Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем

) (И 1) Н 02 М 5/22 РЕТЕНИЯ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ.(56) Авторское свидетельство СССР У 900405, кл. Н 02 М 5/22 1982, (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении цифровых систем управления тиристорными преобразователями, Целью изобретения является обес" лечение возможности изменения законов регулированияЦифровое устройство для управления вентильным преобразователем содержит диодный мост 1 с подключенным последовательно балласт ным резистором 2 и тиристором 3, меж ду анодом и управляющим электродом которого включен светодиоц оптронного блока 4 с подключенным к его фото- диоду импульсным усилителем 5, к вы ходу которого подключены входом уста новки нуля счетчик б и счетным входом второй счетчик 7, причем информацион ный выход первого счетчика и информа ционный выход первого мультиплексора 8 первого канала управления с подклю ченными к нему блоком 9 ввода цифро вых регулируемых параметров, блоком 10 выбора регулируемого параметра, задатчиком 11 кода и арифметическим , блоком 12 сложения и вычитания, к информационным входам которого подключены первый и второй аналого циф- а ровые преобразователи 13 и 14 и к входу управления - блок 15 выбора операции арифметического блоха, со единены с первым блоком 16 сравнения С кодов, к выходу которого подключены последовательно блок 17 формирова Б ния импульса по срезу, элемент И 18 подключенный вторым входом к релак сационному генератору 19, усилитель-,1636960 формирователь 20, блок 21 потенциальной развязки и блок 22 тиристоровпреобразователя с подключенным к нему блоком 23 нагрузки, а выходы второго счетчика 7,и информационный выход второго мультиплексора 24 вто"рого канала управления с подключенными к нему блоком 25 ввода цифровогопараметра, блоком 26 выбора параметра, задатчиком 27 кода и вторым арифметическим блоком 28, к информационным входам которого подключены анаИзобретение относится к электротехнике и предназначено для управления преобразователями в системах автоматического регулирования технологических процессов,Целью изобретения является обеспечение возможности изменения зако 25нов регулирования,На чертеже представлена схемацифрового устройства для управлениявентильным преобразователем,Устройство содержит блок синхронизации с сетью, включающий в себядиодный мост 1 с подключенными после"довательно балластным резистором 2 итиристором 3, между анодом и управляющим электродом которого включенсветодиод оптронного блока 4 с подключенным к его фотодиоду импульсным .усилителем 5, к выходу которого подключены вход установки нуля первогосчетчика 6 и счетный вход второго 40счетчика 7, причем выходы счетчика 6и выходы мультиплексора 8 первогоканала управления с подключеннымик нему блоком 9 ввода цифровых регулируемых параметров, первым блоком 4510 выбора регулируемых параметров,первым задатчиком 11 кода и первымарифметическим блоком 12 сложения ивычитания, к информационным входамкоторого подключены первый и второйаналого-цифровые преобразователи 13и 14, а к входу управленияблок 15задания операции арифметического блока, соединены с первым блоком 16сравнения кодов, к выходу которогоподключены последовательно блок 1755формирования импуль са по срезу элемент И 18, подключенный вторым входомк генератору 19 управляющих импульлого-цифровые преобразователи 29 и 30 и к выходу управления - блок 31 выбора операции, соединены с вторым блоком 32 сравнения кодов, к выходу которого и выходу старшего разряда второго счетчика 7 подключен своими входами КВ-триггер 33, к выходу которого управляющим входом подключен опорный генератор 34 с подключенным к его выходу счетным входом первым двоичным. счетчиком. 1.зп, ф-лы, 4 иле сов, усилитель-формирователь 20, блок 21 потенциальной развязки и блок 22 тиристоров преобразователя с подключенным к нему блоком 23 нагруз ки., Выходы второго счетчика 7 и выход второго мультиплексора 24 второ го канала управления с подключенными к нему блоком 25 ввода цифровых регулируемых параметров, блоком 26 выбора регулируемых параметров, за датчиком 27 кода и арифметическим блоком 28 сложения и вычитания, к ин формационным входам которого подключены аналого-цифровые преобразователи 29 и 30, а к выходу управления- блок 31 задания операции сложения или вычитания, соединены с вторым блоком 32 сравнения кодов, к выходу которого и выходу старшего разряда счетчика 7 подключен своими входами КБ-триггер 33, к выходу которого управляющим входом подключен генера тор 34 опорных импульсов с подключенными к его выходу счетным входом счетчика 6, к входу установки нуля которого подключен синхронизатор 35Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем ра ботает следующим образом.