Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИКЯХ 91943 А 51)5 Н 02 М 7/48 Я САНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО(56) Патент СШАМ 4039925, кл. Н 02Авторское свидеМ 1541734, кл. Н 02 7/00, 1970. льство СССР 7/48, 1987.ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПУЛЬСНЫМ ПРЕОБ 54) УСТРОИСТВОМНОГОФАЗНЫМ ИРАЗОВАТЕЛЕМ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) 21) 4785763/0722) 29,01,9046) 30,01,93. Бюл. М 472) Ю.М.Любченко и В,В,Тарас Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью.Целью изобретения является повышение безотказности устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства.На фиг, 1 представлена структурная схема многофазного импульсного преобразователя, состоящего, например, из трех основных и двух резервных преобразовательных модулей; на фиг. 2 - схема счетчика-делителя для указанной схемы,Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем, состоящим из трех основных 1 - 3 и двух резервных 4, 5 преобразовательных модулей, содержит измерительный элемент 6, источник опорного напряжения 7, сравнивающий блок 8, широтно-импульсные моду(57) Устройство длг управления многофазным импульсным преобразователем содержит измерительный элемент, источник опорного напряжения, сравнивающий элемент, широтно-импульсные модуляторы по числу модулей, генератор тактовых импульсов, распределитель тактовых импульсов, блок включения резерва, датчики отказа основных и резервных модулей. Блок включения резерва содержит регистр прямого сдвига, элемент ИЛИ, два идентичных блока согласования и два идентичных канала переключения, 2 ил, 3 табл,ляторы 9 - 13 по общему числу основных и резервных модулей. генератор тактовых импульсов 14, распределитель тактовых импульсов 15, блок включения резерва 16, датчики отказов 17 - 20 преобразовательных модулей, Блок включения резерва 16 содержит формирователи коротких импульсов 21 - 24, элемент ИЛИ 25 с четырьмя входами, счетчики импульсов 26 - 29 с модулем счета "2", счетчик-делитель 30 с модулем счета "3", элементы И 31-34, каждый из которых имеет два входа,Измерительный элемент 6 входом подключен к общему выходу преобразовательных модулей, а выходом - к входу сравнивающего блока 8, ко второму входу которого подключен источник опорного напряжения 7. Выход сравнивающего блока 8 подключен к основным управляющим входам широтно-импульсных модуляторов 9- 13 Входы каждого датчика отказов 17 - 20соединены с преобразовательными модуля 1791943ми 1 - 4, выходы датчиков 17 - 20 соединены через формирователей коротких импульсов 21-24 с первыми входами каждого из элементов И 31 - 34 и входами элемента ИЛИ 25. Вторые входы каждого из элементов И 31 - 34 соединены с выходом элемента ИЛИ 25. Выходы элементов И 31 - 34 подключены к счетным входам каждого из двоичных счетчиков 26 - 29. Выходы счетчиков 26 - 29 соединены с аДресными входами АО - А 7 распределителя тактовых импульсов 15. Выход генератора тактовых импульсов 14 соединен со счетным входом счетчика-делителя 30, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами А 8, А 9 распределителя тактовых импульсов 15, Выходы РО-Р 4 распределителя 15 соединены со вторыми входами широтно-импульсных модуляторов 9 - 13,Распределитель тактовых импульсов 15 представляет собой программируемое постоянное запоминающее устройство(ППЗУ) с десятью адресными входами АО - А 9 и пятью выходами РО - Р 4, запрограммированное в соответствии с табл. 1 (в столбце 1 указаны номера возможных режимов, характеризующихся количеством отказавших модулей и порядком их отказа (столбце 6), в столбце 2 - номер состояния, характеризующийся кодом адреса распределителя (столбцы 3, 4) и кодом выхода распределителя (столбец 5). Порядок работы модулей при различных режимах указан в столбце 7. Код адреса распределителя состоит из двух частей - кода текущего состояния модулей, определяющего номера отказавших модулей и последовательность их отказа (столбец 3) и код позиции модуля.