Устройство для управления группой импульсных преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЮ 01) за 1 Н 02 Р 13/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН В 4.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Челябинский пинститут им. Ленини Южноуральский за(56) 1. Авторскоепо заявке Оф 334629(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ по авт. св. У 1001433, о т л и ч а ющ е с с я тем, что, с целью улучшенияэнергетических показателей, ко входу Формирователя линейно изменяющегося сигнала подключен выход предыдущего канала через блок, контроля, формирователь линейно изменяющегося сигнала снабжен выводом сигнала тактовых импульсов, причем блок контроля выполнен в виде счетчика, двух двухвходовых элементов совпадений, первый из которых снабжен инверсным входом, элемента ИЛИ,элемента задержки, причем и-й и и-выходы счетчика подключены к входам элемента ИЛИ, а и +1-й выход - к инверсному входу первого элемента совпадений, второй вход которого подключен к выводу тактовых импульсов Формирователя линейно изменяющегося сигнала, а выход к счетному входу счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента совпадений, второй вход которого объединен со входомэлемента задержки и подключен к выходу предыдущего канала, выход элемента задержки подключен ко входу установки счетчика в нуль, выход второго элемента совпадений подключен ко входу Формирователя линейно изменяющегося сигнала данного канала.Изобретение относится к области электротехники и может бытьиспользовано для регулирования напряжения (тока, мощности, температуры) группы потребителей, например, нагревательных установок.По основному авт. св. 9 1001433 известно устройство для управления группой .импульсных преобразователей, содержащее в каждом канале по числу 1 О преобразователей датчик регулируемой величины, подключенный к первому входу первого сумматора, второй вход которого предназначен для. подключения блока задания, выход первого 15 сумматора подключен через фильтр низких частот к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу формирователя линейно изменяющегося сигнала с элемен том сброса, а выход подключен через релейный элемент к элементу задержки, выход которого предназначен для подключения к преобразователю, ко входу формирователя линейно изменяю" щегося сигнала подключен выход предыдущего канала, в каждом канале элемент задержки снабжен динамическим выходом а формирователь линейно изменяющегося сигнала выполнен в виде генератора тактовых импульсов, счетчика, цифро-аналогового преобразователя, двухвходовых элементов совпадений, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному35 входу счетчика, выходы которого подключены к цифро-аналоговому преобразователю, а также через первые входыдвухвходовых элементов совпадений к соответствующим входам счетчика, выход наибольшего кода счетчика подключен к наименьшему из незадействованных входов счетчика. Кроме того, устройство снабжено формирователем импульсов и элементами И и ИЛИ, первый вход которо о подключен к выходу элемента И, первый вход элемента И подключен ко входу формирователя линейно изменяющегося сигнала, а второй ход через формирователь импульсов подключен к выходу элемента ..50 задержки, динамический выход элемента.задержки подключен ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом канала 11 .55Недостатком устройства являетсято, что при сбоях в работе какоголибо канала его импульсы синхрониза-,ции передаются по дальнейшей цепочке синхронизации группы преобразователей, вызывая нарушение нормального квазистатического режима их работы. Это приводит к ухудшению энергетических показателей группы, вероятность сбоя .в которой увеличивается с возрастанием числа преобразователей.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.Для достижения этой цели ко входу. формирователялинейно изменяющегося сигнала подключен выход предыдущего канала через блок контроля,формирователь линейно изменяющегося сигнала снабжен выводом сигнала тактовых импульсов, причем блок контроля выполнен в виде счетчика, двухвходовых элементов совпадений, первый из кото,рых снабжен инверсным входом, элемента ИЛИ и элемента задержки, причем и-й и и-выходы счетчика подключены к входам элемента ИЛИ, а и+1-й выход к инверсному входу первого элемента совпадений, второй вход которого подключен к выводу тактовых импульсов формирователя линейно изменяющегося сигнала, а выход к счетному входу счетчика, выход элемента ИЛИ подключенк первому входу второго элемента совпадений, второй вход которого объединен со входом элемента задержки и подключен к выходу предыдущего . канала, выход элемента задержки подключен ко входу установки счетчика в нуль, выход второго элемента совпадений подключен ко входу формирователя линейно изменяющегося сигнала данного канала.