Устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем

12 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Н 02 ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ИСАНИ РЕТЕНИЯУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 873354, кл. Н 02 М 7/12, 1981 г.2. Е.А.Чернов. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ, Горький, ВолгоВятское книжное издательство, 1989,с.22-24.АВТОРСКОМУ СВИДЕТЛЬСТВ ДЛЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЙИЯ ТЙРИСТОРНЫМ ЕМреобразователь содер одновибратора (2, 8), в(3), счетчик(4), ПЗУ(5), ЦАП (7) компаратор (9) пульсов (10), тиристорИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном вентильном злектроприводе.Известен тиристорный преобразователь (ТП) на основе автоколебательных каналов синхронизации. сумматоров,амплитудных модуляторов, Данный ТП имеет низкую точность работы иэ-за асимметрии импульсов управления тиристорами,возникающий вследствие дрейфа параметров интегрирующих каскадов и амплитудных модуляторов,Известен ТП с автоматическим резервированием системы импульсно-фазового управления (СИФУ). Данное устройство такжеимеет сравнительно высокую степень асимметрии упрэвля 1 ощих импульсов и вследствие этого характеризуется низкойточностью,Наиболее близким к изобретенив является устройство для управления преобразователем, содержащее нуль-орган, ждущиймультивибратор, интегратор, сумматор, релейнцй элемент, формирователь управляющих импульсов, блок силовых тиристоров,Однил иэ недостатков известного ТП является влйяние на точность СИФУ дрейфовыхпараметров интегратора, Под действиемпоследних происходит изменение темпа нарастаниясигнала пилы и смещение момента времени формирования управляющегоимпульса. В результате искажается характеристика вход-выход ТП.Цель изобретения - повышение точности работы.Предлагаемый тиристорный преобразователь содержит последовательно включенные нуль-орган и одновибратор, выходкоторого подключен к входу двоичного суммирующего счетчика, генератор импульсов,соединенный с С-входом двоичного сумми. рующего счетчика, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен спервь 1 м входом компаратора, второй входкоторого подключен к источнику сигнала управления, формирователь импульсов управления, вход которого подключен квыходу компаратора, а выход соединен суп равлгнощим входом блока ти ристоров,источйик напряжения сети, подключенный к входу нуль-органа и силовому входублока тиристоров, выход которого соединен с выходными клеммами тиристорногопреобразователя.Поставленная цель достигается за счеттого, что в тиристорный преобразовательвведены второй одновибратор и последова. тельно включенные постоянное запоминающее устройство и регистр памяти, причемадресные входы постоянного запоминаю щего устройства соединены с выходами двоичного суммирующего счетчика, а выходы регистра памяти подключены к входам цифроаналогового преобразователя, вход второго одновибратора подключен к выходу генератора импульсов, а выход второго одновибратора соединен с С-входомрегистра памяти. Существенным отличием предлагаемого технического решения является повы 10 шенная стабильность характеристик ТП,статической характеристики вход-выход за ристики вход-выход за счет введения ПЗУ и преобразования с его помощью выходного устройства, на фиг, 2 - характеристики элеПЗУ; на фиг. 4, 6, 7 - временные диаграммы сигналов ТП; на фиг. 5 - принцип программирования ПЗУ; на фиг. 8 - структура региВ состав ТП входят (фиг, 1) нуль-орган 1, первый одновибратор 2, генератор импульсов 3, двоичный суммирующий счетчик 4,30 Чн - напряжение сети, У 1(т) - выходной сигнал нуль-органа 1, Уф) - выходной сигнал одновибрэтора 2, 1 - длительность выходного импульсаодновибратора 2,Уз(т) - выходной сигнал генератора импульсов 3,12, Т 2-длительность и период выходных импульсов генератора 3 соответственно,К(т) - выходной код (число) счетчика 4,01 - 0 п - выходные сигналы счетчика 4,где 01 - младший, О, - старший разряды,50 . Ащ 1-минимальное заранеевыбранноечисло кода К(фАвах, Ааах - максимальное заранее выбранное число кода Й(1), причем АтахАвахК"(т) - выходной код ПЗУ 5,55 01 -0 - выходные сигналы ПЗУ 5,причем 01 - старший, 0 Ь - младший разряды в общем случае а: и),й (т) - код, записываемый в регистрпамяти 6 (в момент записи йф = й (1)Уф) - выходной сигнал на обусловленная цифровым методом формирования сигнала пилы, а также возможностью получения любого требуемого вида 15кода двоичного счетчика.