RU2597513C2 - Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing - Google Patents
Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597513C2 RU2597513C2 RU2014128410/08A RU2014128410A RU2597513C2 RU 2597513 C2 RU2597513 C2 RU 2597513C2 RU 2014128410/08 A RU2014128410/08 A RU 2014128410/08A RU 2014128410 A RU2014128410 A RU 2014128410A RU 2597513 C2 RU2597513 C2 RU 2597513C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- trigger
- inputs
- counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в силовых преобразователях электромагнитных подшипников.The invention relates to a pulse technique and can be used in power converters of electromagnetic bearings.
Наиболее близким по технической сущности является цифровой широтно-импульсный модулятор (см. патент России №2172062, опубл. 10.08.2001, Бюл. №22), содержащий генератор прямоугольных импульсов, два счетчика, счетный триггер, триггер знака, три элемента ИЛИ, два триггера, инвертор, четыре элемента И, два мультиплексора, формирователь импульсов, элемент И-НЕ, схему ограничения и схему сброса.The closest in technical essence is a digital pulse-width modulator (see Russian patent No. 2172062, publ. 08/10/2001, Bull. No. 22), containing a rectangular pulse generator, two counters, counting trigger, sign trigger, three elements OR, two trigger, inverter, four AND elements, two multiplexers, pulse shaper, NAND element, limiting circuit and reset circuit.
Недостатком наиболее близкого цифрового широтно-импульсного модулятора является сложность его технической реализации.The disadvantage of the closest digital pulse width modulator is the complexity of its technical implementation.
Технический результат достигается тем, что в цифровом широтно-импульсном модуляторе, содержащем генератор прямоугольных импульсов, первый и второй счетчики, счетный триггер, триггер знака, первый и второй элементы ИЛИ, триггер, инвертор, элемент И, первый и второй мультиплексоры, схему ограничения и схему сброса, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и входом счетного триггера, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным входами триггера знака, первый вход которого соединен с шиной знака, а второй вход - с выходом инвертора, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами второго счетчика, третий вход которого соединен с выходом схемы ограничения, первый и второй входы схемы ограничения соединены соответственно с шиной входного сигнала и шиной знака, второй вход первого счетчика соединен с общей шиной, а выход - с первым входом элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого счетчика, четвертым входом второго счетчика, входом инвертора и первым входом триггера, прямой выход триггера соединен с первым входом первого и вторым входом второго мультиплексоров, инверсный выход триггера соединен со вторым входом первого и первым входом второго мультиплексоров, прямой выход триггера знака соединен с третьими входами первого и второго мультиплексоров, выход схемы сброса соединен с вторым входом элемента И, выход второго счетчика соединен с вторым входом триггера, четвертые входы первого и второго мультиплексоров соединены с шиной блокировки, выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с первой и второй выходными шинами.The technical result is achieved by the fact that in a digital pulse-width modulator containing a square-wave pulse generator, the first and second counters, the counting trigger, the sign trigger, the first and second OR elements, the trigger, the inverter, the And element, the first and second multiplexers, the limiting circuit and reset circuit, the output of the rectangular pulse generator is connected to the first inputs of the first and second elements OR and the input of the counting trigger, the output of which is connected to the first input of the first counter, the second inputs of the first and second elements LI are connected respectively with direct and inverse inputs of the sign trigger, the first input of which is connected to the sign bus, and the second input is with the inverter output, the outputs of the first and second elements OR are connected respectively with the first and second inputs of the second counter, the third input of which is connected to the output of the circuit restrictions, the first and second inputs of the restriction circuit are connected respectively to the input signal bus and the sign bus, the second input of the first counter is connected to the common bus, and the output to the first input of the And element, the output of which is connected to t the first counter input, the fourth counter input, the inverter input and the first trigger input, the direct trigger output is connected to the first input of the first and second input of the second multiplexers, the inverse trigger output is connected to the second input of the first and first input of the second multiplexers, the direct sign trigger output is connected with the third inputs of the first and second multiplexers, the output of the reset circuit is connected to the second input of the And element, the output of the second counter is connected to the second input of the trigger, the fourth inputs of the first and second of the second multiplexers are connected to the interlock bus, the outputs of the first and second multiplexers are connected respectively to the first and second output buses.