В результате ввода блока контроля при сбоях в работе какого-либо канада его импульсы, синхронизации при сбоях не передаются по дальнейшей цепочке синхронизации, не нарушая тем самым нормальный квазистатический режим работы последующих преобразователей в группе. При этом сброс линейно изменяющегося сигнала последующего канала формируется при достижении своего наибольшего значения.На фиг. 1 изоеражена функциональная схема двух преобразователей в цепи взаимной синхронизации многих преобразователей; на фиг. 2 - схема блока контроля; на фиг. 3 - времен-, ные диаграммы, поясняющие работу устройства для управления группой преобразователей.1132337 4 Устройство для управления группой импульсных преобразователей (фиг. 1) включает в себя ведущий 1 и ведомый 2 каналы, подключенные к сети 3 и работающие на свои нагрузки 4, силовой ключевой элемент-преобразователь 5 (например тиристорный), датчик регулируемой величины 6, подключенный к выходу преобразователя при стабилизации электрической величины 10 (мощности) или к нагрузке при стабилизации технологической величины (температуры), фильтр низких частот 7 (интегратор) с сумматорами 8 на входе и 9 на выходе, релейный эле мент 10, выход которого через элемент задержки 11 соединен с преобразователем 5. Выход ведущего канала связан с формирователем линейно изменяющегося сигнала 12 со входом 13. 20 формирователь импульсов 14 через первый вход элемента совпадений 15 подключен к первому входу элемента ИЛИ 16, выход которого является выходом канала. Выход формирователя 25 линейно изменяющегося сигнала 12 соединен со входом сумматора 9, второй вход элемента ИЛИ 16 соединен с динамическим выходом блока задержки 11. Формирователь линейно изменяющегося сигнала состоит из счетчика 17, подключенного выходами к цифро-аналоговому преобразователю 18, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов 19, а35 входы записи и установочный вход соединены с выходами элементов И 20, 21, 22. Блок контроля 23 выполнен в виде счетчика 24, элемента ИЛИ 25, двух 40 двухвходовых элементов совпадений 26, 27 и элемента задержки 28, причем и-й и и-й выходы счетчика 24 подключены к входам элемента ИЛИ 25, а и+1-й выход - к инверсному входу 45 первого элемента совпадений 26, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов 19 формирователя линейно изменяющегося сигнала 12, а выход к счетному вхо ду С счетчика 24, выход элемента ИЛИ 25 подключен к первому входу второго элемента совпадений 27, второй вход которого объединен со входом элемента задержки 28 и подключен 55 к выходу элемента ИЛИ 16 предыдущего. канала, выход элемента задержки 28 подключен ко входуустановки счетчика 24 в нуль, выход второго элемента совпадений 2 подключен ко входу 13 формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 данного канала.Работа устройства для управления группой преобразоватепей поясняется (фиг. 3) на примере работы группы из трех преобразователей, первый из которых работает со сбоями, т,е. имеет на выходе канала импульсы синхронизации, периоды следования которых отличаются от средневзвешенного периода более чем на период питающего напряжения сети (Т ). При нормальной работе всех преобразователей в группе интервалы следования импуль. сов синхронизации равны средневзвешенному периоду их .следования или могут отличаться от него на плюс, минус один период питающего напряжения сети. В момент времени Г. примерно за половину периода напряжения питающей сети до момента выключения тока первого преобразователя (фиг.За) на динамическом выходе элемента импульсной задержки отключения 11 первого канала (фиг. 1) формируется импульс синхронизации (фиг. Зб), который подается через элемент ИЛИ 16 (фиг. 1) на вход блока контроля 23 второго ведомого канала, а именно на объединенные входы элемента совпа. бдений 27 (фиг. 2) и элемента задержки 28. Так как в данный момент времени выходной код счетчика 24 .второго канала (фиг. 2) равен и+1 (фиг. Зв) (так выбраны начальные условия), то выходной сигнал элемента ИЛИ 25 (фиг. Зг), а вместе с ним и выходной сигнал элемента совпадений 27 (фиг.2) равен нулю. Таким образом, в данный момент времени импульс синхронизации (фиг. Зб) с выхода первого канала через элемент совпадений 27 второго канала не поступает на вход 13, Так как на выходе счетчика 17 (фиг, 2) формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 (фиг, 1) наибольший код и+3 (так выбраны начальные условия), который непосредственно подключен к наименьшему из незадействованных входов 8 3 счетчика 17, что обуславливает автоматический сброс выходного кода до соответствующего уровня. При этом на выходе цифро-аналогового преобразователя ЦАП 18 (фиг. 2) формирователч линейно изменяющегося сигнала 12 (фиг. Зе, сплошная линия)также формируется сброс. Этот сигнал поступает на сумматор второго канала 9 (фиг. 1), где вычитается из выходного сигнала фильтра низких частот (фиг. Зе, штриховая линия),и разность этих сигналов поступаетна релейный элемент 10 (Фиг. 1) .