Устройство для регулирования тока

1582321 которых пропорциональна среднему значению тока на интервале дискретности, которая вычитается на счетчике 16 из кода задания тока. Если код5 интеграла действительного значения тока превысил заданное значение внутри интервала измерения - преобразования, на выходе счетчика 16 формируется импульс, управляющий размыканием соответствующего управляющего Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с полупроводниковыми преобразователями.Цель изобретения - повышение быст 20родействия и точности регулирования,расширение функциональных возможностей,На фиг. 1 и 2 представлены функциональные схемы устройства для регулирования тока; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Устройство содержит преобразова;тель 1 с ключом 2 и диодом 3, шунтирующим нагрузку 4, последовательнос которой включен датчик 5 тока, выход которого соединен с входом преобразователя 6 ток - частота. Ключ 2 подключен через усилительное звено 7 квыходу первого КБ-триггера 8.35(Задатчик 9 длительности интервалаизмерения содержит первый генератор10 тактовых импульсов, блок 11 задания длительности интервала, первый 40реверсивный счетчик 12 с предустановкой, вход вычитания которого соединен с выходом первого генератора 10тактовых импульсов, входы предустановки соединены с выходами блока 11 задания . длительности интервала,входы обнуления и запуска являютсясоответственно первым и вторым входами задатчика 9 длительности интервалаизмерения. Выход преобразователя 6ток - частота через узел 13 гальванической развязки соединен с 0-,входомпервого РС-триггера 14, С-вход которого соединен с выходом задатчика9 длительности интервала измерения,Выход РС-триггера 14 соединен с вхоДом вычитания второго реверсивногосчетчика с предустановкой, на входыпредустановки которого подается код ключа преобразователя 1 и обнуляющий и запускающий задатчик 9 длительности интервала измерения, в противном случае замыкание соответствующего управляющего ключа преобразователя 1 осуществляется импульсом, сформированным на выходе задатчика 9длительности интервала измерения вконце интервала фиксированной длительности. 1 з,п, ф-лы, 3 ил. задания тока, а выход переноса соеди" нен с Я-входом ЯК-триггера 8 и первым входом элемента 2 И-НЕ 15, нторой вход которого и К-вход ЯК-триггера 8 соединены с выходом згдатчика 9 длительности интервала измерения, выход элемента 2 И-НЕ 15 соединен с входом обнуления ренерсинного счетчика 16 с предустанонкой и первым входом задатчика 9 длительности интервала измерения и через элемент НЕ 17 с входом запуска реверсивного счетчика 16 и вторым входом задатчика 9 длительности интервала измерения. Преобразователь 6 ток в .частота содержит последовательно соединенные интегратор 18 и компаратор 19, опорный вход которого соединен с нулевой шиной, вто-. рой генератор 20 тактовых импульсов, элемент НЕ 21, второй РС-триггер 22 иэлемент И 23, первый вход которого, соединен с, выходом второго генератора 20 тактовых импульсов, а второй вход соединен с прямым выходом второго РС-триггера 22, Р-вход которого соединен с выходом компаратора 19, а С-вход через элемент НЕ 21 - с выходом второго генератора 20 тактовых импульсов, первый вход интегратора 18 является входом преобразователя 6 ток - частота, а второй вход соединен с выходом элемента И 23.Кроме того, устройство (фиг.2) может содержать второй компаратор 24, вход сравнения которого является входом преобразователя 6 ток - частота, опорный вход соединен с нулевой шиной, а выход соединен с 0-входом третьего РС-триггера 25, С-вход которого соединен с выходом элемента НЕ 21, а прямой и инверсный выходы соответственно соединены с третьими входами первого и второго элементов И 23 и 26, первые входы которых соединены с выходом второго генератораУравновешивающие импульсы черезблок гальванической развязки и первыйПС-триггер поступают на вход вычитания реверсивного счетчика, на входыпредустановки которого записан кодзадания интеграла (среднего значения) тока, и начинается операциявычитания. Когда количество импульсов, поступающих на вход вычитания,, сравняется с заданным числом, уста новленным на входах предустановкисчетчика до момента появления управляющего импульса на выходе эадатчикадлительности интервала измерения,что означает, что код интеграла то ка на текущем интервале сравнялся скодом задания, т.