Устройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХесгвБлик 031 Н 02 Н 7/12 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬС АВТ ОМ 2(71) Московский институт инодорожного транспорта не елез 72) А.В, Горлен ов, В.П. Феокт И,К, Лакин, А.В, Никифоов и Н,Г. Шабалин 088.8)идетельство ССС 01 В 31/28, 1975. идетельство ССС 01 К 31/28, 1979.идетельство ССС 02 Н 7/12, 1983. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля фазы, длительности и амплитуды импульсов управления тиристорными преобразователями.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем содержит блок 1 управления, информационные выходы 2 которого подключены к блоку 3 индикации,(53) 621,316.572( (56) Авторское с М 553553, кл. 6Авторское с М 864194, кл, 6Авторское с йг 1100708, кл, Н (54) УСТРОЙСТВ НИЯ СИСТЕМ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВА МПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЪМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕММ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля фазы, длительности и амплитуды импульсов управления тиристорными преобразователями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля, Для этого в устройство для диагностирования, выполненное на цифровых микросхемах, введен дополнительный регулируемый источник опорного сигнала и узел измерения амплитуды, входящий в блок измерения, выполненный в виде регистра сдвига, выход которого соединен с дешифратором посредством цепей, состоящих из последовательно включенных двух групп элементов И и триггеров. 3 ил. первая 4 и вторая 5 группы входов подключены соответственно к выходам блока синхронизации системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и СИФУ, вход 6 сигнала запуска операции контроля подключен к выходу блока запуска операции контроля, вход 7 задания контроля фазы импульсов подключен к выходу блока задания контроля фазы импульсов, вход 8 задания контроля длительности импульсов подключен к выходу блока задания контроля длительности импульсов, группа 9 и дополнительная группа 10 информационных входов подключены к выходам 11 и 12 узла 13 измерения временных параметров (фазы и длительности) и узла 14 измерения амплитуды импульсов блока 15 измерения, выход 16 сигналов контроля фазы и длительности подключен к уп 1598031равляющему входу 17 узла 13, выход 18 сигналов синхронизации контроля подключен к синхрониэирующим входам 19 и 20 узлов 13 и 14, выход 21 сигналов сброса-пуска подключен к установочным входам 22 и 23 узлов 13 и 14, а выход 24 сигналов СИФУ подключен к входу порогового элемента 25 с изменяемым порогом срабатывания, дополнительный вход которого подключен к выходу регулируемого источника 26 опорного сигнала, выходы 27 управления которого подключены к управляющим выходам 28 узла 14, а выход порогового элемента 25 подключен к информационному входу 29 уЗла 14 и к входу формирователя 30 импульсов, выходы которого подключены к информационным входам 31 и 32 узла 13,Блок 1 управления содержит генератор 33 тактовых импульсов, один вход которого подключен к входу 6, другой - к одному из входов первой группы 4 входов, а выход - к входу первого счетчика 34, выходы которого подключены к управляющим входам оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 35 и первого 36 и второго 37 мультиплексоров, информационные входы которых подключены соответственно к второй 5 и первой 4 группам входом, а выходы - к выходам 24 и 18 блока контроля. Выход мультиплексора 36 подключен к входу сброса второго счетчика 38, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 33, а выход - к входу ОЗУ 35. Тактовые входы первого 39.и второго 40 триггеров подключены к выходу генератора ЗЗ, их установочные входы - соответственно к входам 7 и 8 блока 1 управления, а выходы - к информационным выходам 2 и входам элемента ИЛИ 41, выход которого подключен к выходу 16 блока 1,Узел 13 измерения временных параметров содержит переключатель 42, входы которого подключены к входам 17, 19 и 32 узла 13, а выход - к первому входу коммутатора 43, второй вход которого подключен к входу 31, третий - к входу 22 узла 13, а четвертый - к выходу генератора 44 эталочной частоты, управляемого сигналом с входа 17 узла 13. Выход коммутатора 43 подключен к тактовому входу счетчика 45, установочный вход которого подключен к входу 22 узла 13, а выходы - к входам дешифратора 46, выходы которого подключены к выходам 11 уз. ла 13.Узел 14 измерения амплитуды импульсов содержит и-рэзрядный регистр 47 сдвига, первый вход которого подключен к входу 20, второй - к входу 23 узла 14, а выходы - к входам и каналов 48,1-48.