Устройство для управления группой импульсных преобразователей

, Челябинский политехнический инст им. Ленинского комсомолаЗаявитель УПРАВЛЕНИЯ ГРУПП ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИзобретение относится к электротехнике. Система может быть исполь"зована для регулирования напряжения( тока, мощности,- температуры) группыпотребителей, например нагреватель"ных установок, 3Известно устройство для управлениягруппой преобразователей, состолцееиз последовательно включенных в кон-.тур релейной обратной связи каждогопреобразователя датчика регулируемой 1 фвеличины (напряжения, тока, мощности,температуры), Фильтра низких частотапериодическое звено, интегратор,релейного и суммирующих "элементов исхемы управления клочами и из включенных между выходом релейного эле"мента устройств взаимной синхронизации, представляющих собой управляемые генераторы переменного пилообразного напряжения1,Недостатками данного устройстваявляются увеличенные колебания на"пряжения сети из"за несинфазного вкло 2.чения и выключения ведущих и ведомых регуляторов, приводящие к снижению энергетических показателей.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления группой импульсных преобразователей, соединенных по схеме ведущий"ведоиюй, охваченных каждый цепью, обратной свя зи, имеющей релейный элемент, датчик регулируемой величины и Фильтр низких частот, и.содержацее блок синхронизации, блок управления и релсйный элемент цепи обратной связи ведущего преобразователя, соединеней с блоком синхронизации ведомого преобразовате" ля и с блоком управления .ведущего преобразователя через элемент задерж" ки 2 вНедостатком известного устройства является то, что при поочередно последовательной синхронизации преобразователей возникают значительные колебания длительности циклов работы каждого преобразователя относительно сред- .3 100 1.4 невэвешенной длительности циклов, что приводит к значительным изменениям амплитуды результирующего тока группы преобразователей,. в результате чего увеличиваются колебания напряже- э ния сети и ухудшаются энергетические показатели.Цель изобретения " улучшение энергетических показателей и уменьшение влияния на питающую сеть группы под в чиненно синхронизированных преобразователей.Поставленная цель достигается тем, что формирователь линейно изменяоцегося сигнала выполнен в. виде генера тора тактовых импульсов, счетчика, цифро-аналогового преобразователя, двухвходовых элементов совпадений, причем выход генератора тактовых импульсов подклочен к счетному входу 2 ф счетчика, выходы которого подключены к цифро-аналоговому преобразователю, а также через первые входы двухвходовых элементов совпадений к сбответствующим входам счетчика, выход 2 э наибольшего кода счетчика подклочен . к наименьшему из незадействованных входов счетчика, а вторые входы элементов совпадений формирователя линейно изменяющегося сигнала подключе- ЗО ны к динамическому выходу элемента задержки предыдущего. каналаявляющемуся выходом этого канала.Кроме того, устройство снабжено Формирователем импульсов и элемента" ми И и ИЛИ, первый .вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход элемента И подключен к входуфорьирователя линейно изменяющегосясигнала, а второй, вход через Фориро в ватель импульсов подключен к выходу элемента задержки, динамический выход элемента задержки подклочен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом канала, 45На фиг. 1 представлена функциональ, ная схема двух преобразователей в цепи взаимной синхронизации многих пре" образовагелей; на фиг. 2 " схема фор. мирователя линейно изменяющегося сиг" в нала блока синхронизации с элементом сброса и установки уровня сброса;на Фиг.3 и 4 - временныедиаграммы, поясняющие работу системы управлениягруппой преобразователей.Устройство ( фиг. 1) состоит иэ ведущего 1 и ведомого 2 каналов, подключенных к сети 3 и работающих на свои 33 1нагрузки 4, силовой клочевой элемент-преобразователь 5 ( например, тиристорный) датчик 6 регулируемой величины, подключенный к выходу преобразователя при стабилизации электрической величины (мощности) или к нагрузке при стабилизации технологичес ь кой величины температуры), фильтр низких частот 7 ( интегратор) с сумматорами 8 на входе и 9 на выходе, релейный элемент 10, выход которого через элемент 11 задержки соединен с устройством для управления группой импульсных преобразователей, Между динамическим выходом элемента 11 ведущего канала и входом суммирующего элемента 9 ведомого канала включен Формирователь линейно изменяющегося сигнала 12 с входом 13, подключенным .к предыдущему каналу. При этом дополни" тельно введены формирователь 14 им" пульсов и элементы И 15 и ИЛИ 16, первый вход которого подклочен к выходу элемента И, а второй - к динамическому выходу элемента задержки 11, при этом выход элемента ИЛИ 16 подключен к формирователю линейно изме-, няющегося сигнала 12 ведомого канала, первый вход логического элемента И 15 подключен к выходу элемента ИЛИ 16 ведущего канала, а второй вход через формирователь импульсов 14 подключен к элементу задержки 11 канала.