CS220602B1

CS220602B1 - Pulse converter continuous control circuitry

Info

Publication number: CS220602B1
Application number: CS840280A
Authority: CS
Inventors: Josef Slupka; Vladimir Potucek
Original assignee: Josef Slupka; Vladimir Potucek
Priority date: 1980-12-02
Filing date: 1980-12-02
Publication date: 1983-04-29

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro spojité řísení pulsního měniče, pracujícího nejméně na dvou předem stanovených konstantních frekvencích.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a circuit for a continuous pulse transducer operating at least two predetermined constant frequencies.

V důsledku současného rozvoje polovodičové techniky a tím i rozvoje sdělovacího zařízení, byl v poslední době celostátně vymezen rozsah frekvencí, na kterých je dovoleno pracovat s regulační technikou tak, aby nebyly rušeny a ohroženy signalizační a zabezpečovací systémy, zejména v železniční dopravě. Toto omezení současně ovlivňuje i regulaci pulsních měničů, používaných např. k napájení trakčních motorů. Dosud se tyto pulsní měniče řídily pomocí plynulé změny frekvence, nebo zejména v poslední době, pomocí skokové změny přepínáním omezeného počtu frekvencí. Při tomto způsobu však dochází k nespojitému řízení proudu zátěže pulsního měniče vlivem skokové změny jeho napětí při přepnutí. z nižší frekvence na vyšší a naopak. Tyto nespojitosti řízení jsou tak veliké, že v obvodu řízení zapojený regulátor nedokáže udržet proud zátěže o požadovaném malém zvlnění. K odstranění výše uvedené skokové změny napětí na zátěži je třeba použít složitých regulátorů, což je nehospodář né a možnost použití většího počtu frekvencí je zpravidla omezena.As a result of the recent development of semiconductor technology and thus the development of communication equipment, the range of frequencies at which the control technology is allowed to work so as not to disturb and jeopardize signaling and signaling systems, especially in railway transport, has recently been nationally defined. At the same time, this limitation also affects the control of pulse converters used, for example, to supply traction motors. So far, these pulse converters have been driven by a continuous frequency change, or more recently, by a step change by switching a limited number of frequencies. In this way, however, the load current of the pulse converter is discontinuously controlled due to a step change in its voltage when switching. from lower frequency to higher frequency and vice versa. These control discontinuities are so great that the controller connected to the control circuit cannot maintain the load current with the required low ripple. In order to eliminate the above-mentioned step change in load voltage, it is necessary to use complex regulators, which is uneconomical and the possibility of using multiple frequencies is generally limited.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení obvodu pro spojité řízení pulsního měniče, pracujícího nejméně na dvou předem stanovených konstantních frekvencích, sestávající z generátoru konstantní frekvence, bloku, logických funkcí, přepínače frekvence, generátoru pilovitého· napětí, koincidenčnlho obvodu, prvního a druhého tvarovacího obvodu, pulsního měniče se zátěží a čidlem proiudu, ze součtového členu, regulátoru se sčítacím bodem, alespoň z jednoho pomocného koincidenčnlho obvodu a stejného počtu logickoanalogových převodníků, jehož podstatou je, že výstup regulátoru je zapojen do vstupu každého použitého· pomocného koincidenčního obvodu a tento je svým výstupem samostatně zapojen k jednomu vstupu logického signálu přepínače frekvence, do jehož vstupů frekvenčních signálů jsou jednotlivě připojeny výstupy bloku logických funkcí, jejichž počet je vždy o jeden vyšší, než je počet vstupů logických signálů. Výstup každého použitého pomocného koincidenčního obvodu je ještě samostatně propojen přes logickoanalogový převodník k příslušnému vstupu pro analogový signál součtového členu, k jehož vstupu pro výstupní napětí regulátoru je připojen výstup regulátoru. Výstup součtového členu je zapojen do jednoho vstu220602 pu koincidenčního obvodu, který je svým výstupem spojen se vstupem druhého tvarovacílio obvodu a do druhého vstupu koincidenčního obvodu je zapojen výstup generátoru pilovitého napětí, jehož vstup je společně se vstiupem prvního tvarovacího obvodu připojen k výstupu přepínače frekvence.The above drawbacks eliminate the wiring of a pulse converter continuous control circuit operating at least two predetermined constant frequencies, consisting of a constant frequency generator, block, logic functions, frequency switch, sawtooth generator, coincidence circuit, first and second shaping circuit, pulse load and proximity transducers, summation, summation controller, at least one auxiliary coincidence circuit and the same number of logic-to-analog converters, which means that the controller output is connected to the input of each auxiliary coincidence circuit used and is its output separately connected to one logic signal input of the frequency switch, to whose frequency signal inputs are individually connected outputs of the logic function block, whose number is always one higher than the number of vs logic signals. The output of each auxiliary coincidence circuit used is separately connected via a logic-to-analog converter to the appropriate input for the analog summation signal to which the output of the controller is connected to the output of the controller. The summation output is connected to one input of the coincidence circuit, which is coupled to the input of the second shaping circuit, and to the second input of the coincidence circuit is the output of a sawtooth generator, which input is coupled to the input of the first shaping circuit.

