Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 щ 928597 Союз СоветеиикСоциапнетическикРеспубпииио делаи иэабретений и открытийОпубликовано 15.05.82. Б 1 оллетень Мв 18.722(088,8) Дата опубликования описания 15 . 05, 82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЕКОДИРУЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобретение относится к электро. технике и может найти применение в устройствах управления для систем возбуждения электрических машин.Известно устройство, содержащее элемент сравнения на последовательно соединенных стабилитронах, цифроаналоговый преобразователь, у которого в качестве регистра используется реверсивный счетчик с генерато 1 О ром импульсов и схемой управления 1.Недостатком данного устройства является сравнительно низкая наДежность из-за отсутствия выдержки вре 15 мени между передними фронтами импульсов установки прерывателей счетчика для прямого или обратного счета и счетного импульса с генератора импульсов, В результате при совпадении фронтов указанных импульсов воз-. никают сбои в работе счетчика,Известно также устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный на 3 -триггерах и управляющих эле- " ментах 3 И-НЕ, схему управления, включающую генератор тактовых импульсов, управляющий РБ -триггер, элементы 3 И-НЕ, НЕ, 8 И-НЕ, генератор одиночный импульсов, блок запуска, входом связанный с управляемым ключом 2.Недостатком данного устройства является относительно низкая надежность вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент совпадения импульса управления, поступающего на один из управляющих входов счетчика со схемы управления и тактовым импульсом, поступающим на счетный вход с генератора тактовых импульсов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для дистанционного изменения5 О 15 г 0 г 5 30 35 40 45 50 55 3 с 2 выходного напряжения, содержащее пре, образователь код-аналог, схему управления, реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмираэрядным, включающий в каждом разряде ЗК -триггер, имеющий счетный вход, 3 и К входы, объединенные между собой, входы установки ЭК-триггера в нулевое и единицное состояние, а также прямой и инверсный выходы, при этом каждый разряд, кроме последнего, имеет схему логики, включающую выходной и входные элементы 3 И-НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и инверсный выходы ЭК-триггера, а выходы входных элементов 3 И-НЕ подключены к входам выходного элемента 3 И-НЕ, выход которого соединен си К входами Зк -триггера следующего разряда, Э и К входы .1 К -триггера первого разряда подключены через резистор к положительному выводу источника питания в каждом разряде прямой выход 3 К -триггера подключен к одному из входов преобразователя код-аналог, управляющие входы входных элементов 3 И-НЕ во всех разрядах, кроме последнего, соответственно объединены между собой и подключены к схеме управления, включающей формирователь сцетных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент НЕ, выход которого подключен к счетному входу ЭК -триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены с управляемым клюцом, а его выходы подключены к первым входам двух входных элементов 2 И-НЕ 3 .Недостатком данного устройства является низкая надежность, вследствие сбоев в работе счетчика, которые возникают в момент одновременного поступления передних фронтов импульсов на счетные входы ЭК -триггеров счетчика и на входы управляющих входных элементов 3 И-НЕ с управляющего Рб-триггера, обеспечивающегоустановку счетчика для прямого или обратного счета, К недостаткам этого устройства следует отнести также относительно низкую помехозащищенность,обус ловленную тем, что при установке управляющего Р 5-триггера в одно из устойчивых состояний обеспечивается подготовка к работе для прямого или обратного счета ЗК-триггерами счетчика как при наличии команды на счет от управляемого ключа, так и при ееотсутствии, что может привести к изменению состояния счетчика под действием помехи по счетному входу триггеров, а следовательно, и к снижениюточности устройства. Низкая помехозащищенность обусловлена тем, что вовремя счета из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов 3 ИНЕ в разрядах счетчика на выходе выходного элемента 3 И-НЕ формируетсяузкий по длительности импульс, который воспринимается в последующихразрядах как импульс помехи, что может привести к изменению состояниясчетчика, а из-за конечного быстродействия ограничителя счета появляется возможность кругового счета счетчиком при подаче команды на счет в момент формирования тактового импульса. