CS260104B1 - Elektronický obvod pro přímé číslioové řízení úhlu otevření tyrietorových měničů - Google Patents

Abstract

Je řešen jednoduchý elektronický obvod pro přímá číslicové řízení úhlu otevřeni tyristorovýoh měničů, který praouje bez digitálně analogového převodníku, čímž se zlepšuje jeho přesnost. V případě regulace ryohlosti sestává obvod z jednoho, v přepade regulace polohy ze dvou výkonovýoh stupňů, připojsnýoh na servomotor s číslicovým čidlem spojeným s počítačem ve funkci číslicového regulátoru rychlosti nebo polohy. V případě regulace rychlosti je na výstup počítače připojen první čítač, jehož hodinový vstup js připojen na výstup generátoru hodinovýoh pulsů. Výstup prvního čítače je spojen pres řetězec, tvořený prvním monostabilním klopným obvodem, prvním generátorem zapalovaoíoh impulsů s řídícími mřížkami prvního výkonového stupně, jenž je spojen se servomotorem. V případě reguo laoe polohy je navío na výstup počítače připojen registr, jenž je napojen na druhý čítač, spojený s generátorem hodinových pulsů. Na výstup druhého čítače je připojen analogický retězeo jako u prvního čítače. Výstup druhého výkonového stupně je rovněž spojen se servomotorem. Správnou funkoi zařízení zabezpečuje eynohronizační obvod.

Description

Vynález se týká zapojení elektronického obvodu pro přímé číslicové řízení úhlu otevření tyristorového měniče.

Dosud známé způsoby řešení provádí řízení úhlu otevření tyristoru elektronickým obvodem, jehož vstupem bývá většinou spojité stejnosměrné nebo střídavé napětí. Toto napětí bývá získáváno při použití počítače jako regulátoru pomocí digitélně-analogového převodníku, dále zpracováváno jako analogový signál, například porovnáváno s pilovým průběhem napětí, vyhodnocováno komparátorem a jako logický signál přiváděno na vstup blokovacího oscilátoru. Ve všech možných případech analogového řízení úhlu otevření tyristorů je třeba vždy číslicový signál z řídícího počítače převádět na signál analogový. Tím se vždy zhoršuje celková přesnost jednak o přesnost vlastního digitálně analogového převodníku, dále o přesnost generátoru pilového napětí a o přesnost komparátoru. Dále se řešení podstatně komplikuje nutností galvanického oddělení analogového signálu mezi řídícím počítačem a vlastní řídící a výkonovou částí tyristorového měniče. Další nevýhoda stávajících zapojení spočívá v rušení analogových signálů při přenosu na větší vzdálenosti a značnými ekonomickými náklady na řídící obvody tyristorových měničů.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje elektronický obvod podle , vynálezu. Elektronický obvod sestává nejméně z jednoho výkonového stupně, připojeného na servomotor s číslicovým čidlem, jež je spojeno s počítačem ve funkci číslicového regulátoru rychlosti nebo polohy. Jeho podstatou je, že na výstup’’počítače je připojen první čítač. Jeho hodinový vstup je připojen . na výstup generátoru hodinových pulsů a výstup je přes první monostabilní klopný obvod spojen s prvním rozdělovacím obvodem.

Tři výstupy prvního rozdělovacího obvodu jsou připojeny přes první generátor.zapalovacích impulsů k řídícím mřížkám tyristorů prvního výkonového stupně, jehož výstup je připojen na sérvo motor. Na vstup prvního čítače a prvního rozdělovacího obvodu je připojen výstup synchronizačního obvodu. Zároveň lze výstup počítače připojit ještě na vstup registru, na jehož druhý vstup je připojen výstup synchronizačního obvodu. Dále je registr připojen na druhý čítač, který je zároveň připojen na výstup generátoru hodinových pulsů a výstup synchronizačního obvodu. Výstup druhého čítače je připojen přes druhý monostabilní klopný obvod na vstup druhého rozdělovacího obvodu, na který je též připojen výstup synchronizačního obvodu. Tři výstupy druhého rozdělovacího obvodu jsou přes druhý generátor zapalovacích impulsů připojenyk řídícím mřížkám tyristorů druhého výkonového stupně. Jeho výstup a v tomto případě i výstup prvního výkonového stupně, jsou propojeny se servomotorem.

Hlavní výhody elektronického obvodu pro přímé číslicové řízení úhlu otevření tyristorů podle tohoto vynálezu spočívají v tom, Že tento obvod umožňuje přímé číslicové řízení bez pomoci digitálně analogového převodníku, zpracování vstupního signálu je číslicové, konstrukce řídících obvodů je jednoduchá a dovoluje použít pouze tuzemské součástky, případně součástky dovážené v rámci RVH^ a celé řídící zařízení je napájeno jediným stejnosměrným napětím + 5 V.