Порядок смены состояний для счетчиков 2629 приведен в табл. 2, в табл. 3 приведен порядок смены состояний счетчика-делителя 30, выполненного, например, на 1 ККЗ-триггерах (фиг. 2),Работа устройства рассмотрена в трех режимах: запуска и работы с исправными преобразовательными модулями; отказа одного основного модуля; последовательного отказа двух основных модулей; отказа резервного модуля, ранее включенного в работу. В исходном состоянии модули 1 - 5 исправны, напряжение на выходе датчиков отказа 17-20, а значит на входах формирователей коротких импульсов 21-24 и на первых входах элементов И 31 - 34 равны логическому нулю (лог, "О". При напряжении лог. "0" на входах формирователей коротких импульсов 21-26 напряжение на их выходах, т.е. и на входах элемента ИЛИ 25, равны лог, "0". Следовательно, уровни 5 10 15 20 25 30 35 напряжения на выходе элемента ИЛИ 25, а значит и на вторых входах элементов И 31 - 34 равны лог, "0", Выходное напряжение элементов И 31 - 34 равно лог, О, Генератор тактовых импульсов 14 выключен. Счетчики 26 - 29 и счетчик-делитель 30 через установочные входы установлены в нулевое состояние, т,е, на их выходах уровни напряжения равны лог. О, Следовательно, уровни напряжения на адресных входах АО - А 9 распределителя тактовых импульсов 15 равны лог, О, Указанной комбинации сигналов на адресных входах АО - А 9, т.е. коду адреса, соответствует комбинация сигналов на выходе (код выхода) с нулевыми уровнями напряжения на выходах РО-Р 4 (см, табл.1, срока 1).Запуск устройства осуществляется включением генератора тактовых импульсов 14, Первый тактовый импульс изменяет нулевое состояние выходов 01 и 02 счетчика-делителя 30 на единичное, при этом изменяется код адреса и код выхода (код адреса и код выхода указаны в табл, 1, строка 2), Таким образом, на выходе РО распределителя 15 появляется импульс напряжения с уровнем логической единицы (лог, 1), который поступает на второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора 9 основного модуля 1, Второй тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-де 1 ителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на выходе 01 счетчика-делителя 30 (адресном входе А 8 распределителя 15) появляется напряжение лог, О, а на втором выходе 02 (адресном входе А 9 распределителя 15) - напряжение лог, 1. Изменение кода адреса распределителя 15 вызывает изменение кода на его выходе, при этом сигнал единичного уровня появляется на выходе Р 1 распределителя 15 (см, табл, 1, строка 3). На второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора 10 основного модуля 2 поступает импульс напряжения. Модуль 2 вступает в работу. Третий тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-делителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на первом 01 и втором 02 выходе счетчика-делителя 30 (адресных входах АО и А 9) появляется напряжение, соответственно, лог, 1 и лог. О, Код адреса распределителя 15 изменяется, при этом изменяется код на его выходе (табл. 1, строка 4); На выходе Р 2 появляется импульс напряжения лог, 1, который поступает на второй управляющий вход широтно- импульсного модулятора 11, Модуль 3 вступает в работу, Следующий, четвертый тактовый импульс, поступая на вход счетчика-делителя 30, переводит его в состояние, когда на его выходах 01 и 02 появляется10 20 25 30 50 55 напряжение с уровнем лог, 1, т.