CS238958B1 - Zapojení číslicového generátoru zapínacích impulsů pro tyristorové měniče - Google Patents

Abstract

fiešení se týká řízení a regulace a řeší zapojení číslicového generátoru zapínacích impulsů pro tyristory. Signál žádané hodnoty fázového úhlu převede na číslicový signál a omezí se jeho meze v převodníku, llapěíové signály jednotlivých fází se vytvarují ve tvarovačích, synchronizuje se v synchronizátoru a v čítači se zpracuje spolu se signálem z převodníku, na signál okamžitého fázového úhlu posunutého o žádanou hodnotu. V šumátoru jsou zakédovýny informace o délce zapínacích impulsů, a o maximální hodnotě čítače pro zastavení čítání. Zde se signám částečně dekóduje a předává do dekodéru, ve kterém se vytváří zapínací impulsy. Vynálezu se využije při řízení měniče a elektrických pohonu

Description

Vynález se týká zapocení číslicového generátoru zapí nacích impulsů pro tyristorové měniče.

Jsou známa různá zapojení analogových i číslicových generátorů zapínacích impulsů pro tyristorové měniče. Nej snásejaí číslicová zapojení jsou v Imize A.A. Botovrina a kol. číslivové systémy řízení elektrických pohonů”. Tato zapojení pracuj x zpravidla na principu zpožďování impulsu o časovou hodnotu odměřovanou čítačem, který má zadané počáteční podmínky. Časově zpožděný impuls se zpra covává výstupními logickými obvody a. zesilovacími impulsními generátory· Nedostatkem tohoto uspořádání je, že se obtížně rozdělují impulsy pro jednotlivé větve u vícefázo vých měničů, protože se zde nebere zřetel na informaci o vyšších řádech fázového úhlu vícefázového systému. To má za následek poruchy funkce měniče při přehození sledu fází na vstupu měniče, což činx potíže u nestacionárních zařízení. Dalším nedostatkem je, ae se v zapojení tvaruje výstupní impuls odděleným tvarovačem, který nelze pro hrubé dělení vytvořit jako číslicový obvod. Užití monostabilního obvodu v tomto místě má za následek nebezpečí výskytu falešných poruchových zapínacích impulsů. Nepřesnost délky takto získaného impulsu zvyšuje možnost chybné funkce měniče v oblasti invertorového chodu. To proto, že při větší délce impulsu může impuls způsobit zapnutí tyristorové větve v okamžiku kdy ještě je zapnuta protilehlá tyristarová větev. To má za následek zkrat na straně zátěže , známý též pod názvem ”prohoření”.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení číslicového gene· rátoru zapínacích impulsů pro tyristorové měniče podle

238 958

- ¢.vynálezu, kde je úhlový vstup zapojení spojen s analogovým vstupem převodníku® Podstata vynálezu spočívá v tom, že každý fázový vstup zapojení je spojen se vstupem odpovídajícího tvarovače. Výstup každého tvarovače je spojen se signálovým vstupem odpovídajícího synchronizátoru. Skupinový výstup každého synchronizátoru je spojen se skupinovým vstupem odpovídajícího sumátoru. Zastavovací výstup každého sumátoru je spojen se zastavovacím vstupem odpovídajícího čítače. Hodinový vstup každého čítače je spojen s hodinovým vstupem každého synchronizátoru, s výstupem generátoru hodinových impulsů a s hodinovým vstupem převodníku. První omezovači vstup převodníku je spojen s prvním omezovačím vstupem zapojení· Druhý omezovači vstup zapojení je spojen se druhým omezovačím vstupem převodníku· Výstup převodníku je spojen s řídicím vstupem každého čítače. Zadávací vstup každého čítače je spojen s hodinovým výstupem odpovídajícího synchronizátoru. Výstup každého čítače je spojen s fázovým vstupem odpovídajícího sumátoru. Fázový výstup každého sumátoru je spojen s odpovídajícím vstupem dekodéru. Každý kladný výstup dekodéru je spojen s odpovídajícím kladným výstupem zapojení· Každý záporný výstup zapojení je spojen s odpovídajícím záporným výstupem dekodéru.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že se může používat pro jednofázové i vícefázové generátory zapínacích impulsů pro tyristorové měniče. Odstraňuje zdlouhavé a nespolehlivé nastavování souběhu více fázi při výrobě ovládacích obvodů pro měniče· Fázový úhel zapínání měniče a souběh fází je pevně zakódován v zapojení a je stálý, nezávislý na klimatických podmínkách a na stáří zařízení· Časová stálost a omezení fázového úhlu se příznivě projevuje zejména při invertorovém chodu měniče. Omezovači obvody umožňují ve složitějších reverzačních měničích omezení fázového úhlu za chodu měniče. Vytvoření zapínacího impulsu číslicovým způsobem napomáhá spolehlivému chodu

