Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9) (И ВТОРСНОМ ВИДЕТЕЛЬ СР СЬ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ АНИЕ ИЗОБР(53) 62 1, 316,727 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 605305, кл. Н 02 Р 13/24, 1976,Авторское свидетельство СССР У 849411, кл. Н 02 Р 13/24, 1981. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение предназначено для цифрового управления вентильным преобразователем. Цель изобретения повышение быстродействия. Устройство содержит фильтр 1, выходом соединенный с нуль-органом (НО) 2, элемент ИЛИ 3, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 4, ключи 5, 10, счетчики 6, 11, блок сравнения (БС) 7, регистр 8, триггер 9, логический блок (ЛБ) 12 с входами "знак задания" 14 и "разрешение работы" 15 и распределитель 13. Выход НО 2 соединен с шестью входами ЛБ 12 .и элемента ИЛИ. Выходы ЛБ 12 соединены с тре.мя входами распределителя 13 и одним входом ключа 5, другим входомподключенным к выходу ГГИ 4 и входуключа 10, Выход элемента БЖ 3 соединен с входом сброса счетчика 6, счет.ным входом подключенным к выходуключа 5. Входы БС 7 соединеиь 1 с выходами счетчика 6 и регистра 8. Выход БС 7 соединен с 8-входом триггера 9, выходом подключенным к входуключа 10Выход ключа 10 соединен ссчетным входом счетчика 11, выход переполнения которого соединен с Квходом триггера 9 и четвертым входомраспределителя 13. Введение элемента ИЛИ 3, ключа 5 и ЛБ 12 и указан"ное соединение элементов обеспечивают включение преобразователя вближайший полупериод питающего напряжения после поступления сигналаразрешения на его работу. Этим достигается поставленная дель. 5 ил,1Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления полупроводниковымивыпрямителями.Цель изобретения - повышение .быстродействия устройства,На Фиг. 1 представлена структурнаясхема заявляемого устройства; нафиг.2 - временная диаграмма работыустройства; на Фиг,3 - схема логического блока и.распределителя; наФиг.4 - схема нуль-органа; на фиг,5временная диаграмма работы нуль-органа,Цифровое устройство для управления вентильным преобразователем(Фиг.1) содержит фильтр 1, нуль-орган 2, элемент ИЛИ 3, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 4, второйключ 5, первый счетчик 6, блок 7сравнения, регистр 8, триггер 9,первый ключ 10, второй счетчик 11, логический блок 12, распределитель 13.Выход Фильтра 1 соединен с входомнуль-органа 2, выходы которого объединены с шестью входами логическогоблока 12 и входами элемента ИЛИ 3,выход которого подключен к входу"Сброс" первого счетчика 6, к счетному входу которого через второйключ 5 подключен ГТИ 4, входы блока 7сравнения соединены с выходами первого счетчика 6 и регистра 8, а выход - с Б-входом триггера 9, выходкоторого подключен к первому входупервого ключа 10, к второму входукоторого подключен ГТИ 4, а выходобъединен со счетным входом второгосчетчика 11, выход переполнения которого соединен с Е-входом триггера 9и входом распределителя 13, с тремяостальными входами которого соединены три выхода логического блока 12четвертый выход которого связан свторым входом второго ключа 5, а надва входа 14 и 15 поступают сигналызнаказадания и разрешения работы.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Сетевое напряжение после Фильтра 1поступает в нуль-орган 2, которыйформирует шесть последовательностейимпульсов, соответствующих переходучерез ноль фазных напряжений как ототрицательного полупериода к положительному, так и от положительногополупериода. к отрицательному, Этишесть последовательностей суммируются элементом ИЛИ 3, с выхода кото 1239806 2рого импульсы поступают на вход"Сброс" первого счетчика. 6, подготавливая его для счета импульсов,поступающих с ГТИ 4 через второйключ 5.Для увеличения быстродействия вентильного преобразователя, что асовбенно важно при частых реверсах, необходимо его включение производитьц в ближайший полупериод питающегонапряжения после поступления сигналаразрешения на его работу,Для этого в заявляемом устройствепри наличии сигнала разрешения работы на входе 15 из импульсов, соответствующих переходу сетевого напряжения от положительного полупериоцак отрицательному или от отрицательного к положительному (фиг,2) в за, висимости от логического уровня сигнала знака задания на входе 14, формируется импульс записи на выходе 18в распределитель 13 сигналов с выходов 16 и 17 логического блока 12.