По мере повьппения потенциала на выходе диодного моста 1 возрастает ток, протекающий через электрическую цепь, состоящую из балластного ре зистора 2, светодиода оптронного блока 4 и управляющего электрода тиристора:3При этом увеличивается яркость свечения светодиода и вместе с ней и ток, протекающий через фото диод оптронного блока .4.Как только поступающий на управ ляющий электрод ток станет равен то 5 163 ку отпирания, тиристор 3 открывается и шунтирует светодиод, яркость свечения которого при этом снижается до нуля, благодаря чему резко уменьша-, ется протекающий через фотодиод ток и на выходе усилителя 5 формируется короткий импульс, при поступлении которого на вход установки нуля счетчика 6 этот счетчик обнуляется,Таким образом, обнуление счетчика 6 осуществляется в начале каждого полупериода сетевого напряжения,После обнуления счетчик б вновь начинает подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода опорного генератора 34Как только цифровой код на выходе счетчика 6 сравняется с цифровым кодом на выходе мультиплексора 8, на выходе блока 16 формируется уровень логической единицы, с поступлением которого на вход блока 17 на выходе последнего Формируется импульс заданной длительности, с поступлением которого на первый вход элемента И 18 импульсы с выхода релаксационного генератора 19 начинают поступать через усилитель-Формирователь 20 и блок 21 на управляющий вход блока 22 При этом открывается соответствующий тиристор и подключает блок 23 к сетевому напряжению в момент, определяемый углом отпирания тиристора, величина которого определяется цифровым кодом на выходе мультиплексора:8 Первый мультиплексор 8 служит для подключения к информационному входу блока 16 либо блока 9, служащего для подачи в устройство цифровой информа ции с датчиков или вычислительных устройств, либо задатчика 11, с помощью которого осуществляется ручное задание фиксированного угла отпира ния тиристоров в блоке 22, либо блока 12, который в зависимости от кода на выходе блока 15 работает в режиме арифметического сложения или вычитания, благодаря чему цифровое устройство для управления вентильным преобразователем может работать в режи ме двухпараметрического регулирования (режим сложения) или разностного ре гулирования (режим вычитания), Дат чики аналоговых параметров регулиро вания подключаются к входам аналого цифровых преобразователей 13 и 14, Такое включение и возможность менять69606 50 1 О 15 20 25 30 35 40 45 функции блока 12 позволяют формировать различные законы регулированияКоммутация выходов блоков и выборпараметра регулирования с помощьюмультиплексора Я осуществляется путемзадания соответствующего цифровогокода на выходе блока 10,Число-импульсное управление тиристорами блока 22 осуществляетсяследующим образом,Импульсы с выхода усилителя 5поступают на счетный вход счетчика 7,который при этом осуществляет подсчетчисла полупериодов сетевого напряжения. Цифровой код на выходе счетчика7 сравнивается с цифровым кодом навыходе второго мультиплексора 24 спомощью блока 32,При равенстве цифровых кодов навыходе на выходе блока 32 Формируется уровень логической единицы, который фронтом переводит триггер 33 всостояние, при котором на его .выходеформируется уровень логической единицы, При этом с опорного генератора34 начинают поступать импульсы насчетный вход счетчика б, который начинает функционировать по описаннойсхемеПосле переполнения счетчика 7 навыходе его старшего разряда формируется импульс, переводящий триггер33 в состояние, при котором на еговыходе формируется уровень логичес"кого нуля, при поступлении которогона управляющий вход опорного генератора 34 импульсы с его выхода перестают поступать на счетный вход счетчика б, а поэтому до тех пор, покавторой счетчик не заполнится до со .