Zapojením obvodu podle vynálezu je dosaženo spojitosti řízení pulsního měniče pomocí nejméně dvou předem stanovených konstantních frekvencí.By connecting the circuit according to the invention, the continuity of the pulse converter control is achieved by means of at least two predetermined constant frequencies.

Je zajištěno odstranění skokových změn napětí zátěže v okamžiku přepnutí z nižší frekvence na vyšší a naopak a je docíleno požadovaného úměrného zvlnění proudu zatíženého pulsního měniče.The load voltage step changeover at the moment of switching from the lower frequency to the higher and vice versa is ensured and the required proportional ripple of the loaded pulse converter current is achieved.

Další výhodou je, že nastavením signálu logickoanalogových převodníků lze v okamžiku změny frekvence zvětšit minimální poměrné otevření pulsního měřiče.Another advantage is that by adjusting the signal of the logic-to-analog converters the minimum relative opening of the pulse meter can be increased at the moment of frequency change.

Νει výkresu je uveden příklad zapojení obvodu podle vynálezu, jakož i diagram funkčních závislostí jeho veličin, ve kterém znázorňuje: obr. 1 elektrické schéma zapojení obvodu pracujícího na čtyřech konstantních frekvencích, obr. 2 průběh a vzájemnou závislost výstupního napětí Gp generátoru S pilovitého napětí a výstupního napětí Q součtového členu 4 při pracovní frekvenci signálu fl konstantní frekvence a jejich vliv na fázový posuv T náběžné hrany druhého řídicího impulsu h2 vůči náběžné hraně prvního řídicího impulsu hl, obr. 3 průběh a vzájemnou závislost výstupního napětí Gp generátoru 5 pilovitého napětí a výstupního napětí Q součtového členu 4 při pracovní frekvenci signálu fl konstantní frekvence a jejich vliv na fázový posuv T náběžné hrany druhého řídicího impulsu h2 vůči náběžné hraně prvního řídicího impulsu hl, obr. 4 přepínání signálů fO, fl, f2, f3 konstantní frekvence při nárůstu výstupního napětí Q součtového členu 4, daného součtem výstupního napětí Ri regulátoru 7 dle zátěže 14 a analogového napětí jednotlivých. logických výstupních signálů kl, k2, k3 pomocných koincidenčních obvodů 81, 82, 83 a vliv jejich vzájemných závislostí na polohy pl, p2, p3, p4 fázového posuvu T.1 shows an electrical diagram of a circuit operating at four constant frequencies, FIG. 2 shows the waveform and the mutual dependence of the output voltage Gp of the sawtooth generator S, and FIG. the output voltage Q of the summation member 4 at the frequency of the constant frequency signal f1 and their influence on the phase shift T of the leading edge of the second control pulse h2 relative to the leading edge of the first control pulse hl; the voltage Q of the summation element 4 at the operating frequency of the constant frequency signal f1 and their effect on the phase shift T of the leading edge of the second control pulse h2 relative to the leading edge of the first control pulse hl, Fig. 4 signal switching f0, fl, f2, f3 constant frequency when the output voltage Q of the summation 4 increases, given by the sum of the output voltage Ri of the controller 7 according to the load 14 and the analog voltage of the individual. logic output signals k1, k2, k3 of auxiliary coincidence circuits 81, 82, 83 and the effect of their interdependencies on the positions p1, p2, p3, p4 of the phase shift T.

