Устройство для переключения реверсивного вентильного преобразователя

)51) 4 Н 02 М 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИм льство СССР 1/08, 1982.ПЕРЕКЛ 10 ЧЕНИЯ РЕГО ПРЕОБРАЗОВА 96 4) РС ЕЛЯ(57) Изобретеэлектротехник области спользоого астоту ильтра с ие отнои може ыи декреме бгармоники ой задержера 3, выыть)ми ве ерсив ями с вано для упртильными пре ления реразоватем. Цель здельия зобре ным управлени повьппение быс кировки пеодеиствия замкнутыхческого регулирования ав тома сис 621.316.727(08Управляемый вывтоматическогоА.Д, Поздеева.1984, с. 66.торское свидет844, кл, Н 02УСТРОЙСТВО ДЛЯВНОГО ВЕНТИЛЬН путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям, Изобретение позволяет оценивать наличие субгармоник по первому совпадению Фронта импульса с выхода нуль-органа 1 реверса групп с одним из стробов, отстоящих от моментов переключений на интервалы, равные длительности полупериодов возможных субгармоник, и при обнаружении вырабатывать импульс блокировки переключения, по окончании которого переключение )К-триггера 3 происходит асинхронно по отношению к обнаруженному субгармоническому колебанию, обеспечивая затухание последнего. Т.о. реализуется принцип цифро- Я вого автоматически настраиваемого на субгармоники режепричем необходим тухания обнаруженной су еспечивается определенн й переключения )К-тригг батываемой блоком 18 бл ключения. 3 ил.ФИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления реверсивными вентильными преобразователями с раздельнымуправлением (ВПРУ).Цель изобретения - повышение быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям.На фиг. представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу устройства; нафиг,З - функциональная схема блока 15блокировки переключения,Устройство (фиг,1) содержит пос-ледовательно заключенные нуль-орган1 реверса групп вентилей и первыйэлемент НЕ 2, тактируемый дК-триггер 203, имеющий по три входа 7 и К, причем его первые входы соединены с датчиком 4 состояния вентилей, подключенным к группам 5 и 6 вентилей силовой части ВПРУ, соединенной с нагрузкой 7, вторые входы триггера 3 соединены с выходом второго элемента НЕ 8,формирователь 9 импульсов управления, третьи входы триггера 3 соединены с выходами нуль-органа 1 и первого элемента НЕ 2, а выходы - с элементами 10 и 11 задержки, причем выходы последних подключены к однимвходам элементов И 12 и 13, другиевходы которых соединены с блоком 14блокировки импульсов управления, тактирующий вход триггера 3 подключен кисточнику высокой частоты (ВЧ), авход нуль-органа 1 к источнику сигнала задания (), выходы элементов 40И 12 и 13 соединены с входами ключей15 и 16 "Вперед", "Назад", второйэлемент НЕ 8 соединен с формирователем 9 импульсов управления через элементы ИЛИ 17, а другой вход последне го - с выходом блока 18 блокировкипереключения, второй вход которогоподключен к блоку 19 сигнализациивключения устройства, а первый и третий - к формирователям 20 и 2 корот 50ких импульсов соответственно, приэтом входы формирователя 20 подключены к выходам нуль-органа 1 реверсагрупп и первого элемента НЕ 2, а входы (выполненного аналогично первому)55формирователя 21 к выходам элементовИ 12 и 13,Устройство (фиг. 1) работает таким образом, что по переключению групп вентилей, о чем свидетельствует поступление на первый вход блока 18 блокировки переключения коротких импульсов с выхода формирователя 21, по времени соответствующих фронтам сигналов на выходах элементов И 12 и 13, анализируется временное положение поступающих на третий вход блока 18 блокировки переключения импульсов задания на ре:.рс групп с выхода формирователя 20, по времени соответствующих переключению нуль-органа 1 реверса групп или первого элемента НЕ 2. Блок блокировки тереключения осуществляет анализ величины временных интервалов между импульсами, поступающими на его первый и третий входы, причем вывод о том, выработан ли импульс задания на реверс групп под действием возникающего в системе субгармонического колебания (при этом период субгармоник может приниматьитолько дискретные значения Т = - Т )оделается по факту: совпал ли указанный временной интервал между импульсами первого и третьего входов блока с одним из выработанных для этой цели стробов, отстоящих от импульсов переключения на интервалы,Т;, равные полупериодам субгармоник:Тп--- Т2 2 тпЕсли подобное совпадение произошло, например, по стробу, то импульс с выхода блока 18 через элемент ИЛИ 17 и второй элемент НЕ 8 проходит на входы Ж-триггера 3, блокируя переключение последнего по сигналам задания на реверс групп с нуль-органа 1 и первого элемента НЕ 2; а если разово - по поступающему на первый вход блока 18 импульса блока 19 сигнализации включения устройства номер выделенного строба Т; блока 8 запоминается.