- 3 238 95 měniče jako invertoru. Zapojení zajištuje správnou funkci měniče i při změně sledu fází napájecí sítě, což zjednodušuje manipulaci s nestacionárními měniči. Vzorkovací charakter chodu zapojení přispívá ke stabilizaci řízené soustavy a ke zvýšení odolnosti proti kmitání. Zapojení je vytvořeno z běžně dostupných součástí, je výrobně jednoduché a levné. Po oživení odpadá údržba zařízení.

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkrese.

Jednotlivé bloky zapojení je možno charakterizovat takto. Převodník 1 je vytvořen z analogově číslicového převodníku nebo z převodníku číslicově číslicového. Je to buď samostatný převodník, nebo je součástí mikropočítače, a obsahuje obvody k omezení maximální a minimální hodnoty výstupního číslicového signálu. Slouží k vytvoření číslicového signálu žádaného úhlu zapínání tyristorů. Všechny tvarovače 2,1 až 2.n jsou stejné a jejich počet odpovídá počtu fází. Každý tvarovač je tvořen komparátory. Slouží k převedení napětí sinusového průběhu na logický obdélníkový signál. Všechny synchronizátory 3.1 až 3.n jsou stojné. Jsou vytvořeny z klopných obvodů typu D, ze dvouvstupových a třívstupových hradel. Slouží k vytvoření synchronizovaného signálu pro zadání počáteční hodnoty fázového signálu a k vytvoření signálu_F který nese informace o vyšších řádech okamžitého fázového posunu. Všechny čítače 4.1 až 4.n jsou stejné», Jsou v integrovaném provedení s předvolbou výstupního signálu. Slouží k vytvořeni číslicové hodnoty okamžitého fázového úhlu posunutého o zadanou hodnotu. Všechny sumátory 5.1 až 5.n jsou stejné jsou tvořeny buď integrovanými sčítačkami nebo Logickými hradly. Slouží k vytvoření signálu pro zastavení čítača v koncové poloze, signálu pro šířku, zapalovacího impulsu a k částečnému dekódování, výstupního signálu.

Dekodér 6 je vytvořen z diodově tranzistorových logických obvodů. Slouží k vytvoření posloupnosti zapínáních impulsů

238 958

Generátor 2 je vytvořen z oscilátoru řízeného krystalem a slouží k vytváření hodinových pulsů pro synchronizaci celého zapojení·

Počet n tvarovačů 2, synchronizátorů 2» čítačů £ a šumátorů £ je vždy stejný a odpovídá počtu fází sííového napětí. U jednofázového napětí je n » 1, u třífázového je n » 3, u dvanáctifázového je n * 12. Zapojení jednotlivých bloků číslicového generátoru zapínacích impulsů pro tyristořové měniče je provedeno takto. Úhlový vstup 00 zapojení je spojen s analogovým vstupem 11 převodníku