Generátor 1 konstantní frekvence je sivým výstupem připojen ke vstupu bloku 2 logických funkcí, jehož čtyři výstupy jsou zapojeny do čtyř vstupů 30, 31, 32, 33 frekvenčních signálů fO, fl, f2, f3 přepínače 3 frekvence. Jeiho výstup je zapojen jednak přes první tvarovaní obvod 6 k jednomu vstupu pro řízení pulsního měniče 12 a jednak přes generátor 5 pilovitého napětí k jednomu vstupu koincidenčního obvodu 10, který je sivým výstupem zapojen přes druhý tvarovací obvod 11 k druhému vstupu pro řízení pulsního měniče 12. Pulsní měnič 12 je připojen svým silovým výstupem v sérii s čid-. lem 15 proudu a zátěží 14 k zápornému pólu a svým silovým vstupem ke kladnému pólu stejnosměrného napětí. Vstup regulátoru je spojen s výstupem sčítacího bodu 13, jehož jeden vstup je připojen k výstupu čidla 15 proudiu a druhý vstup k výstupu nezakresleného zdroje žádané hodnoty Wi proudu. Výstup regulátoru 7 je zapojen do vstupů každého ze tří pomocných koincidenčních obvodů 81, 82, 83, majících jednotlivě odstupňovanou koincidenční úroveň a které jsou svými výstupy samostatně zapojeny jednak do odpovídajících vstupů 35, 36, 37 logických signálů kl, k2, k3 přepínače 3 frekvence a jednak do vstupů příslušných logickoanalogových převodníků 91, 92, 93, jejichž výstupy jsou připojeny ke vstupům 41, 42, 43 pro analogové signály z logickoanalogových převodníků 91, 92, 93 součtového členu 4, do jehož dalšího vstupu 40 pro výstupní napětí Ri regulátoru 7 je ještě zapojen výstup regulátoru 7. Výstup součtového členu 4 je zapojen do druhého vstupu koincidenčmího obvodu 10. Signál f základní konstantní frekvence z generátoru 1 konstantní frékvence se v bloku 2 logických funkcí upravuje na čtyři odstupňované signály fO, fl, f2, f3 konstantní frekvence, které jsou samostatně zavedeny do jednotlivých vstupů 30, 31, 32, 33 frekvenčních signálů fO, fl, f2, f3 přepínače 3 frekvence. Regulátor 7 se sčítacím bodem 13 porovnává žádanou hodnotu Wi proudu a skutečnou hodnotu proudu zátěže 14 pulsního měřiče 12 a podle jejich rozdílu snižuje, nebo zvyšuje své výstupní napětí Ri. Jedí toto menší, než je nejníže nastavená koincidenční úroveň pomocných koincidenčních obvodů 81, 82, 83, vychází z přepínače 3 frekvence výstupní pracovní signál fv s frekvencí signálu fO konstantní frekvence, tj. fv —fO, jehož odběžná hrana generuje impulsy, které jsou v prvním tvarovacím obvodu 6 vytvarovány na první řídicí impulsy hl a vstupují do jednoho vstupu pro řízení pulsního měniče 12. Zároveň tato odběžná hrana výstupního pracovního signálu fv přepínače 3 frekvence spouští generátor 5 pilového napětí, jehož výstupní napětí Gp se porovnává v koincidenčnfm obvodu 10 s výstupním napětím Q součtového členu 43, které je v tomto případě úměrné výstupnímu napětí Ri regulátoru 7, protože logické výstupní signály kl, k2, k3 pomocných koincidenčních obvodů 81, 82, 83 jsou nulové a do součtového členu 4 již další signál nevstupuje. V okamžicích koincidence výstupního napětí Q součtového členu 4 a výstupního napětí Gp generátoru pilového napětí vyisílá koincldeinční obvod 10 impulsy, které jsou po vytvarování v druhém tvarovacím obvodu 11 vedeny jako druhé řídicí impulsy h2 do druhého vstupu pro řízení pulsního měniče 12. Náběžná hrana tohoto druhého řídicího impulsu h2 se podle velikosti výstupního napětí Q součtového členu 4 posoúvá vůči téže hraně prvního řídicího impulsu hl v rozsahu fázového posiuvu T. Při výstupním pracovním sig220602The constant frequency generator 1 is connected to the input of the logic function block 2, the gray output of which four outputs are connected to the four inputs 30, 31, 32, 33 of the frequency signals f0, f1, f2, f3 of the frequency switch 3. Its output is connected via first shaping circuit 6 to one input for controlling pulse changer 12 and second via sawtooth generator 5 to one input of coincidence circuit 10, which is gray output connected through second shaping circuit 11 to second input for controlling pulse changer 12 The pulse converter 12 is connected with its power output in series with the sensor. 15 and the load 14 to the negative pole and its power input to the positive pole of the DC voltage. The controller input is connected to the output of the summing point 13, one input of which is connected to the output of the current sensor 15 and the other input to the output of an undistorted source of the current setpoint Wi. The output of the controller 7 is connected to the inputs of each of the three auxiliary coincidence circuits 81, 82, 83 having individually graded coincidence levels and which are individually coupled to the corresponding inputs 35, 36, 37 of the logic signals k1, k2, k3 of the frequency switch 3. and on the other hand to the inputs of the respective logic-to-analog converters 91, 92, 93, whose outputs are connected to inputs 41, 42, 43 for analog signals from the logic-to-analog converters 91, 92, 93 of the summation member 4; The output of the summation element 4 is connected to the second input of the coincidence circuit 10. The constant frequency signal f from the constant frequency generator 1 is adjusted in block 2 of logic functions to four graduated constant frequency signals f0, fl, f2, f3. , which are separately introduced into units Inputs 30, 31, 32, 33 of the frequency signals f0, f1, f2, f3 of the frequency switch 3. The controller 7 compares with the summing point 13 the current setpoint W1 and the actual value of the load current 14 of the pulse meter 12 and decreases or increases its output voltage Ri according to their difference. They eat this less than the lowest set coincidence level of the auxiliary coincidence circuits 81, 82, 83, based on the frequency switch 3, the output working signal fv with the frequency f0 of a constant frequency, i.e. fv —fO, whose trailing edge generates pulses. At the same time, this leading edge of the output operating signal f in the frequency switch 3 triggers a saw voltage generator 5 whose output voltage Gp is compared in the coincidence circuit 10 with the output by the voltage Q of the summation member 43, which in this case is proportional to the output voltage R1 of the controller 7, since the logic output signals k1, k2, k3 of the auxiliary coincidence circuits 81, 82, 83 are zero and no further signal enters the summation member 4. At moments of coincidence of the output voltage Q of the summation member 4 and the output voltage Gp of the saw voltage generator, the coincidence circuit 10 emits pulses which, after being formed in the second shaping circuit 11, are guided as second control pulses h2 to the second input for controlling the pulse changer. according to the magnitude of the output voltage Q of the summation member 4 is shifted relative to the same edge of the first control pulse h1 within the phase shift range T. At the output operating sig220602

