Цифровое многоканальное устройство для управления инвертором
Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления автономными инверторами. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит задающий генератор 1, кольцевой распределитель 2, 4 п-канальный формирователь 3 коротких импульсов, цифровой задатчик 4 угла регулирования и один канал 5 управления. Канал 5 содержит два преобразователя 6 и 7 код-временной интервал, два распределителя 8 и 9 импульсов и четыре формирователя 10 - 13 управляющих импульсов. Преобразователь код-временной интервал состоит из двухвходового элемента ИЛИ 14 (15), триггера 16 (17), двухвходового блока совпадения 18 (19), реверсивного счетчика 20 (21) и формирователя 22 (23) коротких импульсов. Первый (второй) распределитель импульсов содержит два элемента ИЛИ 24 и 25 (26 и 27), первый и второй триггеры 28 и 29 (30 и 31), два двухвходовых блока 32 и 33 (34 и 35). Применение в устройстве формирователя коротких импульсов и распределителей импульсов с их внешними и внутренними связями позволяет существенно повысить надежность работы устройства в пусковых режимах, а схемная реализация преобразователей кодвременной интервал позволяет раздельно регулировать фазу переднего и заднего фронтов управляющих импульсов. 2 ил.
СОЮЗ ССВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСЛУБ ЛИК (!9) 01) (я) 4 Н 02 М 7/527
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4364502/24 — 07 (22) 13.01,88 (46) 30. 11.89. Вюл. 1 44 (71) Институт электродинамики
AH УССР (72) А,В.Новосельцев, В ° 0 ° Костюк, M.Ò.Ñòpåëêîâ и A.À.Êàðïåíêî (53) 62 1 ° 3 16.727(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
938355, кл. Н 02 P 13/18, 1982.
Авторское свидетельство СССР
У 1127067, кл . Н 02 Р 13/ 18, 1984 . (54) 1\ИФРОВОЕ МНОГОКАНА11ЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ У11РАВЛВНИЯ ИНВЕРТОРОМ (5<) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления автономными инверторами. 11елью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит задающий генератор 1, кольцевой распределитель 2, 4п-канальный формирователь
3 коротких импульсов, цифровой задатчик 4 угла регулирования и один канал 5 управления. Канал 5 содержит два преобразователя 6 и 7 код— временной интервал, два распредели1525847
10
55 теля 8 и 9 импульсов и четыре формирователя 10-13 управляющих импульсов. 11реобразователь код — временной интервал состоит иэ двухвходового элемента ИЛИ 14 (15), триггера 16 (17), двухвходового блока совпадения 18 (19), реверсивного счетчика 20 (21) и формирователя 22 (23) коротких импульсов ° Первый (второй) распределитель импульсов содержит два элемента ИЛИ 24 и 25 (26 и 27), первый и второй триггеры 28 и 29
Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления вентильными преобразователями, и может быть использовано для управления автономными инверторами напряжения.
Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных воэможностей устройства.
На фиг.1 представлена схема устройства (изображен только один канал управления); на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.
Устройство содержит задающий генератор 1, кольцевой распределитель
2, 4п-канальный формирователь 3 коротких импульсов, цифровой задатчик
4 угла регулирования и один канал
5 управления. Канал 5 управления содержит два преобразователя 6 и 7 код — временной интервал (ПКВИ1 и
ПКВИ2), два распределителя 8 и 9 управляющих импульсов (РИ), первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 формирователи длительности управляющих импульсов. ПКВ (ПКВИ2) состоит из двухвходового элемента ИЛИ 14 (15), 1>-триггера 16 (17), двухвходового блока 18 (19) совпадения, реверсивного счетчика 20 (21) и формирователя 22 (23) коротких импульсов.
Первый (второй) распределитель 8 (9) импульсов содержат два элемента
ИЛИ 24 и 25 (26 и 27), первый 78 и второй 29 D-триггеры (30 и 3 1), два блока 32 и 33 (34 и 35) совпаден»»я.