Příklad zapojení elektronického obvodu podle vynálezu je na přiloženém výkresu, kde je zn/xerwěno blokové schéma obvodů pro přímé číslicové řízeni tyristorového měniče, a to varianta se dvěma výkonovými stupni'při regulaci polohy.

Výstup generátoru 10 hodinových pulsů je připojen jednak na vstup prvního čítače 20 a jednak na vstup druhého čítače 100. Druhým vstupem prvního a druhého Čítače 20 a 100 je číslicová hodnota řídicí veličiny z výstupu počítače 170 se zadávacím členem 160, který může být součáptí tohoto počítače 170. Třetí vstupy prvního a druhého čítače 20, 100 jsou spojeny s výstupem synchronizačního obvodu 70. Řídící veličina z počítače 170 je

- 3 do druhého čítače 100 vedena přes registr 90, kde je uchována do příchodu následujícího synchronizačního impulsu. Výstup první ho čítače 20 je připojen na vstup prvního monostabilního klopného obvodu 90, jehož výstup je spojen se vstupem prvního rozdělovacího obvodu 40* Výstup druhého čítače 100 je analogicky přes druhý monostabilní klopný obvod 110 spojen s druhým rozdělovacím obvodem 120» Druhými vstupy prvního a druhého rozdělovač ího obvodu 40 a 120 jsou výstupy synchronizačního obvodu 70» Tři výstupy prvního rozdčlovacího obvodu 40 jsou připojeny přes první generátor 90 zapalovacích impulsů k řídícím mřížkám jednotlivých tyristorů prvního výkonového stupně 60. Rovněž tak tři výstupy druhého rozdělovačího obvodu 120 jsou přes druhý generátor 190 zapalovacích impulsů připojeny k řídícím mřížkám tyristorů druhého výkonového stupně 140. První i druhý výkonový stupeň 60, 140 jsou propojeny se servomotorem 80. Výstupem servomotoru PO v tomto případě je poloha, která je snímána číslicovým čidlem 190 a přiváděna na vstup počítače 170»

Funkce elektronického obvodu pro přímé číslicové řízení úhlu otevření tyristorového měniče spočívá v tom, že číslicový signál z řídícího počítače 170 je přiváděn do číslicově-časového převodníku, který se zde skládá z dvojice prvního a druhého Čítače 20 a 100, z nichž jeden Čítá směrem nahoru a druhý směrem dolů. Výstupy prvního a druhého čítače 20 a 100 jsou vedeny dvojicí monostabilních klopných obvodů £0, 110, které generují zapalovací impulsy. Hodnota, na kterou se první čítač 20 a druhý čítač 1Q0 nastavují, odpovídá velikosti řídicí veličiny, udávající úhel otevření tyristorů. Předvolba je . prováděna vždy v okamžiku průchodu fázového napětí nulovou hodnotou. Od tohoto okamžiku začne první i druhý čítač 20, 100 načítévat hodinové impulsy. Po dosažení mezních stavů prvního a druhého čítače 20 a 100 jsou generovány spouštěcí impulsy pro první a druhý monostabilní klopný obvod 90 a 110. Výstup prvního a druhého monostabilního klopného obvodu 90 a 110 jsou vedeny na první a druhý rozdělovači obvod 40 a 120, které přidělují zapalovací impuls prvního a druhého monostabilního klopného obvodu 90 a 110 příslušnému tyristorů. Takto rozdělené zapalovací impulsy jsou před přivedením do prvního a druhého

- 4 výkonového stupně 60 a 140 ještě výkonově přizpůsobeny a galvanicky odděleny od cílové části. Správnou funkci celého zařízení zajíšíuje synchronizační obvod 70, který určuje okamžiky nastavení předvolby a zaháj-ení čítání a zajištuje též přidělování zapalovacích impulsů z prvního a druhého monostabilního klopného obvodu 30 a 110 jednotlivým tyristorům.

V případě varianty při regulaci rychlosti je zapojení v podstatě tvořeno pouze jedinou větví s jedním výkonovým stupněm. Pak je tedy výstup generátoru IQ hodinových pulsů připojen na vstup prvního čítače 20. Druhým vstupem prvního čítače 20 je číslicová hodnota řídící veličiny z výstupu počítače 170 se zadávacím členem 160 požadované rychlosti, který může být součástí tohoto počítače 170. Třetí vstup prvního Čítače 20 je propojen s výstupem synchronizačního obvodu 70. Výstup prvního čítače 20 jé připojen na vstup prvního monostabilního klopného obvodu £0, jehož výstup je spojen se vstupem prvního rozdělovačiho obvodu 40. Druhým vstupem prvního rozdělovacího obvodu 40 je výstup synchronizačního obvodu 70. Tři výstupy prvního rozdělovacího obvodu 40 jsou připojeny přes první generátor 50 zapalovacích impulsů k řídicím mřížkám jednotlivých tyristorů prvního výkonového stupně 60. Výstup první ho výkonového stupně 60 je připojen na servomotor 80, jehož otáčky jsou snímány číslicovým čidlem 150 a přiváděny na vstup počítačů 170.

