Способ формирования управляющих импульсов и устройство для его осуществления

описаниюИЗОБРЕТЕН КЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 07.10.82, Бюллетень М 37Дата опубликования описания 07,10,82 3 ЬеударстааннЫ 1 квинтет СССР ао делам нэабретеннй н атерцтнй(53) УД К 62.1. .316.727 (088.8) С. М. Исаков и В. М, РябенькийЬНиколаевский ордена Трудового Красного енЫУ-А."; кораблестроительный институт им, ацм. С. О. РГамфова(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮШИХ ИМПУЛЬСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными многофазными преобразователями и тиристорами.Известен способ формирования управляющих импульсов, состоящий в том, что полупериод одной фазы сетевого напряже, ния заполняют высокочастотной последовательностью импульсов, считывают их, и в моменты времени, .равные 1/3 и 2/3 полупериода, формируют управляющие импульсы 1 .Наиболее близким техническим решением к прототипу по средствам и достигаемому результату является способ формирования управляюших импульсов, состоящий в том, что разбивают полупериод сетевого напряжения на равные интервалы времени путем запсцтнения его вьтсокочастотными импульсами опорного генератора и последующего считывания их. Устройстсво,. реализующее данный способ содержит последовательно согласующий трансформа 2тор, низкочастотный фильтр и куль-орган,опорнмй генератор, последовательно соединенные пересчетную ячейку, двоичныйсчетчик и многоразрядный компаратор,вычитающий вход которого подключен квыходу опорного генератора и выходко входу второго счетчика 1 2) .Недостатком известных способов иреализующих их устройств является невысокая надежность, обусловленная наличиемюльшого числа цифровых элементов длясчета импульсов.Целью изобретения является повышениенадежности устройства,Поставленная цейь достигается тем,что выделяют интервал времени междуполупериодом сетевого напряжения и строго фиксированным отрезком времени, соответствующим полупериоду максимальновозможной частоты сети эа счет заполнения его импульсами опорного генератораи считывания их, а выходные импульсы,соответствукхцие каждой трети полупериода сетевого напряжения, формируют в мо96489 3менты равенства и:лю суммы импульсовопорного генератора и его импульсов,соответствующих сумме трети строгофиксированного интервала времени и трети выделенного интервала времени. 5Кроме того, известное устроф;твоснабжено двумя элементами И, элементомИЛИ, формирователем узких импульсов,формирователем импульсов и ключом, входы которого подсоединены соответственно к выходу опорного генератора и выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органаи второй вход через формирователь импульсов с выходом нуль-органа, соединенным через фильтр узких импульсов с первыми входами элемента ИЛИ и второгоэлемента И, вторые входы которых подключены к входу второго счетчика, подсоединенного своим выходом к Д -входамсброса первого счетчика и многоразрядного компаратора, причем выход ключа соединен со входом пересчетной схемы, авыход элемента ИЛИ - с входомпредварительной установси компаратора.25На фиг. 1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема устройства для осуществления предложенного способа формирования управляющих импульсов; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит (фиг. 1) согласующий трансформатор 1, низкочастотныйфильтр 2, нуль-орган 3, формировательимпульсов фиксированной длительности 4,логический элемент И 5, ключ 6, опор 35ный генератор 7, пересчетную ячейку 8,осуществляющую деление на три частотыпоступающих на его вход импульсов, двоичный счетчик 9, многоразрядный компаратор 10, представляющий собой двоичный40вычитаюший счетчик, имеющий возможность осуществлять предварительную зались числа по входам Д 1-Д 12, формирователь узких импульсов 11, двухвходовойлогический элемент ИЛИ 12, второй счет-ф 5чик (счетчик по модулю 5) 13, двухвходовой логический элемент И 14,Устройство, реализующее предлагаемыйспособ, работает следующим образом.Напряжение сети, поступающее через 56согласующий трансформатор 1 и низкочастотный фильтр 2 (, фиг. 20), преобразуется нудь-органом 3 в последовательностьпрямоугольных импульсов (фиг, 2 д), длительность которых равна половине пернода напряжения сети. Фронтом импульсануль-органа 3 запускается формировательИмпульсов строго фиксированной длитель 6 фности 4. Причем длительность этих импульсов Тр выбирается из условия Т,р. 1/2 Хщ , где , - максимальновозможная частота сети (фиг, 28),Импульсы с выхода нуль-органа 3 иформирователя 4 поступают на логический элемент И 5, выходной импульс которого равен разности длительностей импульсов нуль-органа 3 и формирователя4 ( фиг, 22, ), Выходной импульс логического элемента И 5 открывает ключ 6,и импульсы задающего генератора частоты 7, прошедшие через пересчетную ячейку Б, нрчинают считываться двоичнымсчетчиком 9. По окончании импульса логцческого элемента 5 ключ 6 закрывается, и счетчик 9 прекращает счет, Приэтом в счетчике 9 сформирован код числа, соответствующего 1/3 длительностиимпульса логического элемента 5,Выходы счетчика 9 соединены со входами Д 1-Д 8 младших разрядов предварительной записи числа многоразрядногокомпаратора 10. На входы Д 9-Д 12 старших разрядов предварительной записи числа подается код числа, соответствующего1/3 длительности импульса Т формирователя 4, причем предварительная записьчисла по входам Д 1-Д 12 осуществляетсяв момент подачи импульса по входу Смногоразрядного компаратора 10. Результирующий код; поданный на входы предварительной записи Д 1-Д 12 компаратора10, соответствует длительности 1/3 текущего полупериода напряжения сети.