Сигналы на выходах 16 и 17 логического блока 12 представляют собой импульсы, соответствуощие переходу через ноль напряжений фаз В и С соотвественно. Если импульс записи на30выходе 18 формируется из импульса перехода через ноль фазы А, то сигналына выходах 16 и 17 имеют нулевойуровень, а при Формировании импульсовзаписи на выходе 18 из импульсов перехода через ноль фаз В или С уровень логической единицы имеет сигнал на выходе 16 или 17 соответственно, При поступлении импульса за-.писи с выхода 18 в распределитель 13в соответствии с логическими уровзняии сигналов на выходах 16 и 17 наего выходах устанавливаются сигналы,обеспечивающие при поступлении первого импульса с второго счетчика 11формирование распределителем 13 имспульса открывания вентиля требуемойФазы. Одновременно на выходе 19 логического блока 12 формируется постоянный уровень, разрешающий поступление импульсов с ГХИ . через второ рой ключ 5 на счетньгй вход первогосчетчика 6, обнуляемого импульсами,поступающими с элемента ИЛИ 3,Запись кода на задержку, определя.заданным углом открывания венти.55 лей, произгодится в регистр 8, Припоступлении с нуль-органа 2 черезэлемент ИПИ 3 импульса. подлежащегозадержке происхоцит сброс в ноль39806 О15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 12первого счетчика 6 текущего значениякода Фазового сдвига, после чего пер.вый счетчик 6 начинает считать импульсы с ГТИ 4. При совпадении кодовпервого счетчика 6 и регистра 8 блок7 сравнения формирует импульс, посту.пающий на Я-вход триггера 9, сигналс выхода которого разрешает поступление импульсов от ГТИ 4 через первыйключ 10 во второй счетчик 11, емкость которого выбрана таким образом, чтобы на его выходе "Переполнение" появился импульс через 60 эл.градкоторый поступает на К-вход триггера 9, устанавливая на его выходе сигнал,запрещающий прохождение импульсов ГТИ 4 через ключ 10 на счетныйвход второго счетчика 11, и входраспределителя 13, который формирует сигнал открывания вентиля требуемой фазы. Цикл задержки следующегоимпульса нуль-органа 2 идентиченописанному. При отключении вентильного преобразователя сигнал разрешения работы на входе 15 меняет свойлогический уровень. При этом нулевойуровень на выходе 19 логическогоблока 13 запрещает прохождение импульсов ГТИ 4 через второй ключ 5 насчетный вход первого счетчика 6,отключая тем самым устройство.При повторном включении вентиль- .ного преобразователя устройство работает аналогично,На фиг.З представлена схема возможной реализации логического блока 12, Поступающие на логическийблок 12 импульсы, соответствующиепереходу через ноль Фазных напряжений от отрицательного полупериода кположительному и от положительного котрицательному, суммируются элемента.ми ИЛИ 20 и 21 соответственно, и взависимости от логического уровнясигнала знака задания на входе 14на элемент задержки, собранный навентиле 22, конденсаторе 23 и элементе И-НЕ 24, поступают импульсы, соответствующие переходу фазных напряжений от отрицательного к положительному полупериоду через элементИ-НЕ 25 и элемент ИЛИ 26 или переходу от положительного полупериодак отрицательному через элемент И-НЕ27 и элемент ИЛИ 28. Элемент И 29служит для создания сигнала, инверсного сигналу знака задания на входе 14, При наличии сигнала разрешения работы на входе 15 импульс после элемента задержки поступает на тактовый вход триггера ЗС и элемент И 29, на входы которого поступают также сигнал с инверсного выхода триггера 30 и сигнал разрешения работы с входа 15. Если эти сигналы имеют уровень логической единицы,на зыходе 18 логического блока 12 появляется сигнал записи в распредели- тель уровней сигналов на выходах 16 и 17. На выходы 16 и 17 поступают сигналы перехода через ноль фаз В и С соответственно, которые формируются из сигналов перехода от положительного полупериода к отрицательному и обратно соответствующих фаз на элементах ИЛИ 31 и 32. По заднему фронту импульса, поступающего с элемента задержки, триггер 30 устанавливается в единичное состояние, о чем информация появляется на выходе 19 логического блока 12, одновременно сигнал с инверсного выхода запрещает дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 29.