1. Každý fázový vstup 03.1 až 03.n zapojení je spojen se vstupem 21.1 až 21 .n odpovídajícího tvarovače 2.1 až 2.n. Výstup 22.1 až 22.n každého tvarovače 2.1 až 2.n je spojen se signálovým vstupem 31»! až 31.n odpovídajícího synchronizátorů 3*1 až 3»n. Skupinový výstup 34.1 až 34.n každého synchronizátorů 3.1 až 3»n je spojen se skupinovým vstupem 52.1 až 52.n odpovídajícího sumátoru 5.1 až 5»n. Zastavovací výstup 53.1 až 53.n každého sumátoru 5.1 až 5.n je spojen se zastavovacím vstupem 44.1 až 44.n odpovídajícího čítače až 4>n. Hodinový vstup 43.1 až 43.h každého čítače 4.1 až 4.n je spojen s hodinovým vstupem 32.1 až 32.n každého synchronizátorů 3.1 až 3.n, s výstupem 71 generátoru 2 hodinových pulsů a s hodinovým vstupem 14 převodníku 1. První omezovači vstup 12 převodníku 1 je spojen s prvním omezovacím vstupem 01 zapojení. Druhý omezovači vstup 02 zapojení je spojen se druhým omezovacím vstupem 13 převodníku 1. Výstup 15 převodníku 1 je spojen s řídicím vstupem 42.1 až 42.n každého čítače lil až !í£· Zadávací vstup 41.1 až 41 .n každého čítače Id až li£ je spojen s hodinovým výstupem 33.1 až 33.n odpovídajícího synchronizátorů 3.1 až 3.n. Výstup 45.1 až 45»n každého čítače Iti až 4.n je spojen s fázovým vstupem 51.1 až 51»n odpovídajícího sumátoru 5.1 až 5.n. Fázový výstup 54.1 až 54.n každého sumátoru 5.1 až 5.n je spojen s odpovídajícím vstupem 60.1 až 60»n dekodéru 6. Každý

238 958

- Γkladný výstup 61.1 až 6n.l dekodéru 6 je spojen s odpovídajícím kladným výstupem 041.1 až 04n.l zapojení. Každý záporný výstup 041o2 až 04n.2 zapojení je spojen s odpovídajícím záporným výstupem 61.2 až 6n«2 dekodéru 6, Funkce zapojení je pro jednoduchost uvedena pro jednu fázi. Ka úhlový vstup 00 zapojení přichází signál žádané hodnoty fázového úhlu zapínacích. impulsů. V převodníku 1 se tento signál převede na číslicový signál přizpůsobený pro navazující obvody. Současně přichází na první omezovači vstup 01 zapojení signál maximální dovolené hodnoty fázového úhlu a na druhý omezovači vstup 02 zapojení přichází signál minimální dovolené hodnoty fázového úhlu. Oba tyto signály omezují rozsah řízení fázového úhlu. Ka první fáv zový vstup 03.1 zapojení přichází napětový signál první fáze. V prvním tvarovači 2.1 se tento'signál, jehož průběh se blíží sinusovée, tvaruje na logický obdélníkový signál, který nese informaci o znaménku napětí sítě. Tento signál přechází přes signálový vstup 31«, 1 do prvního synchronizátoru 3·1ο V prvním synohronizátoru 3.1 se tento signál synchronizuje a synchronizovaný signál přechází přes jeho hodinový výstup ve formě impulsu na zadávací vstup 41o1 prvního čítače 4.1» Současně se v prvním synchroni zátoru 3.1 vytváří signály, které nesou informaci o vyšších řádech okamžitého fázového posunu, které přecházejí na skupinový vstup 52.1 prvního sumátoru 5,. 1.

Ka řídicí vstup 42. 1 prvního čítače 4.1 přichází signál, který nese informaci o žádaném, úhlu zapínání tyristorů.