е,10 15 320,на выходе переноса счетчика формиру ется импульс нулевого уровня, кото, рый переключает ЯК-триггер, размыкая управляющий ключ преобразователя, и срабатывает задатчик длительности интервала измерения, начинается новый интервал дискретности. Если к концу интервала фиксированной длительности, задаваемого задатчиком длительности интервала измерения, : интеграл действующего тока не достиг заданного значения, на выходе перено, са счетчика задатчика длительности интервала измерения формируется им-,пульс нулевого уровня, переключающий Ж-триггер, замыкая управляющий35 ключ преобразователя и обнуляющий счетчики. Начинается новый интервал дискретностиТаким образом, устройство работает либо с фиксированной40 длительностью интервала дискретности, которая задается с помощью задатчика длительности интервала измерения, если интеграл, тока за этот интервал не достигает заданного значения, ли бо переключение преобразователя осуществляется внутри данного интервала, если интеграл тока достигает заданного значения. Таким образом, за, - паздывание в работе данного устройства отсутствует, что позволяет обеспечить высокие быстродействие и точность регулирования тока.Устройство работает следующим образом.Интегратор 18 непрерывно интегрирует выходной сигнал датчика 5 тока, поступающий на его первый (неинвертирующий) вход, на второй вход которого в соответствующие моменты времени поступают тактовые импульсы И Если выходной сигнал Н интегратораи18 больше нуля, что соответствует н 111 на выходе компаратора 19, поступающей на Р-вход ПС-триггера 22, на прямом выходе триггера будет "1", которая разрешит прохождение текущего тактового импульса через элемент И 23 на второй вход интегратора 18, на котором задается необходимое значение амплитуды уравновешивающего импульса и осуществляется вычитание вольт-секундной площадки, соответствующей этому импульсу, из текущего значения интеграла выходного сигнала, т,е. интегрирующее уравновешивание аналогового сигнала импульсным, одновременно с этим текущий тактовый импульс И через блок гальванической развязки 13 и ПС-триггер 14 поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 16 с предустановкой, на входах предустановки которого задан код задания интеграла (среднего значения) тока на интервале дискретности. Если при появлении следующего тактового импульса И уровень выходного сигнала Н компаратора 19 остается неизменным, то этот импульс через элемент И 23 поступает на те же входы интегратора 18 и счетчика 16. При изменении полярности выходного сигнала Н интегратора 18 и соответственно уровня выходного сигнала компаратора 19, что означает, что интеграл импульсного уравновешивающего сигнала превысил по модулю значение интеграла измеряемого сигнала, то при отсутствии тактового импульса (а в противном случае при его исчезновении), что соответствует "1" на С-входе РС-триггера 22, переключается этот триггер и тем самым блокируется прохождение тактовых импульсов через элемент И 23 до тех пор, пока выходной сигнал интегратора не станет больше нуля. Если до момента появления управляющего импульса на выходе задатчика длительности интервала измерения 9, задающего фиксированную длительность интервала дискретности, количество импульсов, поступающих на вход вычитания счетчика 16, сравняется с заданным на входах предустановки счетчика 16 числом, это означает, что интеграл тока на данном интервале достиг заданного значенияНа вы 158232120 Устройство, представленное на 45 фиг, 2, при положительной полярности тока работает аналогичным образом. На первом выходе блока 36 выделения знака задания тока имеется сигнал "1", который поступает на первый50 вход элемента 2 И 32, на втором входе которого при положительной полярности действительного тока имеется сигнал "1", поступающий с прямого выхода БК-триггера 29, сигнал "1" поступает на вход усилительного звена 37, на выходе которого формируется управляющий сигнал и осуществляется замыкание управляющего ключа чО,ходе переноса счетчика формируется импульс нулевого уровня И , которыйР 1 переключает БК-триггер 8, тем самым размыкая управляющий ключ 2 преобраЮ5 зователя 1 до момента окончания интервала фиксированной длительности, обнуляет и запускает импульсами И И счетчики 16 и 12 (задержка.