На фиг.З показана схема распределителя на базе счетчика 33 и дешифратора 34, выполненных на микросхемах К 155 ИЕ 7 и К 155 ИД 4, причем выходы 16 и 17 логического блока 12 подключены к информационным входам. счетчика 33, а вьход 18 к его входу записи, а на счетный вход поступают импульсы переполнения второго счетчика 11. С выхода дешифратора 34 сни маются сигналы для управления вентилями преобразователя. На фиг,4 показана возможная схема реализации нуль-органа 2. фазные напряжения поступают на компараторы 35, где они преобразуются в форму меандра (Фиг.5), который поступает на фор. мирователь 36, формирующий импульсы по фронту и срезу входного сигнала, Формирователь 36 выполнен на элементах задержки, собранных на элементах И-НЕ 37 и 38, вентилях 39 и 40, конденсаторах 41 и 42, и элементах И 43 и 44. Инвертор 45 служит для получения сигнала инверсного входному.Технический эффект от внедрения заявляемого устройства заключается в повьппении показателей качества процессов регулирования выходного напряжения вентильных преобразователей за счет увеличения их быстродействия. В заявляемом устройстве включение вентильного преобра39806 ключа 3 12 зователя происходит в бл:нижайшую фазу питающего напряжения. Наибольший эффект может быть получен при использовании устройства в вентилькых преобразователях, применяемых для питания автоматизированного электропривода с широким диапазоном регулирования, где оно создает благоприятные предпосылки для оптимизации электра- привода по быстродействию,Формула изобретения Цифровое устройства для управления вентильным преобразователем, содержащее фильтр, саедикенный с нуль- органом, блок сравнения, входы которого соединены с выходами первого счетчика и регистра, а выход - с Я- входом триггера, выход котарага соединен с управляющим входом первого ключа, генератор тактовых импульсов, подключенный через первый ключ к счетному входу второго счетчика, вь 1- ход которого связан с входом распределителя и К-входом триггера., о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно снабжено элементам ИЛИ, вторым ключом и логическим блоком, включающим два трехвхадавых элемента ИН, выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых через первый двухвходавый элемент ИЗМ и элемент задер жки подключен к первому входу трех- с бвходового элемента И, тактовому входу 1 К-триггера, инверсный выход которого подключен к второму входутрехвходавого элемента И третийвход которого подключен к К-входу1 К-триггера, который является входам"Разрешение рабаты" логического блаха, второй вход одного из двухвходовых элементов И подключен к выходу 1 О элемента НЕ, вход которого подключен к второму входу другого двухвхадавого элемента И, который являетсявходом 13 нак заданияк логическогоблока, входы двух трехвходовых эле ментов ИЛИ являются информационнымиходами логического блока, входы каждого кз двух двухвходовь.х элементовИЛИ подключены к противафазным инфор мационным входам логического блока, 2 С выходы двухвхоцовых элементов ИЛИ ивыход трехвхадового элемента И являются тремя выходами погическогаблока, выход 1 К-триггера являетсячетвертью выходом логического блока, 25 причем противафазные выходы нульоргана подключены к входам элементаИЛИ и информационным входам логического блока, выход элемента ИЛИ подключен к входу "Сброс" первого счет- ЗО чика, к счетному входу которого через второй ключ подключен генератортактовых импульсов, три выхода логического блока подключены к тремвходам распределителя, а четвертыйнынад - к управляющему входу второгоСоставитель О. Пар Техред М.Ходанин нова "орректор Г,Решетни Редактор Р.Цици 1 одписно Тираж 631 Государственно отелам изобретен Москва, Ж, Р Заказ 3405/5 чВЕ 3 ИИПИ 000 Р тии когтит и отк по113035,ш оизвод о-полиграфическое предприятие, г.уытород, ул. Проектна