Существенные отличия находят свое выражение в новой совокупности связей между элементами устройства. Указанная совокупность связей позволяет упростить конструкцию цифрового модулятора для силового преобразователя электромагнитного подшипника.Significant differences are expressed in a new set of connections between the elements of the device. The specified set of connections allows us to simplify the design of a digital modulator for a power converter of an electromagnetic bearing.
На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового модулятора, на фиг. 2 - функциональная схема схемы ограничения, на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.In FIG. 1 is a functional diagram of a digital modulator, FIG. 2 is a functional diagram of a restriction circuit; FIG. 3 - time diagrams of the operation of the device.
Цифровой модулятор для силового преобразователя электромагнитного подшипника (фиг. 1) содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчики 2 и 3, счетный триггер 4, триггер 5 знака, элементы 6 и 7 ИЛИ, триггер 8, инвертор 9, элемент 10 И, мультиплексоры 11 и 12, схему 13 ограничения и схему 14 сброса, выходные шины 15 и 16, шину 17 входного сигнала, шину 18 знака и шину 19 блокировки. Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен с первыми входами элементов 6 и 7 ИЛИ и входом счетного триггера 4, выход которого соединен с первым входом (входом прямого счета) счетчика 2. Вторые входы элементов 6 и 7 ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным входами триггера 5 знака, первый вход которого соединен с шиной 18 знака, а второй вход - с выходом инвертора 9. Выходы элементов 6 и 7 ИЛИ соединены соответственно с первым (прямого счета) и вторым (обратного счета) входами счетчика 3, третий вход (вход предварительной установки) которого соединен с выходом схемы 13 ограничения. Первый и второй входы схемы 13 ограничения соединены соответственно с шиной 17 входного сигнала и шиной 18 знака. Второй вход (вход предварительной установки) счетчика 2 соединен с общей шиной, а выход (выход переноса) - с первым входом элемента 10 И, выход которого соединен с третьим входом (входом стробирования) счетчика 2, четвертым входом (входом стробирования) счетчика 3, входом инвертора 9 и первым входом (входом сброса) триггера 8. Прямой выход триггера 8 соединен с первым входом (информационным входом) мультиплексора 11 и вторым входом (информационным входом) мультиплексора 12. Инверсный выход триггера 8 соединен с вторым входом (информационным входом) мультиплексора 11 и первым входом (информационным входом) мультиплексора 12. Прямой выход триггера 5 знака соединен с третьими входами (входами выбора) мультиплексоров 11 и 12. Выход схемы 14 сброса соединен с вторым входом элемента 10 И. Выход счетчика 3 соединен с вторым входом (входом установки) триггера 8. Четвертые входы (входы разрешения) мультиплексоров 11 и 12 соединены с шиной 19 блокировки. Выходы мультиплексоров 11 и 12 соединены соответственно с выходными шинами 15 и 16.The digital modulator for the power transducer of the electromagnetic bearing (Fig. 1) contains a
Генератор 1 прямоугольных импульсов может быть выполнен, например, на микросхеме 155ЛА3 с кварцевой стабилизацией или с времязадающим конденсатором. Счетчики 2 и 3 могут быть реализованы, например, на микросхемах К555ИЕ7. Счетный триггер 4, триггер 5 знака и триггер 8 могут быть выполнены на микросхемах К555ТМ2. Элементы 6 и 7 ИЛИ могут быть реализованы микросхеме К555ЛЛ1, инвертор 9 - на микросхеме К555ЛН1, а элемент 10 И - на микросхеме К555ЛИ1. Мультиплексоры 11 и 12 могут быть выполнены на микросхеме К531КП2.The
Схема 13 ограничения (фиг. 2) содержит, например, группу 20 элементов ИЛИ, группу 21 элементов И, элемент 22 И-НЕ, элементы 23 и 24 ИЛИ, элемент 25 ИЛИ-НЕ и инвертор 26.The restriction circuit 13 (Fig. 2) contains, for example, a group of 20 OR elements, a group of 21 AND elements, an
В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал, n-разрядные входы шины 17 разбиваются на две группы: с 1 до (n-m) и с (n-m+1) до n, причем m<n. Первая группа разрядов - с 1 до (n-m), соединена с первыми входами группы 20 элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы 21 элементов И, выходы которых являются (n-m) младшими разрядами выхода схемы 13 ограничения. Вторая группа разрядных входов шины 17 - с (n-m+1) по n - являются соответствующими разрядами выхода схемы 13 ограничения. Они соединены с m входами элемента 22 И-НЕ и элемента 23 ИЛИ. Выход элемента 22 И-НЕ соединен с первым входом элемента 24 ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами группы 21 элементов И. Выход элемента 23 ИЛИ соединен с первым входом элемента 25 ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом инвертора 26, а выход - со вторыми входами группы 20 элементов ИЛИ. Второй вход элемента 24 ИЛИ и вход инвертора 26 соединены с шиной 18 знака.Depending on the value by which the input signal should be limited, the n-bit inputs of
Схема 14 сброса, например, может быть выполнена в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, причем второй вывод резистора присоединяется к шине питания, а второй вывод конденсатора - к общей шине. Вывод сопротивления, соединенный с конденсатором, является выходом схемы 14 сброса.The
Цифровой модулятор для силового преобразователя электромагнитного подшипника работает следующим образом.A digital modulator for a power converter of an electromagnetic bearing operates as follows.