Низкочастотньп» выход задающего генератора 1 соединен с входом кснllÄцевого распределителя 2, высоко IacTOTHbIH ВЫХОД ПО»К. ПОЧЕ»» К Одис МЪ И» входов двух входовых Г»»оков 18 и 19
45 (30 и 31), два л»»ух»»ходовых блока
32 и 33 (34 и 35) совпадения. Применение в устройстве формирователя коротких импульсов и распределителей импульсов с их внешними и внутренними связями позволяет существенно повысить надежность работы устройства в пусковых режимах, а схемная реализация преобразователей код — временной интервал позволяет раздельно регулировать фазу переднего и заднего фронтов управляющих импульсов.2 ил . совпадения. Другой вход блока 18 совпадения подключен к выходу D-триггера 16, а другой вход блок 1 19 к выходу 1»-триггера 17.
Установочные входы S этих триггеров соединены с соответствующими входами предустановки реверсивных счетчиков 20 и 21 и соответственно подключены к выходам элементов ИЛИ
14 и 15, входы которых являются входами преобразователей код — временной интервал (ПКВИ1 и ПКВИ2) 6 и 7 и подключены к выходам 4п-канального формирователя 3 коротких импульсов. Выходы блоков 18 и 19 совпадения подключены к счетным входам реверсивных счетчиков 20 и 2 1 соответственно ° Выходы переполнения этих счетчиков подключены к входам формирователей 22 и 23 импульсов соответственно. Информационные входы реверсивных счетчиков 20 и 21 соединены поразрядно с цифровым задатчиком
4 угла регулирования, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим выходом задающего генератора 1. Выходы кольцевого рас" пределителя 2 соответственно соединены с входами 4п-канального формирователя импульсов °
Выходы формирователей 22 и 23 коротких импульсов являются выходами соответствующих ПКВИ и подключены соответственно к установочным входам D-триггеров 16 и 17 и к первым входам двухвходовых блоков 32 и 33 совпадения (34 и 35) распределителя импульсов 8 (9) (РИ8 и РИ9). Вторые входы двухвходовых блоков 32 и 33 (34 и 35) совпадения соединены с выходами первого и второго D-триггеров
152584 7
1) /cC
I где
28 и 29 (30 и 31) соответственно, S-входы которых соединены с входами соответствующих НКВИ, а К-входы подт где — частота счетных импульключены также соответственно к выхо5 сов, Гц; дам элементов ИЛИ 24 и 25 (26 и 27)
Э г,ч — разрядность реверсивных первые входы которых соединены с вы- счетчиков; ходами соответствующих блоков 32 и м — максимальное предельное
33 (34 и 35) совпадения, вторые вхозначение угла регулировады объединены и соединены с входами fQ ния из выбранного диапазосброса реверсивных счетчиков 20 и
21 ПКНИ и на, с, соответствующее в и подключены к шине Общий
1! данном случае 180 эл. град., сброс, при этом выходы первого и который поступает п тупает на входы блоков второго двухвходовых блоков совпаде- 18 и 19 импульсы (и 3 являются первы- 15 раз выше выходной частоты инвертоми и вторыми выходами распределите- ра к а, которые поступают на вход кольлей импульсов РИ8 (РИ9). Входы за- цевого распределителя 2 и сигнал пуска первого 10 и третьего 12 форми- рователей управляющих импульсов подключены к первым выходам РИ а второ- 20
У
f = 2fb K