Ма фиг. 1 дана функциональная схема 20ментов ТП; на фиг. 3 - принцип построения 25 стра памяти.постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 5, регистр памяти 6, цифроаналоговый преобразователь 7, второй одновибратор 9, формирователь импульсов управления 10, тиристорный блок 11, входная 12 и выходные 13, 14 клеммы ТП; клемма 15 для под ключения источника сетевого напряжения,На чертежах введены следующие обозначения:40Хвх - входной сигнал на клемме Ц 2.Х пм - минимальная величина Хвх, Хщвх - максимальная величина Хвх,а- угол регулирования;а вв - минимальное значение а; 5 а щах - максимальное значение а;Уе(с) - выходной сигнал одновибратора 8;У 1 о-(т) - выходной сигнал формирователя 10; 10т 0-длительность выходного сигнала одновибратора 8;тур - длительность выходных импуль-сов формирователя 10;У 1 ф) - выходной сигнал блока тиристо ров 11 (предполагается, что он выполнен по однофазной мостовой схеме);ь - время переходного процесса в ПЗУ 5;01 - информационные входы регистра 20 памяти 6.Элементы ТП имеют следующие характеристики,Блок 1 выполнен с нулевым значением порога переключения (фиг. 2 а), и переклю чается в 1 при подаче на его вход сигнала положительной полярности. Одновибратор 2 формирует импульсы стабильной длительности синхронно с передним и задним" фронтом, выходного импульса блока 1 (фиг, 30 2, б), Генератор 3 импульсов стабильной частоты производит формирование сигнала типа меандр (фиг. 2, в), Счетчик 4 работает в режиме суммирования и устанавливается в "0" при подаче "1" на Р-вход (фиг, 2, г). Ре гистр 6 производит запись выходного кода ПЗУ 5 синхронно с передним фронтом сиг-. нала на С-входе (фиг. 2, д). Запуск одновибратора 8 производится по заднему фронту выходного импульса генератора 3 (фиг. 2, е), 40 Компаратор 9 переключается в 1 при условии превышения уровнем выходного сигнала ЦАП 7 величины напряжения на клемме 12 фиг. 2 ж. Блок 10 формирует импульсы управления тиристорами блока 11 синхрон но с передним фронтом входного сигйала (фиг. 2, з). ПЗУ 5 (фиг. 3) содержит дешифратор адреса 16 и матричный накопитель 17 с пережигаемыми в процессе программирования перемычками 18, соединяющими вер тикальные и горизонтальные шины ПЗУ.Принцип работы ТП следующий.Блок 1 формирует импульс 1, продолжительность которого соответствует положительной полуволне напряжения сети (фиг. 4, 55 а, б). Генератор импульсов 3 формирует сигнал стабильной частоты (фиг. 4, г), который подается на С-вход суммирующего счетчика 4, в котором число линейно нарастает с течением времени (фиг. 4, д, дискретность числа. записываемого в счетчике 4 на диаграммах не учитывается). При изменении уровня выходного сигнала нуль-органа 1 (фиг. 4, б) запускается одновибратор 2 (фиг. 4, в) и счетчик 4 обнуляется (фиг. 4, д). ПЗУ 5 предназначено для формирования кода, при котором осуществлялось бы ограниченйе минимального и максимального углов регулирования, а также обеспечивался требуемый вид регулировочной характеристики ТП,Программирование ПЗУ 5 производится следующим: образом. Определяют требуемое значение. минимального и максимального углов регулирования ТП и соответствующие их значения Ащп и Апвх(фиг. 5, а). Затем пережигают все перемычки ПЗУ, соответствующие кодам адреса 0 - (Аю, - 1 (фиг. 5, в режим "нулевого" кода),Число Авах выбирают таким образом, чтобы его аналоговый эквивалент на выходе ЦАП 7 превышал бы максимально возможный диапазон изменения сигнала управления на клемме 12. Далее, в диапазоне Ащах-Аввх сохраняют все перемычки, связывающие горизонтальные и вертикальные шины матрицы ПЗУ 5 (фиг. 5, в, режим максимального кода), Диапазон Апь-Аввх - 1) программируется либо как повторитель кода адреса с выхода счетчика 4 (линейный характер пилы, фиг. 5, б), либо в качестве преобразования кода адреса, когда требуется получить нелинейный (например, косинусоидальный) закон изменения пилообразного напряжения (фиг. 7, в).