При дальнейших переключениях групп вентилей повторный анализ на субгармоники блоком 18 не производится, а импульс на его выходе появляется во время, соответствующее стробу Т; .По каждому новому выключению устройства работа блока 18 по анализу субгармоник повторяется.Блок блокировки переключения (фиг.З) содержит,последовательно сое 1374362диненные первый элемент ИЛИ 22, элемент 23 задержки, первый одновибратор 24, первый вход первого элемента 25 совпадения, первый вход второго эле 5 мента ИЛИ 26, второй одновибратор 27 и первый вход третьего элемента ИЛИ 28, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора 24, а выход является выходом блока, после довательно соединенные счетчик 29, входы данных регистра 30 памяти и один вход цифрового компаратора 31, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 26, а вы ход первого одновибратора соединен также с входом инвертора 32, выход элемента 23 задержки соединен с входом формирователя 33 дополнительной задержки, выход которого подключен к 20 синхровходу счетчика непосредственно, а к первому входу первого элемента ИЛИ 22 через второй элемент 34 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого КБ-триггера 35, 25 При этом Б-вход последнего подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 22, к установочному вхоцу счетчика 29 и является первым входом блока, установочный вход регистра 30 и вход 30 второго КЫ-триггера 36 также объединены и являются вторым входом блока, Выход Второго одновибратора 27 соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ 37, а через второй КБ-триггер 36 - с вторым входом первого элемента схемы 25 совпадения, третий вход которого является третьим входом блока, а выход подключен к входу ввода регистра 30, выходы которого соединены с первой группой входов цифрового компаратора 31, при этом. вторая группа входов последнего подключена к выходам счетчика 29, первые два из которых совместно с выходом инверто ра 32 подключены также через третий элемент 38 совпадения к первому входу четвертого элемента ИЛИ 37, выход которого соединен с входом первого РБ-триргера 35.50Рассмотрим работу блока блокиров:,и переключения, предназначенного, например, для ВПРУ, выполненного по шестипульсной (ш = 6) схеме для частоты сети ю = 50 Гц (Т, = 20 мс), способного подавлять субгармоники с и = 2, 3, 4. Интервалы отстояния стробов от импульса переключения при этих чсловиях состаВляют Т п 20Т,: ".: - Т = - п=1 67 п(мс) 2 2 т12т.е. оказываются кратными величине ЕТ = 1,67 мс, что позволяет выполнить генератор стробов, например, в виде циклически перезапускаемого элемента задержки с Временем цикла перезапуска, равным лТ. Ероме того стробы, середины которых должны быть расположены в точках Т, должны сами иметь длительность Г , достаточную для перекрытия Возможной нестабильности полупериода субгармоники из-эа нестабильности частоты реального сетевого напряжения.Блок блокировки переключения при этом работает следующим образом. По включении устройства импульс включения (фиг.2 а) через второй вход бло-, ка 18 проходит на установочные входы регистра 30 и второго КБ-триггера 36, устанавливая их в исходное состояние,По очередному срабатыванию нуль- органа 1 реверса групп (фиг.1 1 его выходной сигнал (фиг.2 б), пройдя че-рез Формирователь 20, преобразуется в импульс задания на реверг (Фиг,2 В) и поступает через третий вход блока 18 на вход первого 25 элемента совпадения, заблокированного по одному из входов одновибратором 24, кроме того, выходной сигнал переключает ЛК-триггер 3 и с его прямого и инверсного выходов, пройдя через элементы 1 О и 11 задержки и элементы И 12 и 13 (при разрешающем потенциале на выходе блока 14), на выходах последних имеет вид, соответствующий фиг,2 г, 2 з и, пройдя через формирователь 21, преобразуется в импульс переключения (Фиг.2 е), поступающий на первый вход блока 18.