п передачи сигнала, первый из которых содержит входной45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 элемент И 49.1, 1=1, 2 п, первый вход которого является входом 50,1, 1=1, 2 п, соответствующего канала, второй вход подключен к входу 29 узла 14, а выход - к тактовому входу входного триггера 51.1, 1=1, 2,п, установочный вход которого подключен к входу 23 узла 14, а выход - к первому входу выходного элемента И 52 1, 1=1, 2,п, второй вход которого подключен к входу 50.1 данного канала, а выход - к тактовому выходного триггера 531, 1=1, 2 п, установочный вход которого подключен к входу 23 узла 14, вход синхронизации триггеров 53.1 от первого до (и)-го каналов 48.1 подключен к входу 50.1 от второго до и-го каналов 48,1, а выходы триггеров 531 подключены к управляющим выходам 28 узла 14 и к входам дешифратора 54, выходы которого подключены к выходам 12 узла 14,Регулируемый источник 26 опорного сигнала может быть выполнен в виде цифроаналогового преобразователя на и-разрядной матрице йВ, преобразующей входной двоичный н-разрядный код в ток, последовательно соединенный с операционным усилителем, преобразующим ток в выходное напряжение согласно выражениюИОп= , Омаксцмасгде 1 чмкс - максимальное значение кода;О - максимальное значение Оп,соответствующее Ямас.Устройство работает следующим образом.На входы блока 1 управления поступают контролируемые импульсы, которые через пороговый элемент 25 поступают на узлы 13 и 14 блока 15 измерения, через формирователь 30 - на узел 13 измерения временных параметров (фазы и длительности) и непосредственно на узел 14 измерения амплитуды.Цифровая оценка результатов контроля высвечивается в блоке 3 индикации. Через вторую группу 5 входов, связанную с выходами СИФУ, блок 1 управления осуществляет поочередное подключение выходных сигналов СИФУ к выходу 24, соединенному с одним из входов порогового элемента 25. Через группы 9 и 10 информационных входов и информационные выходы 2 блок 1 управления передает информацию о результатах контроля в блок 3 индикации. Импульсы синхронизации, связанные с входами СИФУ через первую группу 4 входов, формируются в моменты перехода через нуль питающего напряжения преобразователя. Нэ входы 6 - 8 блока 1 управления подаются соответственно ко 1598031манды "Контроль", "Фазовый сдвиг", "Длительность",Блок управления работает следующимобразом. Через вход группы 5 подается команда "Контроль", которая запускает генератор 33 тактовых импульсов, синхронизированный с.сетью, формируя на его выходе импульсы, запускающие счетчик 34, разрядность которого равна количеству контролируемых каналов. С выходов счетчика 34 сигналы поступают на управляющие входы первого 36 и второго 37 селекторов- мультиплексоров. Первый селектор-мультиплексор 36 осуществляет поочередное подключение к выходу 24 блока 1 управления выходных сигналов СИФУ, а второй селектор-мультиплексор 37 поочередно подключает к выходу 18 блока 1 управления соответствующие импульсы синхронизации. Сигнал синхронизации, соответствующий импульсации выпрямленного напряжения сети, поступает на вход генератора 33 тактовых импульсов. Переключение каналов происходит по тактам работы генератора 33 тактовых импульсов.Формирование сигналов на выходе 16блока 1 управления осуществляется с помощью первого 39 и второго 40 триггеров, При контроле фазового сдвига на вход 7 подается команда "Фазовый сдвиг", по которому первый триггер 39 устанавливается в нулевое состояние, Сигнал с выхода генератора 33 тактовых импульсов устанавливает на выходе триггера 39 уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 41 поступает на выход 22 блока 1 управления ичерез информационные выходы 2 блока 1 управления в блок 3 индикации, При контроле длительности импульсов на вход 8 поступает команда "Длительность", которая устанавливает на выходе второго триггера 40 уровень логического нуля, а сигнал с выхода генератора 33 - уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 41 поступает на выход 16 блока 1 уп. равления и в блок 3 индикации. Таким образом, на выходе 16 блока 1 управления в зависимости от команд, поступающих на входы 7 и 8 блока 1 управления, формируется сигнал, поступающий в узел 13 измерения временных параметров фазы и дл ител ь ности),Информация о номере контролируемого канала СИФУ с выходов счетчика 34 поступает в ОЗУ 35. Кроме того,через группы 9 и 1 О информационных входов блока 1 управления на входы ОЗУ 35 поступает информация с выходов узлов 13 и 14 блока 15 измерения параметров импульсов. Запись в ОЗУ 35 результатов контроля