Формирователь линейно изменяющегося сигналафункционально включающий в себя элемент сброса и элемент установки величины уровня сброса (Фиг.2 ), выполнен в виде цифрового счетчика 17 с цифро-аналоговым преобразователем 18 на выходе и формирователем 19 тактовых импульсов, включенным между . напряжением сети и счетным входом счетчика 17, элементы совпадений вы" полнены в виде двухвходовых элементов И, причем выход первого элемента 20 подключен к входу установки счетчика в, нуль ( вход К) , выход второго 21 - к входу установки единицвход 51), вход третьего 22 - к входу установки двойки вход 2) и т,д., если элемент установки уровня сброса имеет большее количество позиций, чем показано на Фиг. 2. Выход наибольшего кода счетчика 17 подключен к наименьшему иэ незадействованных его входов установки, выходы меньших по величине кодов счетчика 17 последовательно подклочены к первым входам ло.35 40 45 гических элементов, а вторые входы . этих элементов объединены и подключены к динамическому выходу элемента 11 задержки ведущего преобразователя ( фиг. 1)сРабота устройства для управления группой преобразователей поясняется на примере работы группы из.трех преобразователей (фиг. 3, работающих со средневзвешенной длительностьюцикла Тц = 5 Т, где Тс - период напряжения питающей сети. В момент времени то(фиг. 3) примерно за половину .периода напряжения питающей сети до момента выключения тока первого преобразователя (фиг. 3 а) на динамическом выходе его элемента 11 импульсной задержки отключения (Оиг. формируется импульс синхронизации Оиг. 3 б), который подается на вход .формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 (Фиг. 1), а именно на входы элементов 20-22 совпадений (фиг.2 Так как в момент времени 1 на счет" чике 17 код и, который подается на. второй вход элемента 26 совпадений, то на выходе элемента 20 совпадений будет импульс, который установит счетчик 17 в нуль и на выходе ЦАП 18 формируется уровень нуля линейно из" . меняющегося сигнала взаимной синхронизации (фиг 3 в, сплошная линия), Этот сигнал поступает на сумматор 9 второго ведомого канала (фиг. 1), где вычитается из выходного сигнала фильтра низких частот 7 (фиг. 3 в, штриховая линия), и разность этих сигналов поступает на релейный элемент 10. Когда сигнал выхода фильт" ра 7 низких частот больше линейно изменяющегося сигнала формирователя линейно изменяющегося сигнала 12, или когда штриховая линия становит" . ся выше сплошной (фиг, 3 в), то ре" лейный элемент 10 включается и пода" ет сигнал (фиг, 3 г) на преобразова" тель 5 (фиг. 1) второго канала, выполненный так, что независимо от момента поступления сигналов на его включение и отключение, сани вклочения и отключения происходят только в моменты перехода через нуль напря" жения питающей сети из положитель" ных значений, в отрицательные. При ,этом ток второго преобразователя по" казан на фиг. 39 Таким образом, обеспечивается точное совпадение в момент времени й 4 момента выключения ведущего преобразователя (фиг.3 а) с моментом включения ведомого преобразователя (фиг. 3 д.), В момент времени С 2 выключается релейный элемент второго канала (фиг. 3 в, г), и в момент времени 1 формируется им"3пульс синхронизации (фиг. 3 е) на динамическом входе элемента 11 за" держки (фиг. 1) второго канала, который подается на вход формирователялинейно изменяющегося сигнала 12 третьего канала.На, выходе формирователя 12 формируется сброс линейно изменяющегося сигнала (фиг. 3 ж, сплошная линия),который поступает на сумматор 9 третьего канала, где вычитается из выходного сигнала фильтра 7 низких частот (фиг. 3 ж, пунктирная линия). В этот же момент времени включаетсярелейный элемент 10 третьего канала (,Фиг. 3 3), а его преобразователь включается в момент времени 6(фиг.3 и), В момент времени 1 на один вход эле 6мента 18 совпадения(, фиг. 2) поступа" ет импульс синхронизации (Фиг. 3 б), а на другой вход - сигнал с кода (И+1 счетчика 17 (фиг. 2), в результате этого на выходе элемента 10 совпадений будет сигнал, который установитсчетчик в код 1. В момент времени с счетчик 17 устанавливается в нуль аналогично, как и в момент вре" мени й . Таким образом, циклы повто" ряются.В результате регулирования уровня .сброса линейно изменяющегося сигнала при увеличении длительности цикла работы ведущего преобразователя (фиг. 3 а) длительность цикла работы ведомого преобразователя .уменьшается (фиг. 3 д) и наоборот. Это обеспечи"вает получение амплитуды изменения результирующего тока группы преобра-. зователей (фиг. 3 к) при одинаковых токах полного включения всех преобразователей, равной амплитуде тока одного преобразователя.