С первого входа блока 18 импульс переключения поступает на вход первого ВБ-триггера 35, устанавливая потенциал его выхода в соответствии с фиг,2 ж и разрешая прохождение сигнала с выхода формирователя 33 дополнительной задержки на первый вход первого элемента ИЛИ 22, на второй вход первого элемента ИЛИ 22, который является входом циклически перезаг,ускаемого элемента задержки, включающего в себя также элемент 23 задержки (основной), формирователь 33 дополнительной задержки и второй элемент 34 совпадения, а также на установоч 13743 б 2ный вход счетчика 29, производя егоисходную установку,Прошедший элемент ИЛИ 22 импульспереключения элементом 23 задержкизадерживается на время, равное= ЬТ - Г/2, и проходит на первый одновибратор 24, который, начиная с момента С, формирует первый из стробов (Фиг.ЗЗ) длительностью с, центр которого отстоит от импульса переключения на ЬТ, Кроме того, импульс с 10 выхода элемента 23 поступает на Формирователь 33 дополнительной задержки, осуществляющий его задержку ещена с /2. Таким образом, отстояние импульса перезапуска на выходе формирователя 33 от импульса переключениясоставляет 20 о,икль/2 + с/2 = аТ,Через элементы 34, 22 импульс перезапуска поступает на вход элемента 23 и перезапускает последний, форющих на его вход импульсов перезапуска. Если субгармоническое колебаниеотсутствует, т.е, нет одновременно 30 го прихода сигналов на входах элемента 25 совпадения с третьего входаблока и с выхода первого одновибратора 24, а максимальная гармоника, анализируемая блоком, имеет, например, и= 4, то при появлении на выходах счетчика 29 кода числа 3, соответствующего и - 1, в следуюмакс щей за третьим стробом паузе, по сигналу с выхода инвертора 32 (Фиг,2 и) срабатывает третий элемент 38 совпадения (фиг,2 к) и через четвертый 40 элемент ИЛИ 37, перебрасывает первый КБ-триггер 35 (Фиг.2) и размыкает череэ элемент 34 цепь перезапуска генератора стробов, в результате чегопоследним вырабатывается четвертый строб и генератор стробов прекращаетсвою работу до следующего импульсапереключения, Если субгармоническоеколебание (фиг,2, ь) имеет место,П причем, например, его и = 4, как приведено на Фиг2 л, то в момент временипоявляется импульс задания на реверс (фиг,2 а), происходит его совпадение со стробом (Фиг,2 з) и появляется сигнал (Фиг.2 и) на выходе элемента.25 совпадения, который через второй элемент ИЛИ 26 запускает второй одмируя передний фронт второго строба. 25Счетчик 29 осуществляет счет поступановибратор 27 (фиг,2), выходной импульс с которого (фиг.2 п) имеет длительность, достаточную для обеспечения необходимого декремента затуханиясубгармонического колебания и проходит через третий элемент ИЛИ 28 навыход блока (фиг,2 р), кроме того,благодаря связи выхода второго одновибратора 27 с входом первого КЯтриггера 35 через четвертый элементИЛИ 37 при обнаружении субгармоникс п = 4 цепь перезапуска генератора,стробов также будет разомкнута; поступает на вход управления регистра30, переписывает код с выходов счетчика 29, зафиксировав тем самым номерстроба, характеризующий пслупериодобнаруженной субгармоники,После этого при дальнейших переключениях анализ субгармоник не производится, для чего задним Фронтомсигнала с выхода второго одновибратора 27 второй Б.Б-триггер Зб перекточается в состояние (фиг.Зм), блокирующее работу элемента 25 совпаденияПри переключениях (коде1 ) счет 2чик 29 ведет счет стробов до установки на его выходах кода, равного коду,зафиксированному регистром 30. Приэтом (момеит времени 1;.,) цифровойкомпаратор 31 срабатывает (фиг.а) исигнал с его выхода через элементИЛИ 2 б проходит на второй одновибратор 27, который формирует очереднойимпульс блокировки переключения(фиг.2 и), поступающий через третийэлемент ИЛИ 28 на выход блока(фиг,2 р).