После включения напряжения питания схема 14 сброса формирует сигнал, который устанавливает в исходное состояние триггер 8, стробирует через элемент 10 И счетчики 2 и 3, а также через инвертор 9 - триггер 5 знака. При этом входной сигнал, пройдя через схему 13 ограничения, записывается в прямом (при положительном знаке сигнала) или дополнительном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 3, а код знака этого сигнала записывается в триггер 5 знака.After turning on the supply voltage, the
В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 1 с частотой f0 (фиг. 3а) проходят либо через элемент 6 ИЛИ (знак положительный), либо элемент 7 ИЛИ (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход прямого счета, либо на вход обратного счета счетчика 3. В зависимости от величины N входного сигнала на выходе переноса счетчика 3 через промежуток времениDepending on the sign of the input signal, the pulses of the
, ,
где n - количество разрядов двоичного счетчика,where n is the number of bits of the binary counter,
после начальной установки (стробирования) появится отрицательный импульс (фиг. 3б). Этот импульс поступает на вход установки триггера 8. При этом на инверсном выходе триггера 8 появляется сигнал низкого уровня, который поступает на первый вход мультиплексора 12 и второй вход мультиплексора 11, а на прямом выходе триггера 8 появляется сигнал высокого уровня, который поступает на первый вход мультиплексора 11 и второй вход мультиплексора 12. Прямоугольные импульсы с генератора 1 поступают также на вход счетного триггера 4, который производит деление частоты f0 на 2. Прямоугольные импульсы с частотой (фиг. 3в) со счетного триггера 4 поступают на счетный вход счетчика 2. На выходе переноса счетчика 2 через промежуток времениafter the initial installation (gating), a negative pulse will appear (Fig. 3b). This pulse is supplied to the input of the installation of
после начальной установки появляется отрицательный импульс (фиг. 3г), который, пройдя через элемент 10 И, поступает на вход сброса триггера 8 и возвращает его в исходное состояние. Этот же импульс через элемент 10 И стробирует счетчики 2 и 3 и через инвертор 9 - триггер 5 знака, после чего процесс формирования выходных сигналов счетчиков 2 и 3, триггера 8 и мультиплексоров 11 и 12 повторяется. Если на шине 19 блокировки присутствует разрешительный сигнал, то при положительном знаке входного сигнала на выход мультиплексора 11 проходит сигнал с прямого выхода триггера 8, а на выход мультиплексора 12 - с инверсного выхода триггера 8. При отрицательном знаке входного сигнала на выход мультиплексора 11 проходит сигнал с инверсного выхода триггера 8, а на выход мультиплексора 12 - с прямого выхода триггера 8. В результате на выходных шинах 15 и 16 (фиг. 3д, е) цифрового модулятора при любом знаке входного сигнала получается прямая и инверсная широтно-модулированные последовательности импульсов скважностьюafter the initial installation, a negative impulse appears (Fig. 3d), which, passing through the
. .