С помощью ЦАП 7 код с выхода ПЗУ 5 (регистра 6) преобразуется в аналоговый сигнал (фиг; 6, б), который сравнивается с входным напряжением. В момент равенства этих сигналов (фиг. 6, б) формируется им- пульс на выходе блока 10(фиг. 6, в) и открываются тиристоры блока 11 (фиг, 6, е). Если входной сигнал превышает линейный участок пилы (фиг. б, б) ТП .переходит в режим ограничения максимального угла управления (фиг, 6, г, ж). В случае, когда сигнал управ.ления мал (фиг. 6, б).происходит ограничение .минимального значения угла регулирования тиристорами блока 11 (фиг. б, д, з).Введение в схему СИФУ ТП блоков 6, 8 обусловлено следующими обстоятельствами, Предположим, что при изменении адресного кода ПЗУ 5 происходит переход с шины 0111 на шину 1000 (фиг. 7, а), Учитывая, что элементы (перемычки) ПЗУ обладают различнь 1 м значением времени включения и выключения, считает,что первой включается ячейка "а" (фиг. 7, а), а выключение других ячеек происходит впоследовательности "Ь" - "с" - "б". Тогда переход с числа 7 (0111) на 8 (1000) будет сопровождаться промежуточными ложными комбинациями 15 (1111), 14 (1110), 10 (1010) (фиг. 7, б), которые после преобразования с помощью цПА 7 вызовутвсплески" (либо провалы), в пилообразном сигнале и приведут к ложным импульсам на выходе блока 10. Отмеченный недостаток устраняется следующим образом.Длительность счетного импульса на выходе генератора 3 превышает врема переходного процесса в счетчике 4 й ПЗУ 5 (фиг. 7, б, в). Запуск одновибратора 8 осуществляется по заднему фронту выходного импульса генератора 3 (фиг. 7, в, г), когда ПЗУ находится в статическом режиме (фиг. 7, б), что приводит к записи в регистр б выходного кода блока 5 (фиг, 7, д). Учитывая, что коман да на переключение триггеров 19-21 регистра 6 подается одновременно на все С-входы (фиг.8), время переходного процесса в блоке б на 1-2 порядка меньше времени 1 л в ПЗУ 5, а возникающие при этом всплески пилы подавляются за счет собственной инерционности выходного аналогового тракта ЦАП 7,Таким образом, предлагаемый ТП обладает более высокой точностью работы.Ью. рр Формула изобретения Устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем, содержащее блок синхронизации с напря жением сети, компаратор, первый вход которого соединен с источником сигнала управления, выход компаратора подключен к входу формирователя импульсов управления, выход которого соединен с выходной 10 клеммой устройства, отл и ч а ю ще е с ятем, что, с целью повышения точности работы устройСтва импульсно-фазового управления, в него введены генератор импульсов, суммирующий счетчик, одновибратор, пре образователь кодов, запрограммированныйв соответствии с заданным опорным сигналом развертки, регистром памяти и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к второму входу компа ратораЯ-вход суммирующего счетчика подключен к выходу блока синхронизации, С-вход - к выходу генератора импульсов, выход суммирующего счетчика через преобразователь кодов подключен к инфор мационному входу регистра памяти,синхронизирующий вход которого через одновибратор подключен к выходу генератора импульсов, выход регистра памяти через цифроаналоговый преобразователь 30 подключен к второму входу компаратора.:17642 В люи веим лайм ОВ аецк мьпообниуилч лрео 5 роьо 5 ои юда афФс 4 яалсяоььнола 9Х 8 а, ЙоЮд ффРиг 8 ставитель. О.Парфеновхред М.Моргентал рректор М.Кере Редактор Т.Ш а 461 Тираж ПодпйсноеИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 В оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10