S nálu fv = fO se v závislosti na výstupním napětí Q součtového členu 4 posouvá náběžná hrana druhého řídicího signálu h2 vůči náběžné hraně prvního řídicího impulsu hl z minimálního fázového posuvu Tmin — poloha pl, až do maximálního fázoivého posuvu Tmax — poloha p2 (obr. 2). Dosáhne-li výstupní napětí Ri regulátoru 7 nastavené úrovně (koincidence pomocného koincideinčního obvodu 81, vysílá tento obvod logický výstupní signál kl, kterým je požadováno přepnutí na pracovní frekvenci signálu fl konstantní frekvence. Přepínač 3 frekvence přepne a jeho výstupní pracovní signál fv má frekvenci signálu fl konstantní frekvence, tj. fv = fl. Jeho odběžná hrana stejně tak jako při výstupním pracovním signálu fv — fó generuje priviní řídicí impulsy hl a současně spouští generátor S pilovitého napětí, jehož výstupní napětí Gp je opět porovnáváno v koincidenčním obvoídu 10 s výstupním napětím Q součtového členu. 4, které je v okamžiku 'koincidence dané součtem výstupního napětí Ri regulátoru 7 a analogového napětí logického výstupního signálu kl z logickoanalogového převodníku 91. Toto výstupní napětí Q součtového členu 4 je v okamžiku vzniku impulsu logického výstupního signálu kl v pomocném koincidenčním obvodu 81 nulové — poloha 3 (obr. 3) a velikost fázového posuvu T náběžné hrany druhého řídicího impulsu h2 vůči téže hraně prvního ří6 dicího impulsiu hl je minimální, tj. T = = Tmin. Úměrným nárůstem výstupního napětí Ri regulátoru 7 může dosáhnout výstupní napětí Q součtového členu 4 polohy p4 a tím i maximálního posuvu, tj. T = = Tmax. V okamžiku koincidence vysílá koincidenční obvod 10 impuls, který je dále zpracováván na druhý řídicí impuls h2. Dosáhne-li např. výstupní napětí Ri regulátoru 7 nastavené úrovně koincidence pomocného koincidenčního obvodu 82, vysílá jeho logický výstupní signál k2 požadavek k přepnutí na pracovní frekvenci signálu f2 konstantní frekvence. Ve stejné závislosti je požadována pracovní frekvence signálu f3 konstantní frekvence logickým výstupním signálem k3 pomocného koincidenčního obvodu 83. Následovně zpracovávání výstupního pracovního signálu fv a výstupních signálů z logickoanalogických převodníků 92, 93 je v obou případech již stejné jako při pracovní frekvenci signálu fl konstantní frekvence.S f f = f0, depending on the output voltage Q of the summation member 4, the leading edge of the second pilot signal h2 shifts relative to the leading edge of the first pilot pulse hl from the minimum phase shift Tmin - position p1 until the maximum phase shift Tmax - position p2. 2). When the output voltage Ri of the controller 7 reaches a set level (coincidence of the auxiliary coincide circuit 81), the circuit transmits a logic output signal k1 requesting a constant frequency switch to the operating frequency f1. Its constant edge as well as the output operating signal fv - fo generates the control pulses hl and at the same time triggers the sawtooth generator S, whose output voltage Gp is again compared in the coincidence circuit 10 with the output voltage 4, which at the moment of coincidence is given by the sum of the output voltage Ri of the controller 7 and the analog voltage of the logic output signal k1 from the logic-to-analog converter 91. This output voltage Q of the summation member 4 is and the phase shift magnitude T of the leading edge of the second pilot pulse h2 relative to the same edge of the first pilot pulse hl is minimal, i.e. T = Tmin. By proportionally increasing the output voltage Ri of the regulator 7, the output voltage Q of the summation member 4 of the position p4 can reach the maximum displacement, i.e. T = Tmax. At the moment of coincidence, the coincidence circuit 10 sends a pulse, which is further processed to a second control pulse h2. For example, if the output voltage Ri of the controller 7 reaches the set coincidence level of the auxiliary coincidence circuit 82, its logic output signal k2 sends a request to switch to the operating frequency of the signal f2 of the constant frequency. In the same dependence, the operating frequency of the constant frequency signal f3 is required by the logic output signal k3 of the auxiliary coincidence circuit 83. Subsequently, the processing of the output operating signal fv and the output signals from the logic / analogue converters 92, 93 is already the same.