V prvním čítači 4.1 se vytváří číslicový signál okamžitého fázového úhlu posunutého o žádanou hodnotu úhlu zapínání tyristorů»» Tento signáL se přivádí na fázový vstup 51.1 prvního sumátoru 5.1» V prvním sumátoru 5.1 se tento sighál secte se signálem, který nese informaci o vyšších řádech okamžitého fázového, poatesu. V prvním sumátoru 5.1 jsou pevně zakódovány iafSxetaasre o maximální

238 958

- (ό hodnotě čítaných impulsů, která odpovídá fázovému úhlu a při jejímž dosažení se činnost prvního čítače 4.1 zastaví zastavovacím signálem, který vyšle první sumátor ^1 přes svůj zastavovací výstup 53ol na zastavovací vstup 44.1 prvního čítače £.1. Dále je v prvním sumátoru zakódována informace o délce zapínacích impulsů. Zakódované informace spolu s informacemi o vyšších řádech okamžitého fázového posunu vytváří částečně dekódované signály přenášející informaci o délce a o časovém posunutí zapínacích impuleů. Tyto signály přecházejí přes fázový výstup 54.1 prvního sumátoru 5.1 na první vstup 60.1 dekodéru β,· V dekodéru 6, se částečně dekódovaný signál zpracuje diodově tranzistorovými logickými obvody na zapínací impulsy, které přecházejí podle polarity ovládané větve měniče na první kladný výstup 61.1 dekodéru 1, nebo na první záporný výstup 61.2 dekodéru j6 a odtud na odpovídající první kladný výstup 041.1 zapojení nebo na první záporný výstup 041o2 zapojení. Při vytváření zapínacích pulsů se využívá tranzistorů z diodově tranzistorových logických obvodů v dekodéru 6, jako výkonových zesilovačů. Synchronizaci celého zapojení zajištuje generátor 2 hodinových pulsů.

Vynálezu se využije v automatické regulaci při řízení měničů, u elektrických pohonů.

Claims (1)

1. Zapojení číslicového generátoru zapínacích impulsů pro tyristorové měniče, u kterého je úhlový vstup zapojení spojen s analogovým vstupem převodníku, vyznačující se tím, že každý fázový vstup (03.1 až 03_on) zapojení je spojen se vstupem (21.1 až 21.n) odpovídajícího tvarovače (2.1 až 2.n), jehož výstup (22.1 až 22.n) je spojen se signálovým vstupem (31.1 až 31.n) odpovídajícího synchronizátoru (3.1 až 3.n), jehož skupinový výstup (34.1 až 34.n) je spojen se skupinovým vstupem (52_O1 až 52.n) odpovídajícího sumátoru (5.1 až 5.n), jehož zastavovací výstup (53.1 až 53.n) je spojen se zastavovacím vstupem (44ol až 44.n) odpovídajícího čítače (4.1 až 4.n), jehož hodinový vstup (43.1 až 43.n) je spojen s hodinovým vstupem (32.1 až 32.n) každého synchronizátoru (3.1 až 3.n), s výstupem (71) generátoru (7) hodinových pulsů a s hodinovým vstupem (14) převodníku (1), jehož první omezovači vstup (12) je spojen s prvním omežovacím vstupem (01) zapojení, jehož druhý omezovači vstup (02) je spojen se druhým omežovacím vstupem (13) převodníku (1), jehož výstup (15) je spojen s řídicím vstupem (42.1 až 42.n) každého čítače (4.1 až 4.n), jehož zadávací vstup (41.1 až 41.n) je spojen s hodinovým výstupem (33.1 až 33·η) odpovídajícího synchronizátoru (3d až 3.n), a výstup (45.1 až 45.n) každého čítače (4.1 až 4.n) je spojen s fázovým vstupem (51.1 až 51.n) odpovídajícího sumátoru (5.1 až 5.n), jehož fázový výstup (54.1 až 54.n) je spojen s odpovídajícím vstupem (60.1 až 6O.n) dekodéru (6) jehož každý kladný výstup (61.1 až 6n.l) je spojen s odpovídajícím kladným výstupem (041.1 až 04n.l) zapojení, jehož každý záporný výstup (041.2 až 04n.2) je spojen s odpovídajícím záporným výstupem (61.2 až 6n.2) dekodéru (6).