стояния, при котором цифровой код наего выходе станет равен цифровому коду на выходе второго мультиплексора24, тиристоры блока 22 постоянно находятся в закрытом состоянии,Таким образом, емкость счетчика 7определяет время цикла число-импульс"ного управления блоком 22, котороеравно произведению длительности полу"периода на коэффициент пересчетаВремя цикла, при котором импульсыс выхода опорного генератора 34 не поступают на счетный вход счетчика 6,определяется как произведение цифрового кода на выходе мультиплексора24 на длительность полупериода сетевого напряженияТаким образом, число-импульсноерегулирование мощности, рассеиваемойна блоке 23, осуществляется за счетизменения отношения времени, в течен е которого на выходе триггера 33 5имеет место уровень логической единицыь к времени, в течение которого наего выходе имеет место уровень логического нуля10Второй канал правления, состоящийиз мультиплексора 24, блоков 25-28 и31 и преобразователей 29 и 30, функ, ционирует так же, как и первый, благодаря чему при подключении к анало 15го-цифровым преобразователям 29 и 30датчиков регулируемых параметров с1аналоговым выходом можно осуществлятьдвухпараметрическое регулирование ипри число-импульсном управлении ти 20ристорамиПоскольку в устройстве имеют местоодновременно как фазо импульсное,так и числоимпульсное управлениеза счет одновременной работы обоих 25каналов, то с его помощью можно осуществлять четырехпараметрическое регулирование, что позволяет использовать цифровое устройство для управления вентильным преобразователемпрактически в любых системах автоматического регулирования технологических процессов,Кроме того, устройство позволяетосуществлять управление тиристорамипри одновременном подключении его квнешним устройствам с аналоговыми ицифровыми выходаии. Фо рмула изобретения40:1 Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее блок сетевой синхронизации и генератор опорных импульсов, к 45 выходам которых подключены входы установки нуля и счетный вход первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами блока сравнения кодов, генератор управляющих импульсов,50 выход которого соединен с первым вхо дом элемента И, выход которого через усилитель-Формирователь и блок потенциальной развязки соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е 55 с я тем, что, с целью обеспечения возможности изменения законов регу лирования, оно снабжено блоком формирования импульсов по срезу, вторым счетчиком, вторым блоком сравнения кодов, КЯ-триггером и двумя каналами управления, каждый из которых содер жит арифметический блок сложения и вычитания, мультиплексор, два аналого цифровых преобразователя, блок задания операций арифметического бло ка, задатчик кода, блок выбора регулируемого параметра и блок ввода цифровых регулируемых параметров, причем в каждом канале управления входы арифметического блока сложения и вы читания соединены с выходами двух аналого цифровых преобразователей, входы управления - с выходом блока задания операций арифметического блока, выходы арифметического блока сложения и вычитания, блока ввода цифровых регулируемых параметров и задатчика кода подключены к соот ветствующим информационным входам мультиплексора, управляющие входы ко торого соединены с выходами блока выбора регулируемых параметров, входы аналого-цифровых преобразователей использованы как входы для введения аналоговой информации о регулируемых параметрах, вход блока ввода цифровых регулируемых параметров использован как вход для введения цифровой информации о регулируемых параметрах, вы ход мультиплексора использован как выкод канала управления, выход блока сетевой синхронизации соединен со счетным входом второго счетчика, вы ходы которого подключены к первым входам второго блока сравнения кодов, вторые входы обоих блоков сравнения кодов подключены к выходу соответствующего канала управления, выход первого блока сравнения кодов через блок формирования импульса по срезу подключен к второму входу элемента И, выход второго блока сравнения кодов и выход старшего разряда второго счетчика соединены с входами ЕЯ-триггера, выход которого подключен к входу генератора опорных импульсов,.2Устройство по.п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сете-вой синхронизации содержит диодный мост, резистор, тиристор, оптронный блок и импульсный усилитель, причем вход диодного моста предназначен для подключения к сети и использован как вход блока сетевой синхронизации, к выходу диодного моста подключены последовательно резистор и тиристор,О 1636960 Составитель:В,МироновТехред А.КравчукКорректор .Н,Король Редактор О,Юрковецкая Заказ 822 Тираж 381. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 между анодом и управляющим электродом которого включен светодиод оптронного блока, к фотодиоду которого йодключен импульсный усилитель, вы-.:ход которого использован как выходблока сетевой синхронизации,