на появление импульса Иравна времени задержки элемента НЕ 17). Начинается новый интервал дискретности, Ток спадает через шунтирующий диод 3. Если к концу интервала фиксированной длительности, задаваемой задатчиком15 длительности интервала измерения 9, интеграл (среднее значение) тока не достиг заданного значения, на выходе переноса счетчика 12 эадатчика длительности интервала измерения 9 формируется импульс нулевого уровня Из, который переключает БК-триггер 8, замыкая управляющий ключ 2, и обнуляет счетчики 16 и 12, поступающий с выхода элемента НЕ 17 импульса И 25 запускает счетчики 16 и 12, Начинается новый интервал дискретности. Ток нарастает. Таким образом, устройство работает в релейном режиме либо с фиксированной (постоянной) длительностью интервала дискретности, величина которой задается с помощью задатчика длительности интервала измерения 9, если интеграл (среднее значение) тока за этот интервал не достиг заданного значения тока, либо переключение преобразователя 1 осуществляется внутри данного интервала в момент достижения интегралом тока заданного значения. Таким образом,40 запаздывание в работе данного устройства отсутствует, что позволяет обеспечить высокие быстродействие и точность регулирования тока. На втором входе элемента 2 И 30 имеется сигнал "1", который разрешает прохождение сигнала с инверсного выхода БК-триггера 8 на вход усилительного звена 7, с выхода которого управляющие импульсы поступают на вход управления управляющего ключа 2 первой группыЕсли сигнал тока 0 отрицательный, то соответственно на выходе компаратора 24 и на Р-входе БС-триггера 25 формируется сигнал "О", а на инверсном выходе триггера 25 - сигнал "1", который поступает на третий вход элемента И 26, на третий вход элемента И 23 поступает сигнал "0", который блокирует прохождение тактовых импульсов И через этот элементтна второй вход интегратора. Если выходной сигнал О интегратора 18 меньше О, сигнал "1" с инверсного выхода РС-триггера 22 поступает навторой вход элемента И 26, разрешая прохождение текущих тактовых импульсов И г на вход сложения счетчика 16, через узел 27 гальванической развязки и БС-триггер 28, на К-вход БК- триггера 29, переключая его и устанавливая сигнал 1" на втором входе элемента 2 И 31, и на третий (неинвертирующий) вход интегратора 18, осуществляя интегрирующее уравновешивание измеряемого сигнала импульсным И до тех пор, пока выходной сигнал БО интегратора 18 не станет больше нуля. Счетчик 16 сравнивает заданное и действительное значения интеграла (среднего значения) тока в дополнительном коде. Если до момента появления управляющего импульса на выходе задатчика длительности интервала измерения 9 количество импульсов, поступающих на вход сложения счетчика 16, сравняется с заданным на входах предустановки счетчика 16 числом, записанным в дополнительном коде, что означает, что интеграл тока на данном интервале достиг заданное значение, на выходе заполнения (Р 2) счетчика 16 формируется импульс нулевого уровня, который через элемент 2 И 35 поступает на Б-вход БК- триггера 8, переключая его и устанавливая сигнал "0" на первом выходе элемента 2 И 31, тем самым размыкая управляющий ключ 39 преобразователя 2 до момента окончания интервала фиксированной длительности, Импульс свыхода элемента 2 И-НЕ 15 обнуляет счетчик 16 и задатчик 9 длительности интервала измерения, импульс с выхода элемента НЕ 17 запускает счетчик 16 и задатчик 9 длительности интер 5 вала измерения. Начинается новый интервал дискретности. Управляющий ключ 41 замкнут, если задание отрицательное, и разомкнут, если положительное, Если к концу интервала фик: ;сированной длительности, задаваемогоэадатчиком длительности интервала измеренкя, интеграл (среднее значение)о , тока не достиг заданного значения,на выходе задатчика 9 длительности интервала измерения Формируется импульс нулевого уровня, который, поступая на К-вход БК-триггера 8, переключает его, Сигнал с инверсного , выхода БК-триггера 8 поступает через ; элемент 2 И 31 на вход усилительного звена 34, выходной сигнал которого управляет замыканием управляющего ключа 39. Импульс с выхода элемента 2 И-НЕ 15 обнуляет счетчик 16 и задатчик 9 длительности интервала измерения, Начинается новый интервал диск-. ретности. В остальном работа устройства аналогична вышеописанному. Формула изобретения1, Устройство для регулирования тока, содержащее преобразователь с ключом и шунтирующим диодом, датчик токанагрузки, выход преобразователя является выходом устройства, преобразователь ток- частота, вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, усилительное звено, первый 4 О КБ-триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности регулирования тока, в него введены задатчик длительности интервала измерения, снаб женный генератором тактовых импульсов, блоком задания длительности интервала и первым реверсивным счет-чиком с предустановкой, вход вычитания которого соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов, входы предустановки соединены