Эти последовательности импульсов могут управлять силовыми транзисторами, регулирующими напряжения (токи) на обмотках противоположных магнитов электромагнитного подшипника. При запретительном уровне сигнала на шине 19 блокировки на выходных шинах 15 и 16 цифрового модулятора будут присутствовать сигналы низкого уровня. Это позволяет при необходимости блокировать работу силовых транзисторов и осуществлять требуемую логику запуска системы управления электромагнитным подшипником.These pulse sequences can control power transistors that regulate voltages (currents) on the windings of opposite magnets of an electromagnetic bearing. With a prohibitive signal level on the
Схема 20 ограничения предназначена для ограничения на определенном уровне входного сигнала с целью исключения возможности опрокидывания широтно-импульсной модуляции.The limiting
Предложенный цифровой модулятор, так же как и прототип, позволяет управлять силовым преобразователем электромагнитного подшипника при значительном упрощении устройства.The proposed digital modulator, as well as the prototype, allows you to control the power converter of the electromagnetic bearing with a significant simplification of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128410/08A RU2597513C2 (en) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128410/08A RU2597513C2 (en) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014128410A RU2014128410A (en) | 2016-02-10 |
RU2597513C2 true RU2597513C2 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=55313055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128410/08A RU2597513C2 (en) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2597513C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168842U1 (en) * | 2016-11-10 | 2017-02-21 | Закрытое акционерное общество "НПЦ СпецЭлектронСистемы" | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172062C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-08-10 | Самарский государственный технический университет | Digital pulse-width modulator |
RU2215357C2 (en) * | 2002-01-08 | 2003-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method and device for controlling electromagnetic hanger of rotor |
RU76516U1 (en) * | 2008-04-28 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | ELECTROMAGNETIC ROTOR SUSPENSION CONTROL DEVICE |
US20090189469A1 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Ebara Corporation | Magnetic bearing apparatus |
-
2014
- 2014-07-10 RU RU2014128410/08A patent/RU2597513C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172062C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-08-10 | Самарский государственный технический университет | Digital pulse-width modulator |
RU2215357C2 (en) * | 2002-01-08 | 2003-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method and device for controlling electromagnetic hanger of rotor |
US20090189469A1 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Ebara Corporation | Magnetic bearing apparatus |
RU76516U1 (en) * | 2008-04-28 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | ELECTROMAGNETIC ROTOR SUSPENSION CONTROL DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168842U1 (en) * | 2016-11-10 | 2017-02-21 | Закрытое акционерное общество "НПЦ СпецЭлектронСистемы" | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014128410A (en) | 2016-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104378089B (en) | Digital pulse width generator and generating method thereof | |
RU2517295C1 (en) | Pulse selector | |
RU2597513C2 (en) | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing | |
CN104182203A (en) | True random number generating method and device | |
CN111934655B (en) | Pulse clock generation circuit, integrated circuit and related method | |
RU2644070C1 (en) | Digital modulator for frequency conversion | |
US3284715A (en) | Electronic clock | |
CN103885747B (en) | Low-power-consumption random number generator | |
RU2603546C2 (en) | Digital pulse-width modulator | |
RU2446444C1 (en) | Pseudorandom sequence generator | |
Wannaboon et al. | Digital chaotic signal generator using robust chaos in compound sinusoidal maps | |
RU161479U1 (en) | PULSE SEQUENCE GENERATOR | |
RU2361359C1 (en) | Self-synchronising d-flip-flop | |
RU2126198C1 (en) | Digital modulator for changing frequency of two-phase induction motor | |
RU2762287C1 (en) | Digital modulator for frequency converter | |
RU2517423C1 (en) | Digital modular for control over synchronous motor | |
RU104336U1 (en) | Pseudorandom Sequence Generator | |
KR101102614B1 (en) | Flip flops and shift register comprising the same | |
RU153067U1 (en) | VENT ENGINE CONTROL DEVICE | |
RU2702726C1 (en) | Pulse selector | |
RU2377717C1 (en) | Discrete delay line for pulse signals | |
RU2417390C2 (en) | Digital controller for rotor electromagnetic suspension | |
KR20180009438A (en) | Frequency divider with variable division ratio | |
RU2620725C2 (en) | Device for forming spoofing resistant nonlinear recurrent sequences | |
Hung | Delay-line sharing based: a new CMOS digital PWM circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170711 |