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства путем повышения помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем, что в схему управления дополнительно введены два элемента 3 И-НЕ, два элемента НЕ, три элемента 2 И-НЕ,генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета, при этом каждый из ограничителей счета выполнен,например, на элементе 6 И-НЕ, выход каждого из которых через свой конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2 И-НЕ подклюцены соответственно к первым входам элементов 3 И-НЕ, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного иэ которых подключен к соответствующему прямому, а каждый вход другого - к соответствующему инверсному выходу ЗК -триггера счетчика в каждом разряде, начиная с третьего, выход каждого элемента ЗИНЕ, входящего в схему управления, соединен с одним из входов первого элемента 2 И-НЕ и с третьим входом другого элемента 3 И-НЕ, а также через элементы НЕ - с управляющими входами входных элементов 3 И-НЕ в каждом разряде счетчика, кроме последнего, элементы 2 И-НЕ соединены между собой таким образом, что выход первого из них подключен к первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и формирователь счетных импульсов подключен0 15 20 25 зо 4 О 45 50 55 5 92к первому входу третьего элемента2 И-НЕ, при этом вторые входы второгои третьего элементов 2 И-НЕ объединены между собой и подключены к выходугенератора одиночных импульсов, атакже к входам установки Э -триггеров в одно из устойчивых состояний,например, единичное, кроме того вторые входы двух входных элементов 2 ИНЕ объединены между собой и подклю"цены к выходу генератора блокирующих импульсов, выход каждого выходного элемента 3 И-НЕ счетчика черезконденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания.На фиг. 1 представлена блок-схематиристорной системы возбуждения электрической машины на фиг. 2 - блоксхема устройства для дистанционногоизменения выходного напряжения декодирующего преобразователя, нафиг, 3 - диаграммы напряжений в функции времени, поясняющие работу,устройства.На представленной блок-схеме(фиг, 1) возбуждение электрическоймашины 1 осуществляется от тиристорного преобразователя 2, управлениетиристорами которого осуществляетсясистемой 3 управления. На вход системы 3 управления в режиме ручного,регулирования поступает напряжениес блока 4 ручного регулирования, а врежиме автоматического регулирования с блока 5 автоматического регулятора возбуждения, Установка напряжения указанных блоков 4 и 5 изменяется соответственно блоками 6 и 7дистанционного изменения уставки.В качестве блоков 6 и 7 используетсяустройство дистанционного изменениявыходного напряжения декодирующегопреобразователя,Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декодирующего преобразователя (фиг. 2)включает в себя преобразователь 8код-аналог, величина напряжения навыходе которого соответствует состоянию ЗК -триггеров 9 реверсивногопараллельного синхронного счетчика 10. Реверсивный параллельный синхронный счетчик 10 (выполненный, на-:пример, восьмиразрядным) включает вкаждом разряде 11 ЗК -триггер 9,имеющий счетный вход,Л и К -входы, входыустановки 3 К -триггера 9 в нулевоеи единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы. Каждый раз 8597 6 ряд 11 сцетчика 10, кроме последнего, имеет схему 12 логики, имеющую информационные входы 13 и 14, управляющиевходы 15 и 16 и выход 17 с конденсатором 18. Сцетцик 10 обеспечиваетпрямой и обратный счет импульсов,поступающих со схемы 19 управления.Необходимую последовательность работыЭК-триггеров 9 при поступлении счетных импульсов обеспечивают схемы 12логики. Схема 19 управления содержитблок 20 запуска с выходами 21 и 22,обеспечивающий гальваническую развязку схемы 19 управления с управляемымключом 23, два элемента 24 и 25 3 И-,НЕ, воздействующие через элементы26 и 27 НЕ на управляющие входы 15и 16 каждой схемы 12 логики, входные элементв 28 и 29 2 И-НЕ, три элемента 30-32 2 И-НЕ, выходной элемент 33 НЕ, выход которого подключен к счетному входу каждого ЗК -триггера 9, генератор 34 блокирующих импульсов, формирователь 35 счетных импульсов, генефратор 36 одиночйых импульсов, первый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 6 И-НЕ, на выходе каждого 1 из которых включены конденсаторы39 и 40. Источник питания 41, положительный выход 42 которого подключенчерез резистор 43 к входам установки ЭК -триггеров 9 счетчика 10 в единицное и нулевое состояние, а отрицательный вывод 44 источника питания 41 подключен к конденсаторам 18 в каждом разряде 11 счетчика 10 и конденсаторам 39 и 40, включенным на выходах первого и второго ограничите"лей счета - элементах 37 и 38 6 И-ИЛИ. Устройство работает следующим об" разом.