е, в состояние, соответствующее коду адреса при первом импульсе генератора 14 (табл. 1, строка 2). Импульс напряжения появляется на выходе 00 распределителя 15, который поступает на второй вход широтно-импульсного модулятора 9 модуля 1. Далее цикл работы при исправных модулях повторяется. Таким образом, тактовые импульсы, поступающие на широтно-импульсные модуляторы 9 - 11 основных модулей 1 - 3, сдвинуты друг по отношению к другу на время Т, где Т - период следования тактовых импульсов.Отказ преобразовательного модуля, например модуля 1, вызывает изменение уровня выходного напряжения датчика отказа 17 с лог. "0" на лог. "1", которое не меняется в гечение времени работы с неисправным модулем. При этомформирователь коротких импульсов 21 формирует короткий импульс положительной полярности, поступающий на вторые входы всех элементов И 31 - 34 через элемент ИЛИ 25. Короткий импульс напряжения появляется только на выходе элемента И 31, так как только на его первом входе присутствует напряжение лог. "1" датчика 17, Поступление импульса на вход счетчика 26 изменяет состояние его выходов, при этом на выходе О 1 (т,е, на адресном входе АО распределителя 15) появляется напряжение лог, "1", а на выходе О 2 (т.е, на адресном входе А 1) - лог, "0". , Изменение кода адреса вызывает изменение кода вь;хода (см. табл. 1, строки 5-7), при этом вместо выхода ОО импульс напряжения будет периодически появляться на выходе ОЗ, (табл, 1, строка 5). Таким образом,.при отказе модуля 1 тактовые импульсы поступают на вторые управляющие входы модулятора 12, при этом в позиции 1 работает с тем же фазовым сдвигом, что и модуль 1, резервный модуль 4.Аналогично работает устройство при отказе модуля 2 (табл. 1, строки 8 - 10) или модуля 3 (табл. 1, строки 11 - 13). При отказе модуля 2 (или 3) во второй (третьей) позиции работает модуль 4.Если при работе с отказавшим модулем, например модулем 1, и введенным вместо отказавшего модуля 4, отказал еще один модуль, например, модуль 2. датчик отказа 18 переходит в единичное состояние. Формирователь коротких импульсов 22 формирует короткий импульс, который поступает на вторые входы всех элементов И 31 - 34,В этом случае изменяют свое состояние только счетчики 26 и 27, т.к. только на. первых входах элементов И 31 и 32 присут- ствует напряжение лог. "1". На выходе 01 счетчика 26 появляется лог, й, на выходе 02 этого счетчика - лог. "1", на выходе 01 счетчика 27 - лог, "1. на выходе 02 - лог. "О" (табл. 1, строка 14 - 16). Следовательно, в позиции 1 счетчика-делителя 30 (строка 14) вместо широтно-импульсного модулятора 9 импульс поступает на модулятор 12, а в позиции 2 счетчика-делителя 30 (строка 15) импульс поступит на модулятор 13 вместо модулятора 10, Таким образом, порядок работы преобразовательных модулей будет следующий; модуль 4, модуль 5, модуль 3,Если первым отказал, например, модуль 2, а потом модуль 1, то порядок включения модулей будет следующим; в первой позиции модуль 5, во второй - модуль 4, в третьей - модуль 3, так код адреса текущегосостояния модулей определяет не только количество отказавших модулей, но и последовательность (порядок) их отказа (табл. 1,строки 17-19),При работе преобразователя допустимотказ и резервного модуля, ранее включенного в работу вместо отказавшего основного модуля, Например, если вместоотказавшего модуля 1 будет включен модуль4, который затем также откажет, последовательность включения модулей следующая:модуль 5, модуль 2, модуль 3 (см, табл. 1,строки 31 - 33),Данная схема может быть распространена в общем случае на и основных и глрезервных модулей,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для управлени;, .".ногофаз 35 ным импульснь.м преобразователем, состоящим из трех основных и двух резервных преобразовательных модулей, содержащее измерительный элемент, входом подключенный к общему выходу преобраз.