3 го 11 и четвертого 13 — к вторым выходам распределителей импульсов.Bxo- f — частота записи информации ды сброса первого 10 и третьего 12 И„ ПКВИ формирователей управляющих импульсов f частота выходного напряподключены к вторым выходам распре- 25 жения инвертора; делителей 8 и 9 импульсов, а второ- с, 3 — число каналов го 11 и четвертого 13 соответственно управления (для случая изображенного фиг.2,К = 1), к первым выходам распределителе 8 и
9 импульсов. подаваемый на вход синхронизации цифНа фиг,2 позициями обозначены: 30 рового эадатчика 4 угла регулирова36 — сигнал, изображающий двоичное ния. 4п-канальный формирователь вычисло на выходе цифрового задатчика деляет передние фронты импульсов, 4 угла управления; 37 — сигнал на поступающих на его вход с выхода высокочастотном выходе задающего ге- распределителя.. Двухвходовые элеменнератора 1; 38 и 39 — сигналы на выходах элементов 10 и 15 40 и 42 ты ИЛИ 14 и 15 суммируют импульсные
) сигналы, сдвинутые между собой на сигналы на выходах D-триггеров 16 и 180
17 41 4 эл.град., таким образом на выхо1 4 — сигналы на выходах бло- де элемента 15
1 и 43 ков 18 и 19 совп ения н т — сигнал, сдвинутый
39 ков и совпадения (на счетных относительно сигнала 38 на четверть входах реверсивных счетчиков 20 и
21
40 периода выходного напряжения инвер1 соответственно); 44 и 46 — сигна- тора. Сигнал 38 поступает на S-вход лы на выходах переполнения реверсив- D-триггера 16 и вход предустановки ньгх счетчиков 20 и 21, а 45 и 47 реверсивного счетчика 20, посредстсигналы на выходах формирователей 22 вом чего происходит установка Dи 23 коротких импульсов; 48 — 51 сиг- 4 триггера 16 в состояние логической налы на выходах D-триггеров 28 29
30 3
У Ф единицы, а в счетчик записывается
0 и 31 соответственно, а 52 — 55— сигналы на выходах формирователей 10очередное значение N" с выхо а рового эадатчика угла регулирования.
13 длительности управляющих импуль- ц ри этом на счетный вход счетчика сов соответственно, представляющие проходят импульсы 41, причем число собой последовательности импульсов отсчитанных (вычтенных) импульсов управления для четырех вентилей ин- до момента появления на выходе певерторного модуля. реполнения счетчика 20 уровня логиУстройство работает следующим об- ческой единицы равн о числу N В разом. момент установления на выходе Р и
Задающий генератор формирует вы- счетчика высокого уровня на выходе сокочастотный сигнал 36 и его части его часто. формирователя 22 коротких импульсов та в общем случае определяется вы- появляется импульс, б импульс, с расывающий ражением D-триггер 16 в нуль, чем запреща1525847 ется даль!!е1:!!Iee. прохождение с Гет1»1х импульсов 1<а вход реверс»я»ого счетчика 20, Г;1ким образом на выходе
D-триггера 16 образуется сигнал 40
5 на вь1ходе блока 18 совпадения — сигнал 41, на выходе переполнения счетчика 20 — сигнал 44, а на выходе формирователя 22 — сигнал 45, который
» !ляется выходным для ПКВИ 1 и сдвинут 10 с гн.;с1!тeлв1 о <.игнала 38»а угол гряд, (фиг „2) . Сигнал 39 остуидет ня )-вход 1Г-триггера 17 и, кроме того, также, как и в первом случае, производит запись значения 1<1 в реверс»в»1ч» с Гет Гик 21 и уста»авливяет ня вьгхопе D-триггера 17 уровень
1<.ги" ской Гп n..!.IH< Р,налог»»но на выХОДЕ 11- !pi!, C"". < I o! разГУется cèã»àË и2 »з Г<ь-::.„1. . . †.ока !9 совпадения си -»ял - 3, па. 1!ко
Hà угол "-, =, . Достигаемый эффект обес . »вае i ся те!1, что .1исло
ИМПУЛЬСОВ, i" Чнт<,1»аDМОЕ СУММИРУЮщим сче ччкз 2,. равно N
+ дЯ вЂ” (2г — i ) . i Hc N — двоичное до»о