ЭПри подаче в исходном состоянии питающего напряжения на выходе генератора 36 одиночных импульсов формируется сигнал логического "0",под действием которого К -триггеры 9 первого, третьего, четвертого, шестого, восьмого разрядов 11 счетчика 10 устанавливается в нулевое состояние (на основных выходах ЭК -триггеров 9 устанавливаются сигналы логического "О"), а ЭК -триггеры 3 второго, пятого, седьмого разрядов 11 сцетчика 1 О устанавливаются в единич" ное состояние на основных выходах 3 К-триггеров устанавливаются сигналы логической "1). При этом на выходах преобразоватеоя 8 код-аналог, блока 6 дистанционного изменения уставки0 15 20 25 30 35 40 45 50 и блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) устанавливается соответствующее напряжение, под действием которого на выходе системы 3 управления формируются импульсы управления с фазовым сдвигом, соответствующим заданным значениям напряжения на выходе тиристорного преобразователя 2 и току возбуждения электрической машины 1. Одновременно с выхода генератора 36 одиночных импульсов сигнал логического "0" поступает на вход элемента 31 2 И-НЕ.и вход элемента 32 2 ИНЕ, тем самым препятствуя работе генератора 34 блокирующих импульсов и прохождению счетных импульсоа на счетные входы К -триггеров 9 счет- чика 1 О на время переходных процессов в схеме в момент подачи питающего напряжения на схему устройства.Ключ 23 управления (Фиг. 2) находится в нейтральном положении. При этом на выходах 21 и 22 блока 20 запуска формируются сигналы логической "1" (О-г на фиг 3 а,о) под действием которых на выходах входных элементов 28 и 29 и элементов 26 и 27 формируются сигналы логического "0", а на выходах элементов 24 и 25 3 И-НЕ формируются сигналы логической "1", В результате сигналами ло- гического "0" с выходов элементов 26 и. 27 НЕ блокируются схемы 12 лофгики разрядов 11 счетчика 10, а сигналами логической "1" - с выходов элементов 24 и 25 3 И-НЕ через элементы 30 и 31 2 И-НЕ предотвращается работа генератора 34 блокирующих импульсов, Таким образом, исключается работа счетчика 10 от возмонного появления импульсов гомехи по счетным входам ЭК-триггеров 9.При прямом счете ключ 23 управления устанавливается, например, из нейтрального положения в положение "больше (й на Фиг. 3 а). Это приводит к тому, что на выходе 21 блока 20 запуска формируется сигнал логического "0", а на выходах элементов 28 2 И-НЕ и 26 НЕ - сигнал логической "1" (фиг. 33), При этом схемы 12 логики счетчика 1 О устанавливаются в положение, соответствующее прямому счету импульсов счетчиком 10. Одновременно с этим сигнал логического 0" с выхода элемента 24 3 И-НЕ поступает на один из входов элемента 30 2 И-НЕ, Это приводит к тому, что на выходе элемента 30 2 И-НЕ формируется сигнал логической "1", а на выходе элемента 31 2 И-НЕ сигнал логического "0". При этом генератор 34 блокирующих импульсов формирует на выходе импульсы прямоугольной формы. (Фиг. 35), которые поступают на вход Формирователя 35 счетных импульсов. На выходе формирователя 35 Формируются счетные импульсы прямоугольной формы, сдвинутые на время 1 задержки относительно входных импульсов длительностью в 2-3 раза меньшей длительности импульсов с генератора 34 блокирующих импульсов, Счетные импульсы с выхода формирователя 35 через элементы 32 2 И-НЕ и 33 НЕ поступают на счетные входы 3 К -триггеров 9 каждого разряда 11 счетчика 10 фиг 3 м,н)По мере счета тактовых импульсов меняется состояние ЗК -триггеров 9, а, следовательно, увеличивается напряжение на вьходе преобразователя 8 код-. аналог, что приводит к изменению напряжения на выходе блока 4 ручного регулирования (в режиме ручного регулирования) (Фиг. 1) и сдвигу импульсов управления тиристоров преобразователя 2 таким образом, чтобы увеличить ток возбуждения электрической машины 1. При установке ключа 23фуправления в нейтральное положение (с, на фиг, За) сигнал логической "1" с выхода элемента 26 НЕ снимается не сразу, а после того, как кончится импульс с генератора 34 блокирующих импульсов (й ; на фиг. 3 3).