аательных модулей, сравнивающий блок, один из входов которого подключен к выходу измерительного элемента, источник опооного напряжения, выходом подключенный к второму входу сравнивающего блока, широтно 45 импульсные модуляторы по общему числу основных и резервнь.х преобразовательных модулеи, основные управляющие входы которых соединены с выходом сравнивающего блока, распределитель тактовых импульсов, генератор тактовых импульсов,блок включения резерва и четыре датчика отказов, входы которых подсоединены к первым четырем по порядку преобразовательным модулям, а их выходы - к входам блока включения резерва,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения безотказности устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства, распределитель тактовых импульсов выполнен в виде1791943 торых соединены с выходом элемента ИЛИ, а выходы - со счетными входами каждого из двоичных счетчиков, выходы двоичных счетчиков соединены с адресными входами рас пределителя тактовых импульсов, выходгенератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика-делителя, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами распределителя 1 О тактовых импульсов, а выходы распределителя тактовых импульсов соединены с вторцми входами широтно-импульсных модуляторов. Режим. Состоя- ние Код Порядок Порядок раотказа боты модулей модулей выхода дои 1 И дд 1 дд 1 дэ 1 ,о П 2 Д 3 0 0 01 0оО 0 О 0 0 0 1 0 0 0 1 О О О 0 О О О О О 0 0 0 О О О О 0 0 0 0 0 0 О О 0 0 О О ОО 0 1 0 00 Первый 4 2 3 о 0 1 1 0 0 О О 1 0 1 0 10 О 0 О 1 1 1 0 0 0 1, 0 О 0 1 0" 0 0 О О 0 0 О 0 0 0 0 О 0 0 5 6 7 8 Э 1 О 1 0 0 1 О Оо 0 0 1 0 00 0 1 О 0 0 1 1 0 О0 Второй 1 4 3 0 0 0 0 0 о а а о О 0 0 0 О 1 10 0 0 1 0 1 0 1 0 0 О 00 Третий2 4 0 0 0 О 0 0 О О 0 0 О 0 0 0 11 12 13 14 15 16 01 Первый 4 5 3 О Второй 0 1 0 0 1 О 1 0 0 1 0 0 О 0 0 1 0 0 1 0 О О О О 1 0 О 1 0 1 О 0 0 00 О 0 1 О 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 О 1 1 0 1 Второй 0 Первый 5 4 3 0 О 1 0 0 О 1 17 18 1 Э 20 21 22 1 О ОО О 1 0 0 00 Первыи 4 2 5 1 Третий 0 1 0 О 0 1 0 1 О 0 О 0 О 1 О О 1 0 О 1 0 23 24 25 26 27 28 0 0 0 0 0 1 1 0 О 1 О 1 0 О О О 1 0 0 О 1 10 Третий 5 4 2 0 Первый 0 О 1 0 0 1 0 О 1 1 0 1 0 0 0 О О О 0 0 1 О 0 00 Второй 1 4 5 1 Третий 00 О О 0 0 О О 0 0 0 0 О 10 01 Третий 1 5 4 О Второй 1 1 О 1 0 0 1 О 0 О 0 О О 0 1 0 1 0 0 0 1 2 Э 30 31 32 33 34 35 36 37 38 3 Э 40 0 О 1 0 00 0 1 1 О О 1 0О О О ОО 0 0 1 0 1 Первый 0 Четвер-.,5 2 3 0 тый О 0 0 О 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 00 0 О 0 0 0 Второи1 Четвер 5 3 0 0 0 0 0 1 0 О 1 0 0 0 О 0 0 О О 0 О 0 13 1 1 0 0 01 0О 0 0 О 0 О О 0 Третий0 Четвер" 1 2 5 1 тый О 1 0 О 0 1 0 0 0 0 О 0 0 О О 4 постоянного запоминающего устройства с десятью адресными входами и пятью выходами, запрограммированного. в соответствии с таблицейописания, блок включения резерва выполнен в виде четырех формирователей коротких импульсов, элемента ИЛИ с четырьмя входами, четырех элементов И с двумя входами, четырех двоичных счетчи. ков с модулем счета два, счетчика-делителя с модулем счета три, при этом выходы каждого из датчиков отказов соеддлненц через формирователи коротких импульсов с входами элемента ИЛИ и с первыми входами Каждого из элементов И, вторые входы коКод адреса распределителя О 1 0 ОО 1 О ОО 1 0 00 0 О 0О О 0 ОО О 0 О1 0О 01 О 0 01 О О О0 1 О ОО 1 0 00 1 О 0О0 О 1 ОО О 1 01 1 0 О1 О 010 ОО 0 1 ОО О 1 00 О 1 0О О О 10 О ОО 0 О1 О О1 О 0 10 и0 0 1 10 010 0 1 1 0 0 00 0 . 0ОтказовО О 0 иет2 31 0 01791943 едактор Н,Пигина Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 158 ВНИИПИ Г оставитель Ю.Любченкоехред М.Моргентал Корректор С.Патрушева Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5