Когда сигнал выхода Фильтра низкихчастот 7 больше выходного сигналаФормирователя линейно изменяющегося 10 сигнала 12 или,когда штриховая линия фиг. Зе становится выше сплошной,то релейный элемент 10 включаетсяи подает сигнал (Фиг, Зж) на преобразователь 5 (Фиг. 1), выполненныйтак, что независимо от момента поступления сигналов на его включение 15 щей сети из положительных значенийв отрицательные. Таким образом, ток второго преобразователя (фиг. Зз)начинает формироваться после включеиия релейного элемента 10 второго канала в ближайший момент перехода напряжения питающей сети из положительного значения в отрицательное, В момент времени С 1 (Фиг. 3), отличающийся от момента времени е на величину длительности задержки, определяемой элементом задержки 28 (фиг. 2), счетчик 24 блока контроля 23 импульсом синхронизации (фиг. Зб), сформированным в момент времени с через элемент задерж 0ки 28, устанавливается по входу К в нуль (фиг. Зв), На счетный вход С счетчика 24 (фиг, 2) блока контроля 23 через элемент совпадений 26 подаются тактовые импульсы от генератора тактовых импульсов 19 (фиг. 2), Формирователя линейно изменяющегося сигнала 12. Тактовые 30 импульсы формируются в моменты перехода через нуль напряжения питающей сети из отрицательных значений в положительные. Поэтому в момент времени с (Фиг, 3), отличающийся от момента времени с на период напряжедния питающей сети, формируется на выходе счетчика 24 (фиг. 2) блока контроля 23 увеличение кода (фиг., Зв)на "1". В момент времени С (фиг.З),когда сигнал выхода Фильтра низких 55частот 7 (фиг. 1) становится меньшевыходного сигнала формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 или и отключение, сами включения и отключения происходят только в моментыперехода через нуль напряжения. питаю когда штриховая линия фиг. Зе становится ниже сплошной, то релейный элемент 10 (фиг. ) выключается(фиг. Зж), обуславливая выключение тока второго преобразователя (фиг.Зз) в ближайший момент перехода напряже-, ния питающей сети через нуль из положительного значения в отрицательное. В момент времени й (фиг. 3) примерно за половину периода напряжения питающей сети до момента выключения тока второго преобразователя (фиг. Зз) на динамическом выходе его элемента импульсной задержки отключения 11 (Фиг. 1) формируется импульс синхронизации (фиг. Зи), который передается через элемент ИЛИ 16 (Фиг. 1) на вход блока контроля 23 третьего канала, имеющего выходной код счетчика 24 (фиг, 2), равный и (фиг. Зк). Ввиду этого на входы элемента совпадений 27 (фиг. 2) подаются одновременно два сигнала, а именно выходной сигнал с элемента ИЛИ 25 (Фиг. Зл) и импульс синхронизации с выхода второго канала. Таким образом, в данный момент времени на выходе элемента совпадений 27 формируется сигнал (фиг. Зм), который подается на вход 13 (фиг. 1) формирователя линейно изменяющегося сигнала 12, обуславливая формирование сброса линейно изменяющегося сигнала (Фиг. Зн) через один из элементов совпадений 20, 21, 22 (фиг. 2), на первом входе которого с выхода счетчика 17 подается разрешающий сигнал. Одновременно включается релейный элемент 10 (Фиг. 1) третьего канала (фиг. Зо), обуславливая ближайший момент перехода через нуль напряжения питающей сети из положительного значения в отрицательное включение тока третьего преобразователя (Фиг. Зп) .Результирующий ток группы из трех преобразователей представлен на фиг. Зр.1Длительность задержки элемента задержки 28 определяет длительность выходного сигнала устройства контроля 23 при пренебрежении временем срабатывания остальных его элементов. Элемент совпадений 26 (Фиг. 2) предотвращает переполнение счетчика 23 при длительном отсутствии импульсов синхронизации с выхода предыдущего канала. В противном случае счетчик 24 будет осуществлять кольцевой11323счет. Это может привести к случайным совпадениям импульсов синхронизации с выхода предыдущего канала при работе его со сбоями с выходным кодом счетчика 24, равным иили и, т.е. в данном случае эти импульсы будут восприняты блоком контроля 17 как нормальные и переданы на вход 13 формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 (фиг. 1). 1 ОНа фиг. 3 преобразователи работают со средневзвешенной длительностью цикла, равной четырем периодам напряжения питающей сети (4 Т ) . СледоваСтельно, импульсы синхронизации при 1 нормальном режиме всех преобразователей должны следовать друг относительно друга с интервалом 3 - 5 Тс .При сбоях в работе какого-либо преобразователя (фиг. За) его импуль сы синхронизации могут следовать 37 8с интервалом, меньшим 3 Тс (фиг. Зб момент времени Т ) или большем 5 Тсс (фиг. Зб), момент времени ). За счет наличия в каждом канале устройства управления блока контроля 23 (фиг. 1) импульсы синхронизации при сбоях работы, в данном случае первого канала, не передаются на вход 13 формирователя линейно изменяющегося сигнала 12 следующего, в данном случае второго канала, не нарушая тем самым его нормальный квазистатический режим работы. Таким образом, за счет ввода блока контроля сбои в работе какого-ли,бо преобразователя (канала) в цепочке синхронизации не вызывают сбои в работе последующей цепочки, что улучшает энергетические показатели группы.