Funkce elektronického obvodu pro přímé číslicové řízeni úhlu otevření tyristorového měniče v tomto případě spočívá v tom, že číslicový signál z řídicího počítače 170 je přiváděn do číslicově-časového převodníku, který se skládá z prvního čítače 20 čítajícího nahoru. Výstup prvního čítače 20 je veden na první monostabilní klopný obvod 30, který generuje zapalovací impulsy. Hodnota, na kterou se první čítač 20 nastavuje, odpovídá velikosti řídící veličiny, udávající úhel otevření tyristorů. Předvolba je provedena vždy v okamžiku průchodu fázového napětí nulovou hodnotou a je řízena signálem synchronizačního obvodu 70. Od tohoto okamžiku začne první

- 5 čítač 20 načítávat hodinové impulsy přiváděné z generátoru hodinových pulsů 10. Po načítání předvolené hodnoty prvního čítače 20 jsou generovány spouštěcí impulsy pro první monostabilní obvod 30. Výstupy prvního monostabilního obvodu 50 jsou vedeny na první rozdělovači obvod 40, který přiděluje zapalovací impuls prvního monostabilního klopného obvodu 30 příslušnému tyristoru prvního výkonového stupně 60 po výkonovém zesílení a galvanickém oddělení. Správnou funkci celého zařízení zajištuje synchronizační obvod 70, který určuje okamžiky nastavení předvolby a zahájení čítání a zajištuje též přidělování zapalovacích impulsů z prvního monostabilního klopného obvodu 30 jednotlivých tyristorů.,

Elektronický obvod pro přímé číslicové řízení úhlu otevření tyristorových měničů umožňuje využití počítače jako regulátoru pro řízení v reálném čase a uzavřené smyčce, zjednodušuje řídicí obvody a snižuje ekonomické nároky na jejich realizaci. Umožňuje snažší galvanické odděleni řídícího počítače a výkonové části měniče a umožňuje dosáhnout vyšší přesnosti řízení rychlosti nebo polohy u servomechanismů s tyristořovým měničem.

' Vynález je možno využít u všech rychlostních nebo polohových seřvomechánismů, zvláště pak u servomechanismů používaných v manipulačních a lokomočních subsystémech manipulátorů a robotů.

Claims (2)

1. Elektronický obvod pro přímé číslicové řízení úhlu otevření tyristorových měničů, sestávající nejméně z jednoho výkonového stupně připojeného na servomotor s číslicovým Čidlem, jež je spojeno s počítačem ve funkci číslicového regulátoru rychlosti nebo polohy, vyznačující se tím, že na výstup počítače /170/ je připojen první čítač /20/, jehož hodinový vstup je připojen na výstup generátoru /10/ hodinových pulsů a výstup je přes první monostabilní klopný obvod /50/ spojen s prvním rozdělovacím obvodem /40/, jehož tři výstupy jsou přes první generátor /50/ zapalovacích impulsů připojeny k řídícím mřížkám tyristorů prvního výkonového stupně /60/, jehož výstup je připojen na servomotor /80/, přičemž na vstup prvního čítače /20/ a prvního rozdělovacího obvodu /40/ je připojen výstup synchronizačního obvodu /70/.

2. Elektronický obvod podle bodu l,vyznačující se tím, že počítač /1.70/ je připojen na vstup registru /90/, na jehož druhý vstup je připojen výstup synchronizačního obvodu /70/ a jehož výstup je připojen na vstup druhého čítače /100/, ha nějž je zároveň připojen výstup generátoru /10/ hodinových pulsů a výstup synchronizačního obvodu /70/ a dále je výstup druhého čítače /100/ spojen přes druhý monostabilní • klopný obvod /110/ na vstup druhého rozdělovacího obvodu /120/, na nějž je též připojen výstup synchronizačního obvodu /70/ a jehož tři výstupy jsou přes druhý generátor /150/ zapalovacích impulsů připojeny k řídícím mřížkám tyristorů druhého výkonového stupně /140/, jehož výstup a v tomto případě i výstup prvního výkonového stupně /60/ jsou propojeny se servomotorem /80/.