осуществляет 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ся по сигналу с выхода счетчика 38, который считает(п+1) контролируемый импульс с выхода первого селектора-мультиплексора 36, где и - разрядность регистра 47 сдвига в узле 14 блока ,5 измерения. В процессе контроля на входе порогового элемента 25 появляется контролируемый импульс, который поступает на вхоД формирователя 30 импульсов, подключенного выходами к узлу 13 измерения временных параметров (фазы и длительности). На одном иэ выходов. формирователя 30 импульсов формируется сигнал по переднему фронту контролируемого импульса, а на другом выходе - по заднему фронту контролируемого импульса. На выходе 18 блока 1 управления, связанного с входами 19 и 20 узлов 13 и 14 блока 15 измерения, формируется сигнал синхронизации при появлении импульсов на первой группе 4 входов блока 1 управления, На выходе 16 блока 1 управления формируется сигнал в зависимости от сигнала управления на входах 7 и 8. На втором выходе 21, соединенном с входами 22 и 23 узлов 13 и 14 блока 15 измерения параметров импульсов, формируется сигнал сброса-пуска.При измерении временных параметров (фазы длительности) переключатель 42 при контроле фазы импульсов подключает к своему выходу сигнал, поступающий с выхода 18 блока 1 управления (сигнал синхронизации), а при измерении длительности импульса - сигнал с входа 32 узла 13, на котором формируется сигнал по заднему фронту контролируемого импульса. Управление переключателем 42 осуществляется с помощью сигнала с выхода 16 блока 1 управления.На второй вход коммутатора 43 поступает сигнал с входа 31 узла 13, формируемый блоком 30 по положительному фронту контролируемого импульса, и на первый вход сигнал с выхода переключателя 42, Эти сигналы определяют интервал времени, в течение которого коммутатор 43 передает на свой выход сигналы с выхода генератора 44 эталонной частоты. который в режиме измерения фазы составляет 18 кГц, а в режиме измерения длительности 180 кГц, Счетчик 45 отсчитывает импульсы с генератора 44 и передает результат на дешифра- тор 46. После очередного отсчета коммутатор 43 не реагирует на последующие сигналы, пока на его вход не поступит с блока 1 управления сигнал сброса с выхода 21, который также обнуляет счетчик 45.Узел 14 измерения амплитуды импульсов работает следующим образом. Запуска 1598031ющий импульс, формируемый на выходе 21блока 1 управления; записывает "1" на выходе и-разрядного регистра 47 сдвига, подключенного к входу 50.п канала 48.п,устанавливает в "1" триггеры 51 Л, 53,п и в"0" триггеры 53.п.53,1 (на фиг. 3 принятоп - 4). Выходные сигналы триггеров53,153.п (фиг. 3) образуют и-разрядныйдвоичный код, который передается на входы27 регулируемого источника порогового сигнала. Таким образом, после поступления запускающего импульса на группе выходов 28сформирован и-разрядный двоичный код сединицей в старшем разряде. Этот код вблоке 26 преобразуется в сигнал уровня порога срабатывания элемента 25,Если амплитуда контролируемого импульса выше установленного пороговогоуровня, то на первых входах элементов 41,появляется импульс, который устанавливает триггер 51,п в состояние "0" (фиг. 3), Впротивном случае сигнал на выходе триггера 51.п не изменяется. Во время приходаочередного импульса синхронизации, кактолько выход регистра 47, подключенный квходу 50.п возвратится в "0" (а выход50.п- в "1"), выходной сигнал с элементаИ 42.п стирает или оставляет в триггере 53.пранее записанную информацию в зависимости от состояния триггера 52.п, Одновременно производится запись "1" в триггере53.п,Далее аналогично производится проверка (и)-го разряда на соответствие амплитуде контролируемого импульса. Этотпроцесс повторяется до тех пор, пока небудут проверены все и разрядов. После того, как проверен первый разряд, цифровойкод на выходах триггеров 53 становится эквивалентом амплитуды контролируемогоимпульса. Этот код дешифрируется элементом 54.Таким образом, благодаря введениюузла измерения амплитуды импульсов и регулируемого источника опорного сигналарасширяются функциональные воэможности и повышается достоверность контроляпараметров СИФУ тиристорных преобразователей.