двоичный тактовый счетчик 2, гп-разрядный дешифратор 3 с двумя входами (гп + 1)-разрядный преобразователь 4 задания в двоичный код, гп-разрядный регистр-счетчик 5 в сторону старшего разряда, формирователь 6 импульсов управления, регистр-счетчиком 5 и маломощных импульсов управления гашением ТППТ, формирователь 7 длительности импульсов управления отпиранием ТППТ, входной вывод 8 и выходные выводы 9 и 10.Выход задающего генератора 1 связан с тактовым входом двоичного счетчика 2, выходы средних гп разрядов которого соответственно связаны с гп разрядами одного входа дешифратора 3, гп разряды второго входа дешифратора 3 соответственно связаны с гп разрядами выхода регистр-счетчика 5, разрядные входы которого соответственно связаны с гп старшими разрядами преобразователя. 4 задания. Вход преобразователя 4 задания связан с входным выводом 8 устройства, а выходы (гп + 1) разрядов преобразователя 4 и (1 + гп + 1) разрядные выходы тактового счетчика 2 связаны с входами формирователя 6. Один выход формирователя 6 связан с входом управления регистр-счетчика 5, а другой выход формирователя 6 с выходным выводом 9 устройства, выходной вывод 10 устройства через формирователь 7 длительности связан с выходом дешифратора 3.Устройство работает следующим образом. 1 О15 20 25 30 3540 45 При подаче выходных импульсов задающего генератора на тактовыи вход двоичного счетчика 2 на разрядных выходах последнего появляются импульсы, причем частота повторения импульсов данного разряда в два раза больше частоты импульсов последующего разряда. Выходные импульсы от средних гп разрядов счетчика 2 подаются на соответствующие разряды одного входа дешифратора 3. В соответствии с состоянием регистр-счетчика 5, выходные импульсы которого подаются на разряды второго входа дешифратора 3, на выходе дешифратора 3 появляются импульсы с частотой ( + гп)-го разряда двоичного счетчика 2 и длительностью. т = у Т = 2 Р зТ,где 3" - скважность регулирования;Т - период повторения импульсов на выходе ( + гп)-го разряда двоичного счетчика 2;-"0 Д,2(йф)-состояние регистр-счетчикав течение периода Т.Конец выходных импульсов дешифратора 3 совпадает с концом периода Т.Формирователь 7 длительности от выходных импульсов дешифратора 3 формирует длительность маломощных импульсов управления отпиранием преобразователей, начало которых совпадает с началом импульсов на выходе дешифратора 3 и попадает на выходной вывод 10 устройства.Задание (потенциал, угол или др.), действующее на входном выводе 8 устройства, преобразователем 4 задания преобразуется в потенциалы (гп + 1)-разрядногодВоичного кода, в соответствии с которыми в начале периода Т и в течении времени гг = = 2 Х Т формирователем 6 от выходных импульсов всех (1 + гп + 1) разрядов так-. тового счетчика 2 последовательно формируются маломощные импульсы управления гашением преобразователя, которые подаются на выходной вывод 9 устройства, и импульсы управления регистр-счетчиком 5 (импульсы управления уст. О, записи и, счетным входом). Причем, если задание на выходе преобразователя 4 задания в двоичном коде четное число (т. е. вход младшего разряда О) формирователем 6 импульсы управления счетным входом регистр-счетчика 5 не формируются, и в начале каждого периода Т.в течение времени спроизводится стирание и запись задания в регистр- счетчике 5 со старших гп разрядов преобразователя 4 задания, следовательно на выходе дешифратора 3 появляются импульсы с постоянной длительностью в соответствии с состоянием старших в разрядов преобразователя 4 заданияФ Фз= 2 Р 4 Т,где Р - состояние старших гп разрядов преобразователя 4 задания в десятичном коде.