Предлагаемое устройство для подавления в субгармоник используетодин иерезапускаемый генератор стро -бов, реализовано применением толькоцифровых компонентов, практическине влияет на частоту переключениягрупп вентилей вплоть до частот,близких к частотам субгармоническихколебаний. При использовании предлыаемога устройства повышается быстродействие замкнутых систем автоматического р- гулирования в ВПРУ за счет подавления субгармонических колебаний, что позволяет например, для электроприводов подач металлорежуших станков значительно повысить качество обработки деталей и производительность работы оборудования (особенно для несколькихэлектроприводов, работающих совместно в системах контурной обработки),формула изобретенияУстройство для переключения ревер 5 сивного вентильного преобразователя, содержащее тактируемый ЛК-триггер, первый 1-вход которого непосредственно, а первый 1 с-вход через первый элемент НЕ подключены к выходу нуль- органа реверса групп вентилей, вторые - и 1-входы объединены и подключены ,к выходу второго элемента НЕ, а третьи 1- и 1-входы предназначены15 для подключения к выходу датчика состояния вентилей преобразователя, тактируемый вход 3 К-триггера предназначен для подключения к генератору высокой частоты, прямой и инверсный выходы ЛК-триггера через первый и второй элементы задержки соответственно соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объе динены и подключены к выходу блока блокировки импульсов управления, выходы первого и второго элементов И предназначены для подключения к управляющим входам ключей распределения ЗО импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения быстродействия замкнутых систем автоматического регулирования путем обеспечения их устойчивости к субгармоническим колебаниям, введены первый и второй формирователи коротких импульсов, блок блокировки переключений, элемент ИЛИ и блок сигнализации включения устройства, первый и второй входы первого формирователя коротких им-. пульсов подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому45 входу блока блокировки переключений, второй и третий входы которого соеди. нены с выходами блока сигнализации включения устройства и второго формирователя коротких импульсов соответственно, выход блока блокировки переключений соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого предназначен для подключения к выходу формирователя импульсов управления, а выход соединен с входом второ го элемента НЕ, первый и второй входы второго формирователя короткихимпульсов соединены с выходами нульоргана, реверса групп и первого элемента НЕ соответственно, причем блокблокировки переключений содержит последовательно соединенные первыйэлемент ИЛИ, элемент задержки, первый одновибратор, первый вход первого элемента совпадения, первый входвторого элемента ИЛИ, второй одновибратор и первый вход третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, счетчик, выходы которого соединены с входами данных регистра памяти и одними входами цифрового компаратора, другие входы которого соединены с выходами регистра памяти, авыход с вторым входом второго элемента ИЛИ, формирователь дополнительнойзадержки, вход которого соединен свыходом элемента задержки, а выход ссчетным входом счетчика и первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а второйвход - к выходу первого КБ-триггера,К-вход которого соединен с выходомчетвертого элемента ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом третьегоэлемента совпадения, а второй - с выходом второго одновибратора, первыйи второй входы третьего элемента совпадения соединены соответственно спервым и вторым выходами счетчика,а третий через инвертор - с выходомпервого одновибратора, второй КЗтриггер, Я-вход которого подключен квыходу второго одновибратора, а выход - к второму входу первого эле-,мента совпадения, выход которогосоединен также с входом ввода регистра памяти, второй вход первого элемента ИЛИ, Я-вход первого КЗ-триггера и установочный вход счетчика объединены и являются первым входом блока блокировки переключений, вторымвходом которого являются объединенные К-вход второго. КЯ-триггера, иустановочный вход регистра памяти, атретьим - третий вход первого элемента совпадения, выходом блока блокировки переключения является выходтретьего элемента ИЛИ,1374362 Составитель М, Меркуловадактор Т. Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор С, Шекмар 66 Т писно Проих твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,каз 614/52ВНИ ИПИ Государствен делам изоорете 35, Москва, Ж-З о комитета СССРи открытийРаушская наб., д.4/5