Работа устройства для управления группой преобразователей при больших (аналогично и при малых) заданиях поясняется на фиг. 4 на примере работы группы из трех преобразователей, в которой второй преобразователь работает с большим заданием. В момент времени й с ведущего 1-го канала (фиг. 4 а) поступает импульс синхронизации (фиг, 4 б) на 2-ой ведомый7 10014йреобразователь, В результате большого задания второй преобразователь,находясь во включенном, состоянии доприхода импульса синхронизации с ведущего канала остается во включенном эсостоянии (фиг. 4 в) и следующиепериоды питающей сети после приходаимпульса синхронизации. В момент прихода импульса синхронизации на первый вход элемента И 15 (фиг, 1), т.е.в момент времени йр , на втором еговходе, так как элемент импульсной задержки отключения 11 (фиг. 1) второго преобразователя находится в ста"тическом состоянии (фиг. 4 г), также поддерживается Формирователем 14импульсов (фиг, 1) сигнал (Фиг. 1 д).С выхода элемента И 15 (фиг. 1,,Фиг. 4 е), через элемент ИЛИ 1.6(фиг. 1) сигнал поступает на вход фор 26мирователя линейно изменяющегося сиг.нала (Фиг. 4 ж) третьего канала, который включается (фиг. 4 з) в ближай-ший момент перехода напряжения питаю 5щей сети из положительных значенийв отрицательные. В момент времени й,,(фиг, 4) примерно эа половину перио"да напряжения питающей сети до момен та выключения второго канала (фиг.4 в) .срабатывает его элемент 11 импульснойзадержки отключения (фиг. 1, Фиг. 4 г)и на динамическом выходе его формйру- .ется импульс синхронизации, которыйпоступает через элемент ИЛИ 16 навход формирователя линейно изменяющегося сигнала третьего канала(фиг. 4 ж), который затем включается(фиг. 4 3). В момент времени йпервого преобразователя на второй приходит импульс синхронизации (фиг, 4 б).Так как в этот момент времени вто-рой канал находится в выключенномсостоянии (фиг. 4 в ), то его импульсный элемент 11 задержки отключениясрабатывает (фиг. 4 г); и навыходеформирователя 14 импульсов (Фиг.1)импульс исчезает (фиг. 4 д). В результате этого импульс синхронизации спервого канала через элемент И 15второго канала не проходит на входформирователя линейно изменяющегосясигнала третьего канала (Фиг. 4 в)..а в ближайший момент времени перехо"да напряжения питающей сети иэ положительного значения в отрицательноевключается второй канал (фиг, 4 в).. В момент времени 6работа устройст"ва повторяется аналогично,как и в мо 33мент времени 6, . В результате под" ключения элементов И 1 и ИЛИ 16 и Формирователя импульсов 14 (Фиг. 1) амплитуда изменений реэультируоцего тока группы преобразователей (Фиг. 4 и) и при больших (или малых) заданиях . при одинаковых токах полного включе" ния всех преобразователей поддерживается также равной амплитуде тока одного преобразователя,Таким образом,предлагаемое изобретение обеспечивает более равномерную нагрузку сети группой преобразовате" лей и в результате улучшает энергетические показатели. формула изобретения1. Устройство для управления группой импульсных. преобразователей, содержащее в. каждом канале по числу преобразователей датчик регулируемой величины, подключенный к первому вхо" ду первого, сумматора, второй вход ко" торого предназначен для подключения блока задания, выход первого сумматора подключен через Фильтр низких частот к первому входу второго сумиато" ра, второй вход которого подключен к выходу формирователя линейно изменяющегося сигнала с элементом сброса, а выход подключен через релейный элемент к элементу задержки, выход которого предназначен для подключения к преобразователю, к входу формирователя линейно изменяющегося сигнала подключен выход предыдущего канала, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью улучшения энергетических показателей,.в каждом канале элемент, задержки снабжен динамическим выходом, а Формирователь линейно изменяющегося сигнала выполнен в виде генератора тактовых импульсов, счетчика, цифроаналогового преобразователя, двухвходовых элементов совпадений, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу счетчика, выходы которого подключены к цифроаналоговому преобразователю, а также через первые входы двухвходовых .элементов совпадений к соответствующим входам счетчика, выход наибольшего кода счетчика подключен к наименьшему из незадействованных входов счетчика, а вторые входы элементов совпадений формирователя линейно изменяющегося сигнала подключены к динвмическому9 10014 выходу элемента задержки предыдущего канала, являющемуся выходом этого канала.2. Устройство по и, 1, о т л и " ч а ю,щ е е с я тем, что оно снабже но формирователем импульсов и элементами И и ИЛИ, первый вхЬд которого подключен к выходу элемента И, первый вход элемента И подключен к входу формирователя линейно изменяющегося сига нала, а второй вход через (юрмирова- Юф 33 10тель импульсов подключен к выходу элемента задержки, динамический выходэлемента задержки подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которогоявляется выходом канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 377752, кл. Н 02 Р 13/16, 1973,2. Авторское свидетельство СССРМ 588613, кл, Н 02 Р 13/16, 1973.,