По окончании импульса нуль-органа 3формирователь 11 формирует короткийимпульс (фиг. 29 ), являющийся выходнымимпульсом устройства синхронизации.Этот же импульс через элемент ИЛИ 12поступает на вход С предварительной записи компаратора 10, после чего компаратор устанавливается в положение, соответствующее числу, код которого поданна входя Д 1-Д 12 многоразрядного компаратора 10,Частота опорного генератора 7 выбирается такой, что время в течение которого компаратор 10 обнуляется", равно1/3 текущего попупериода. В момент "обнуления" компаратора 10 на его выходепоявляется короткий импульс, которымон снова устанаисивается в состояниесоответствующее числу, код которого подан на входы Д 1-Д 12. Через 1/3 текущего цолупериода напряжения сети компаратор 10 снова обнулится.Выходные импульсы компаратора 10поступают на счетчик 13, модуль счета5 96 которого равен 5. После поступления пятого импульса с выхода многоразрядного компаратора 10 счетчик 13 своим выходным импульсом (фиг. 2) устанавливает счетчик 9 и компаратор 10 в нулевое состояние.При появлении выходного импульса элемента И 5 ключ 6 открывается и цикл работы устройства синхронизации повторяется, На фиг. 2 и изображена последовательность импульсов на выходе прецлагаемого устройства,.При частоте сети 50 Гц удобно выбирать Т = 1/2.55,555 = 0,009." Я =333333 Гц. Тогда на входы Д 9-Д 12 многоразрядного компаратора 10 необхо-. димо подать код числа 4, а диапазон возможных изменений частоты сети, в част- ности для автономных энергоустановок, составляет 44,2-55,6 Гц, Причем макисмальная Ошибка, вызванная дискретностью работы устройства, не превышает 0,16 .В предлагаемом изобретении снижается количество подсчитываемых импульсов, снижается количество счетчиков и других логических элементов, что обеспечивает повышение, надежности. формула изобретения 1. Способ формирования управляюших импульсов, состояший в том, что разбивают полупериод сетевого напряжения на равные интервалы времени путем заполнения его высокочастотными импульсами опорного генератора и последуюшего считывания их, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения надежности, выделяют интервал времени между полупериодом сетевого напряжения и строго фиксированным очрезком времени, соответствуюшим полупериоду максимально возможной частоты сети за счет заполнения его импульсами опорного генератора и считывания их, а выходные уп 4896 6равляюшие импульсы, соответствуюшиекаждой 1 рети полупериода сетевого напряжения, формируют в моменты равенства нулю суммы импульсов опорного ге- Э нератора и его импульсов, соответствуюших сумме трети строго фиксированногоинтервала времени и трети выделенногоинтервала времени.2. Устройство для формирования упц равляющих импульсов, содержащее последовательно соединенные согласуюший: трансформатор, низкочастотный фильтр инуль-орган, опорный генератор, последовательно соединенные пересчетную ячейц ку, двоичный счетчик и многоразрядныйкомпаратор, вычитающий вход которогоподключен к выходу опорного генератораи выход - к входу второго счетчика, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью щ повышения надежности, оно снабженодвумя элементами И, элементом ИЛИ,формирователем узких импульсов, формирователем импульсов и ключоМ, входыкоторого подсоединены соответственно к т выходу опорного генератора и выходупервого. элемента И, первый вход которогосоединен с выходом нуль-органа и второй вход через формирователь импульсовс выходом нуль-органа, соединенным че-щ рез фильтр узких импульсов с первыми.входами элемента ИЛИ и второго элемента И, вторые входы которых подключенык входу второго счетчика, подсоединенного,своим выходом к Я -входам сброса.пер- ЭЭвого счетчика и многоразрядного компаратора, причем выход ключа соединен свходом пересчетной схемы, а выход элемента ИЛИ - с входом предварительнойустановки компаратора. 40 Источники информацок,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 630718, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР й 625296, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.. Бутяга 7683/42 Яираж 721 ВНИИПИ. Государственного комит по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушдпис коеета СССРкрытийая набд. 4 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,