V okamžiku přepnutí signálů fO, fl, f2, f3 konstantní frekvence nemusí klesnout výstupní naipětí Q součtového členu 4 a tím i fázový posuv. Tmin až do nulového stavu. Nastavením signálů logickoanálogových převodníků 91, 92, 93 lze dosáhnout fázového posulvu Tmin > 0, (obr. 4), čímž se zvětší minimální poměrné otevření pulsního měniče 12.When the constant frequency signals f0, f1, f2, f3 are switched, the output voltage Q of the summation member 4 and thus the phase shift need not decrease. Tmin to zero. By adjusting the signals of the logic / logic converters 91, 92, 93, a phase shift Tmin> 0 can be achieved (Fig. 4), thereby increasing the minimum relative opening of the pulse converter 12.

Claims

Circuit for continuous control of a pulse converter operating at least two predetermined constant frequencies consisting of a constant frequency generator, logic function white, frequency switch, sawtooth generator, coincidence circuit, first and second shaping circuit, load pulse converter and current sensor from a summation, a controller with a summation point, at least one auxiliary coincidence circuit and the same number of logic-analogue converters, characterized in that the output of the controller (7) is connected to the input of at least one auxiliary coincidence circuit (81) connected to its output on the other hand, to the input (35) of the logic signal k1 of the frequency switch (3), to whose inputs (30, 31) of the constant frequency signals f0, fl are connected outputs of the function block (2). number of its inputs (35) and on the other hand, the output of at least one auxiliary coincidence circuit (81) is connected via a respective logic-analog converter (91) to the corresponding input (41) for the analog signal of the summation element (4), to which input (40) the output of the controller (7) is connected, the output of the summation element (4) being connected to one input of the coincidence circuit (10), which is connected to the input of the second forming circuit (11) and to the other input of the coincidence circuit (10). 1), the output of the sawtooth generator (5) is connected, the input of which is coupled with the input of the first shaping circuit (6) to the output of the frequency switch (3).