Тем самым исключается сбои в работе счет- цика 10 в момент совпадения команды на окончание счета (с ключа 23 управления) с наличием импульса с выхода Формирователя 35 счетных импульсов; При появлении сигнала логического 0" на выходе элемента 26 НЕ на вы- ходах 17 схем 12 логики счетчика 10 Формируются сигналы логического "0", поступающие на 1 и К входы ЭК-триггеров 9 счетчика 10 и тем самым исключаются сбои в работе счетчика 10 в паузах между счетными импуль сами под действием возможных помех по счетным входам, При поступлениикоманды на окончание счета в паузе между импульсами с выхода генератора 34 блокирующих импульсов счет импульсов будет прекращаться в момент поступления команды на окончание счета (на фиг. 3 не показано) .9 92При обратном счете импульсов ключ 23 управления из нейтрального положения устанавливается в положение "меньше". При этом на выходе 22 блока 20 запуска формируется сигнал логического "0" (й на фиг. 3 5),под действием которого на выходах элементов 29 2 И-НЕ и 25 3 И-НЕ формируются сигналы. соответственно логической "1" и логического "0"Сигнал логического "0" через элемент 27 НЕ поступает на управляющие входы 16 схем 12 логики счетчика 10, В результате счетчик 10 подготавливается для.обратного счета счетных импульсов. В остальном происходящие в схеме процессы аналогичны описанным. При обратном счете импульсов счетчиком 10 на выходе преобразователя 8 код-аналог напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока 4 ручногорегулирования (в режиме ручного регулирования) и изменению фазового сдвига импульсов управления тиристорами преобразователя 2 таким образом, цтобы уменьшить ток возбужденияэлектрической машины 1.Для предотвращения переполнения счетчика 10 во время прямого и обратного счета служат соответственнопервый и второй ограничители счета - элементы 37 и 38 6 И-НЕ, Во вре 8597 Зо 5 10 15 го и 10При работе в режиме автоматического регулирования блок 4 ручного регулирования ;фиг. 1) отключен и включен в работу блок 5 автоматического регулирования возбуждения, который воэдейст,вует на систему 3 управления. При этом изменение уставки напряжения блока 5 осуществляется блоком 7 дистанционного изменения уставки, работа схемы которого анало гична работе схемы блока 6 дистанционного изменения уставки.Изменение тока возбуждения электрической машины 1 может осуществлять.- ся как от ключа 23 управления (как описано выше), так и от следящей системы (на фиг, 1 не показана), обеспечивающей автоматичесКое слежение уставки напряжения блока 5 эа выходным напряжением блока 6 в режиме ручного регулирования и.выходного напряжения блока 4 за уставкой напряжения блока 5 в режиме автоматического регулирования тока возбуждания. Автоматическое слежение позволяет плавно, без скачка тока возбуждения,:переходить с одного режима работыена другой. Благодаря введению в схему 19 управления дополнительных элементово генератора 34 блокирующих импульсов, двух элементов 24 и 25 3 И-НЕ, двухмя прямого счета фили обратного при.установке всех ЭК -триггеров 9 вединичное или нулевое состояние навыходе элемента 37. 6 И-НЕ или элемента 38 6 И-НЕ формируется сигнал логического "0", который воздействует на элемент 24 3 И-НЕ или элемент 25 3 И-НЕ и тем самым предотвращает дальнейший счет импульсов счетциком 10. Так как быстродействие ограничителей счета " элементов 37 и 38 6 И-НЕ ограничено, на их выходах во время счета могут появляться узкие по длительности импульсы, кото рые могут восприниматься схемой 19 управления как помеха, Для предотвращения этого служат конденсаторы39 и 40. Из-за ограниченного быстродействия управляющих элементов 3 ИНЕ в схемах 12 логики счетчика 10 на выходах 17 схем 12 логики формируются узкие по длительности импульсы, которые в последующих разрядахвоспринимаются как импульсы помехи,что может привести к сбою в работесчетчика 10,элементов 26 и 27 НЕ, трех элементов 3530-32 2 И-НЕ второго ограничителя счета - элемента 38 6 И-НЕ, конденсаторов39 и 40 на выходах первого и второгоограничителей 37 и 38 счета и конденсаторов 18 на выходах 17 схем 12 логики счетчика 10 обеспечивается блокирование схем 12 .логики счетчика10 при отсутствии команды на счетимпульсов с ключа 23 управления, атакже обеспечивается задержка подачисчетных импульсов на счетные входы 45Э-триггеров 9 счетчика 10 после.