с выходами блока задания длительнос" ти интервала, входы обнуления и запуска являются соответственно первым н вторым входами задатчика длитель 55 ности интервала измерения, а вьмод переноса первого реверсивного счетчика с предустановкой является выходом задатчика длительности интервала измерения, узел гальванической развязки, первый ЭС-триггер, 0-вход которого через узел гальванической развязки соединен с выходом преобразователя ток-частота, С-вход - с выходом задатчика длительности интерва ла измерения, элемент 2 И-НЕ, второй реверсивный счетчик с предустановкой, выход переноса которого соединен с Б-входом первого БК-триггера и первым входом элемента 2 И-НЕ, К-вход БК-триггера и второй вход элемента 2 И-НЕ соединены с выходом эадатчика длительности интервала измерения, инвертирующий выход первого БК-триггера через усилительное звено соединен с входом преобразователя, выход элемента 2 И-НЕ соединен с входомобнуления второго реверсивного счетчика с предустановкой и первым входом задатчика длительности интервала измерения и, через элемент НЕ - с вторьпч входом задатчика длительности интервала измерения и входом запуска второго реверсивного счетчика с предустановкой, вход вычитания которого соединен с выходом первого ЭС-триггера, входы предустановки соединены с источником кода задания тока, при этом преобразователь ток - частота снабжен последовательно соединенными интегратором и компаратором, опорный вход которого соединен с нулевой шиной, вторым генератором тактовых импульсов, элементом НЕ, вторым 0 С- триггером и первым элементом И, первый вход которого соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с прямым выходом второго ВС-триггера, Р-вход которого соединен с выходом компаратора, а С-вход через элемент НЕ - с выходом второго генератора тактовых импульсов, первый вход интегратора является входом преобразователя ток - частота, а второй вход, соединен с выходом первого элемента И и является выходом преобразователя токчастота.12, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения режима реверсирования тока, в преобразователь ток - частота введены .второй компаратор, третий ПС-триггер, первый элемент И снабжен третьим входом, вто 13 1582321рой элемент И, выход второго элементаЗИ соединен с третьим входом интегратора, первый вход соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, второй вход соединен с инверсным выходом второго 0 С-триггера,а третий вход - с инверсным выходомтретьего ВС-триггера, прямой выходкоторого соединен с третьим входомпервого элемента И, С-вход третьегоПС-триггера соединен с выходом элемента НЕ, вход второго компараторас выходом датчика тока нагрузки, аопорный вход второго компаратораподключен к нулевой шине, третийвход первого элемента И соединен спрямым выходом третьего РС-триггера,выход второго элемента И являетсявторым выходом преобразователяток-частота н через второй узел гальванической развязки соединен с входом четвертого ВС-триггера, С-входкоторого соединен с С-входом первого ПС-триггера, а выход - с входомсложения второго реверсивного счетчика с предустановкой, второй ЯКтриггер Б- и К-входами соединен свыходами соответственно первого ивторого узлов гальванической развязки, а прямой и инверсный выходы соединены соответственно с входамипервого и второго элементов 2 И, выходы которых через первое и второеусилительные звенья соединены с первым и вторым входами преобразователя,третий элемент 2 И соединен с выходамипереноса и заполнения второго ревер- Осивного счетчика с предустановкой,а выход третьего элемента 2 И подключен к Я-входу первого БК-триггера,инверсный выход которого соединен свходами первого и второго элементов2 И, вход блока выделения знака кодазадания тока соединен с входами предустановки второго реверсивного счетчика, а первый и второй выходы соединены с входами третьего и четвертого 20элементов 2 И выходы которых через1третье и четвертое усилительные звенья соответственно соединены с третьим и четвертым входами преобразователя, вторые входы третьего и четвертого элементов 2 И соединены соответственно с прямым и инверсным выходамивторого ЯК-триггера, преобразовательснабжен дополнительно тремя ключамии тремя шунтирующими диодами, образующими мостовую схему.1582321 Составитель А.ПалагутинРедактор А.Лежнина Техред М,Ходаннч Корректор А,Обручар Подписи роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 акаэ 2096 Тираж 456НИИПИ Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж, Ра тениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб д, 4/5