»реобрязует дсло.!ii»тельный код Do ! времен»ой интервал 1
Сигналы 4э и 47 поступают на первые входь блоков 32, 33 и 34, 35 сов- 40 падения распределителей 8 и 9 импульсов соответственно, На вгорые входы блоков сов:Гядения, выполнГ!1ощих функции -!ipol ляеь!ы> ключей, пос гупают управл»1сщ1 е сигналы с выходов 4с г
D р»1 герон 1"
ОКЯЗЫВаЕтСЯ 1. 111<Л .-Гач»ЫМ В МО !Е»т очс-:рядно;.о -pа =а::,зя»ия формировате—
50 ля 22 (3) .; <, "»роводящ1;M оказывае т с я б: < о (: o в л .Гд 1<; я, и од к. 1 1<1<1 е н н ьгй к выходу эт" г с< тр
t«<
Щ. И Г H < II Я К Сг«,. . О Г О У.!<Р а Б Л Я ЮЩЕ "O 1 l i i
55 пуs ься (его»: р ..:. -o;gpoilтa) к г всей зо е ре- .-;.,:1 .-; 11... Сбгос тр»ггеpc» ocó!J, i г1111яет .,; автомат!!чески посре 1 тno< сс т стств-, юцих с1!г»а IOD блоков совпадения Но це11и обратной связи и через элементы ИГЕ 24, 25 и 26, 27 соответственно. На выходах
D-триггеров 28, 29, 30 и 31 образуются сигналы 48-51 °
Импульсами с HbrxoJIoD блоков совпадения запускаются соответствующие формирователи длительности управля< ющих импульсов. Диаграммы 52-54 соответствуют предельному случаю <„ =
180 эл.град. при N« = const. В случае изменения сигйала управления
N (36) с частотой f > = 2fb, как это изображено на диафрагме на фиг.2, при включе нии очередного вентиля инвертора необходимо снимать управляющий сигнал с диагонально-противоположного вентиля. . Зто достигается введением перекрест.»1х связей формирователями 10-13, Б результате на выходах формирователей 10 и 11 формируются управляющие и!Лульсы опережаюГ<ГГГх" вентилей инверторного моста (сиг»алы 52 и 54), à »а выходах формирователей 12 и 13 — управляющие импульсы "эапаздывающих вентилей.
Количество разрядов реверсивных счетчиков г „ определяет точность и плавность регулирования выходного напряжения инвертора.
Для управления m-фазным преобразователем необходимо иметь п каналов управления, аналогичньГх каналу
5. Кольцевой распределитель должен иметь четкое количество выходов 4п.
Предлагаемое устройство обеспечивает предельно возможную степень симметрии управляющих импульсов в установившихся и переходных режимах в кя1<1дом канале управления, максимально возможньгй диапазон регулирования yrJ:а управления, составляк1щий
0-180 эл. град., с возмсжностью его
ОГРаНИЧЕНИЯ H ПРЕДЕЛаХ aL м„ц (Ы.а м кс при любых OC. мин и оС Макс иэ укяэя»1!оо диапазона посредством цифрового =-адатчика угла регулирова. ния, высокую помехоустойчивость ка" наля передачи управляющего сигнала и стябил1.ность управляюших имтГульcîí, тяк как вся информация обрабать1вяется и хранится в цифровой форме, возможность выбора длительности упрявляюцих импульсов,а также надсж»ую работу преобразователя при пусках, 9 1525847 !О формул а из об р е т е н и я рого преобразователя код — временной интервал соединен с суммируюЦиф оное мн .р огоканальное устрой- щим входом соответствующего реверство для управления инвертором, со- сивного счетчика, выходы переполдержащее кольцевои распределитель нения ренерсивных счетчиков подклюс числом ныхо ов 4п дов 4п, вход которого чены к входам формирователей коротсоединен с первым низкочастотным ких импульсов, а информационные вховыходом задающего генератора, и и ды реверсивных счетчиков поразрядкаиалов r авлен у tp вления, включающие каж- 10 но соединены с выходами цифрового дый первый и вто ой и е р " преобразователи задатчика