Ф о р мул а и зоб рете н и яУстройство для диагностирования систем импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем, содержащее. блок управления, выполненный на двухмультиплексорах, двухсчетчиках, двухтриггерах, элементе ИЛИ, оперативном эапоминающем устройстве и генераторе тактовыхимпульсов, один вход которого использован в качестве входа сигнала запуска операции контроля блока контроля, другой вход под ключен к одному иэ входов первой группы входов блока контроля, предназначенной для подключения к выходам блока синхро 5 10 15 20 25 30 35 40:равления, соединенных с соответствующи 45 ми входами оперативного запоминающего устройства блока управления, информационные выходы которого подключены к блоку индикации, а выход сигналов системы им 50 55 пульсно-фазового управления подключен к входу порогового элемента, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, выходы которого подключены к информационным входам узла измерения временных параметров блока измерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достоверности контроля, оно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, пороговый элемент снабжен дополнительным входом и выполнен с низации системы импульсно-фазового управления, а выход использован в качестве выхода сигналов сброса-пуска блока контроля и подключен к входу первого счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам оперативного запоминающего устройства и первого и второго мультиплексоров, другие входы которых образуют первую и вторую группы входов блока контроля, последняя из которых предназначена для подключения к выходам системы импульсно-фазового управления, а выходы мультиплексоров использованы в качестве выходов сигналов синхронизации и системы импульсно-фазового управления, последний из которых подключен к входу сброса второго счетчика, выход которого подключен к входу оперативного запоминающего устройства, а тактовый вход подключен к выходу первого счетчика, подключенному также к тактовым входам первого и второго триггеров, установочные входы которого использованы соответственно в качестве входов задания контроля длительности и контроля фазы блока управления, а выходы, использованные вместе с выходами оперативного запоминающего устройства в качестве информационных выходов блока управления, подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого использован в качестве выхода сигналов контроля фазы и длительности блока контроля, подключенного вместе с выходами сигналов синхронизации и сигналов сброса-пуска блока контроля соответственно к управляющему, синхрониэирующему и установочному входам узла измерения временных параметров (фазы и длительности) блока измерения, выходы которого подключены к группе информационных входов блока уп 1598031изменяемым порогом срабатывания, блок измерения снабжен узлом измерения амплитуды импульсов, а блок управления снабжен дополнительной группой информационных входов, образованных соответ-. 5 ствующи ми входами оперативного запоминающего устройства, подключенных к выходам узла измерения амплитуды импульсов блока измерения, выполненного на и-разрядном регистре сдвига, и каналах пе-. 10 редачи сигнала, каждый иэ которых включает два элемента И, два триггера и дешифратор, выходы которого использованы в качестве выходов узла измерения амплитуды импульса, а входы подключены к 15 выходу выходного триггера каждого канала передачи сигнала, образующих группу управляющих выходов узла измерения амплитуды импульсов, подключенную к входам управления регулируемого источника опор ного сигнала, выход которого подключен к дополнительному входу порогового элемента, причем первый вход регистра сдвига ис пользован в качестве синхронизирующего входа узла измерения амплитуды импуль сов и подключен к выходу сигналов синхронизации блока управления, второй вход регистра сдвига подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульсов и к выходу сигналов сброса-пуска блока управления, а выходы регистра сдвига подключены к первым входам входного и выходного элементов И каждого канала, второй вход всех входных элементов И использован в качестве информационного входа узла иэмеоения амплитуды импульсов и подключен к выходу порогового элемента, а выход второго элемента И каждого канала подключен к тактовому входу входного триггера этого канала, установочный вход подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульсов, а выход подключен к второму входу выходного элемента И данного канала, выход которого подключен к тактовому входу выходного триггера данного канала, установочный вход которого подключен к установочному входу узла измерения амплитуды импульса, а вход синхронизации выходных триггеров каналов передачи сигнала от первого до (и)-го подключен к выходам регистра сдвига от второго до и-го соответственно.%21 153 5323 У 14 043 Составитель В,жмуроведактор Н.Тупица Техред М.Моргентал . Корректор А.Обр каз 3064 Тираж 476 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 50.1 513Ц выюод Ьока гб