установки ЭК-триггеров 9 для прямогоили обратного счета импульсов независимо от момента поступления командына счет импульсов. Кроме того ис 50ключается влияние помех, обусловленное конечным быстродействием управляющих элементов 3 И-НЕ в схемах 12логики и элементах 37 и 38 6 И-НЕ.При этом сбоев в работе счетчика 10: 55не происходит как в режиме ручного,так и автоматического регулирования,тем самым повышается точность счетаи надежность работы устройства .928597 12 Устройство для дистанционного изменения выходного напряжения декоди- . рующего преобразователя, содержащее преобразователь код-аналог, схему управления,реверсивный параллельный синхронный счетчик, выполненный, например, восьмиразрядным, включающий в каждом разряде ЭК -триггер, 10 имеющий счетный вход, 3 и К входы, объединенные между собой, входы установки ЭК -триггера в нулевое и единичное состояние, а также прямой и инверсный выходы, каждый разряд,кро ме последнего, имеет схему логики, включающую выходной и входные элементы 3 И-.НЕ, к информационным входам последних в каждом разряде, кроме последнего, подключены прямой и ин версный выходы ЗК -триггера, а выходы входных элементов 3 И-НЕ подключены к входам выходного элемента 3 И-НЕ, выход которого соединен с Д и К входами ЭК -триггера следующего разря да,З и К входы ЭК -триггера первого разряда подключены через резистор к положительному выводу источника питания, в каждом разряде прямой выход ЭК -триггера подключен к одному ЗО из входов преобразователя код-аналог, управляющие входы входных элементов 3 И-НЕ во всех разрядах, кроме последнего соответственно объединены между собой и подключены; к схеме управления, включающей формирователь счетных импульсов, первый ограничитель счета, выходной элемент НЕ, выход которого подключен к счетному входу 3 К-триггера каждого разряда, блок запуска, входы которого соединены с управляемым ключом, а его выходы подключены к первым входам двух входных элементов 2 И-НЕ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежностив схему управления дополнительно введены два элемента 3 И-НЕ, два элемента НЕ,три элемента 2 И-НЕ, генератор блокирующих импульсов, второй ограничитель счета,при этом каждый из ограничителей счета выполнен, например, на элементе 6 И-НЕ, выход каждого из ко 11Формула изобретения торых через свой конденсатор подключен к отрицательному выводу источника питания, выходы двух входных элементов 2 И-НЕ подключены соответственно к первым входам элементов 3 И-НЕ,вторые входы которых подключены ксоответствующим выходам ограничителей счета, каждый вход одного из которых подключен к соответствующемупрямому, а каждый вход другого - ксоответствующему инверсному выходуЗК -триггера счетчика в каждом разряде, начиная с третьего, выход каждого элемента 3 И-НЕ, входящего в схемууправления, соединен с одним из входов первого элемента 2 И-НЕ и с третьим входом другого элемента 3 И-НЕ, атакже через элементы НЕ - с управряющими входами входных элемейтов3 И-НЕ в каждом разряде счетчика, кроме последнего, элементы 2 И-НЕ соединены между собой таким образом,что выход первого из них подключенк первому входу второго, выход которого через генератор блокирующих импульсов и Формирователь счетных импульсов подключен к первому входутретьего элемента 2 И-НЕ, при этомвторые входы второго и третьего элементов 2 И-НЕ объединены между собойи подключены к выходу генератора одиночных импульсов, а также к входам установки ЭК -триггеров в одно из устойчивых состояний, например, единичное, кроме того вторые входы двухвходных элементов 2 И-НЕ объединенымежду собой и подключены к выходу генератора блокирующих импульсов,выход каждого выходного элемента 3 И-НЕ счетчика через конденсатор подключен к отрицательному выводу источникапитания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 557462, кл. Н 02 Р 9/14,. 19772. Техническое описание системыуправс ения тиристорами СУТ-ВЧ-У 4 6.299,006.ТО. Альбом И 2, рис. 13153. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2640794/24-07,кл. Н 02 Р 9/14, 1978.928597 фйх ЬЫХ Составитель А. Лебедевактор Т. Кинь ТехредП. Пекарь Корректор С. Шекмар филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,фйхй Ькагп Рмх Ька оР Рыхлб гхЗЗд э 3280 Л 1 Тираж 71 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва Ж Подписноеного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д. 1/