угла регулирования выходы код — временной интервал, каждый из формирователей коротких импульсов, которых состоит из реверсивного счет- являющиеся выходами преобразоватечика, днухвходоного блока совпаде- лей код — временной интервал, сония, D-триггера и элемента ИЛИ, о т- g единены с R-входами соответствующих личаюееся щ с я тем, что, с це- D-триггеров, каждый из распредели-! лью повьш ения надежности и и расшире- телей импульсов содержит два эления функциональных возможностей уст- мента ИЛИ, первый и " Dпервый и второи -тригройства, введены 4п-канальный фо миформи геры, первый и второй двухвходовые ронатель коротких импульсов, соеди- 20 блоки совпадения, первые входы котоненный входами с выходами кольцено- рых подключены к выходам соответстго распределителя, цифровой задат- прео разователеи код — вречик угла регулирования, синхрониэи- менной интервал, вторые входы сорующии вход которого соединен с вто- единены с выходами первого и второрым низкочастотным выходом задающе- 25 ro D-триггеров соответственно,S-вхого генератора в к р Р, аждый канал уп- ды которых соединены с входами соравляния введены первый второй тре. ответствующих
У 1 щих прео разователеи код— б тий и четвертый формирователи управ- временной интервал à R-входы подУ ляющих импульсов, первый и второй распределители импульсон, а в каж- первые входы которых соединены с д р о разователь код — временнои
ый п е б
30 выходами соответствующих блоков совинтервал — формирователь коротких падения, вторые входы объединены и импульсов, причем высокочастотный соединены с входами сброса реверсиввыход задающего генератора соеди- ных счетчиков преобразователей лод— нен с первыми входами днухвходоных временной интервал и подключены к блоков совпадения, вторые выходы З5 шине "Общий сброс", при этом выходы двухвходовых блоков совладения со- первого и второго двухвходовых блоответственно подключены к выходам ков совпадения соответственно являЭ-триггеров, установочные S-входы ются первыми и вторыми выходами расЭ-триггеров соединены с соответст- пределителей импульсов, причем входы ную ми и а щими входами предустановки ре40 запуска перного и третьего формироверсивных счетчиков и входами эле- вателей управляющих импульсов подментов ИЛИ, входы которых соедине- ключены к первым выходам распределины с выходами многоканального фор- телей импульсов, а второго и четвермирователя коротких импульсов, вхо- того соответственно — к вторым выхо ды элементов HJIH являются входами 4> дам распределителей импульсов, входы преобразователей код — временной сброса первого и третьего формироваинтервал, выход двухвходового бло- телей управляющих импульсов подключека совпадения первого преобразова- ны к вторым выходам распределителей теля код — временной интервал соеди" импульсов, а в торого и четвернен с вычитающим входом соответству- 50 того соответственно — к первым ющего реверсивного счетчика, выход выходам распределителей импульдвухвходового блока совпадения вто- сов.
Составитель В.Гордеев
Техред Л,Сердюкова Корректор 3.Лоячакова
Редактор 1 .. Кол <а
Закаа 72:Ч,< Т: „>аж 6ч8 Подлисное
ВН11И1)1 с;..I <рс .;в с лв г< к.; <итета п<а из<,<1рет< для<< и <1ткр<а1 «я<< при 1 К)Г СССР
11 > 3 -, l .кга, 1<-3, i чу 11. 1р,-л< <л,;q,- < <<,::, i- < z I:<,"i,,<" IT<; к,>"1< .ила Г 1 к< < l< Г > .. жс(<р»1,. «"т. I,ала1 <ина 1 <а 1