Если задание на выходе преобразователя 4 задания в двоичном коде нечетное число и меньше максимального (т. е. на выходе младшего разряда 1, а на выходе хоть одного разряда из старших гп разрядов О), формирователем 6 формируются импульсы управления счетным входом регистр-счетчика 5 с периодом 2 Т (т. е. с периодом импульсов на выходе старшего разряда счетчика 2) и в течение одногоиз периодов 2 Т производится только перезапись задания от старших гп разрядов преобразователя 4 задания в ре-гистр-счетчике 5, а в течение второго периода кроме перезаписи производится увеличение состояния регистр-счетчика 5 на единицу, следовательно на выходе дешифратора 3 в течение первого периода появляется импульс длительностью ЩзР= 2 Р 4 Т,а в течение второго периодагзд - гз+ М - 2, (Р+ 1)Т,гдедТ=24"-Т - шаг дискретного изменения длительности выходных импульсовдешифратора 3.Средняя скважность составляетВр = ( Тз 1+ т 3 ) /2 Т = 2 (Р+ 0,5) .Если задание максимальное (т. е. на выходах всех разрядов преобразователя 4 задания 1), формирователь 6 формируетимпульсы управления гашением с периодом2 Т, а импульсы управления счетным входомрегистр-счетчика 5 не формируются, следовательно в течениС каждого периода производится только перезапись задания отстарших гп разрядов преобразователя 4 задания в регистр-счетчик 5, тем самым на выходе дешифратора 3 появляются импульсыдлительностьютп 1= 2 (2 - 1) Т = (1 - 2 ) Т,а так как маломощные импульсы управлейия гашением ТППТ на выходном выводе 9устройства появляются с периодом 2 Т, то втечении одного периода из каждых двух периодов преобразователь, управляемый устройством, остается открытым (т. е. не гасится), следовательно средняя скважностьпри максимальном задании составляетйр.ва ( Ф,+ Т)2 Т = (2 - 0,5)2Из вышеуказанного следует, что устройство обладает плабностью дискретного регулирования, в два раза большей по сравнению с известным (шаг дискретного изменения скважности уменьшен в два раза и составляет Ьу= 0,5 2 ) при одной и той жечастоте коммутации и максимальном количестве разрядов дешифратора 3. Только примаксимальном и минимальном заданиях час 20 25 30 35 40 тота коммутации уменьшается в два раза, а при остальных значениях задания частота коммутации остается постоянной и равной максимальному возможной. Среднее значение скважности получается за счет колебания скважности на соседних дискретных уровнях с периодом 2 Т.Увеличением количестваразрядов двоичного счетчика 2 и преобразователя 4 задания соответственно еще на единицу и соответственным изменением в схеме формирователя 6 можно плавность дискретного регулирования скважности увеличить в четыре раза,Формула изобретенияУстройство для управления тиристорным широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, гпразрядный двоичный тактовый счетчик, тактовый вход которого связан с выхОдом задающего генератора, т-разрядный дешифратор с двумя входами, гп разряды первого входа которого связаны с соответствуюгцими выходами двоичного тактового счетчика, и гп-разрядный преобразователь задания, отличающееся тем, что, с целью увеличения плавности дискретного регулирования, в него введены гп-разрядный регистр-счетчик в сторону старшего разряда, формирователь импульсов управления регистр-счетчиком и маломоШных импульсов управления гашением тиристорного преобразователя, формирователь длительности отпирающих импульсов тиристорного преобразователя, гп-разрядный двоичный тактовый счетчик снабжен 1 младшим и старшим разрядами, а преобразователь задания снабжен младшим разрядом, причем разряды второго входа дешифратора через регистр-счетчик связаны с выходами гп старших разрядов преобразователя задания, вход которого связан с входом устройства, а выходы (гп + 1) разрядов преобразователя задания и выходы ( + т + 1) разрядов двиочного тактовогосчетчика связаны с входами формирователя импульсов управления, один выход которого связан с входом управления регистр-счетчика, а дррой с одним выходом устройства, а другой выход устройства через формирователь длительности связан с выходом дешифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР242290, кл. Н 02 Р 13-16, 1973.2. Авторское свидетельство СССР564704, кл. Н 02 Р 3/16, 1974.