SU1228194A1 - Адаптивный регул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам управлени  тиристорными преобразовател ми. Цель изобретени  - повышение точности линеаризации характеристики преобразовател  по току нагрузки. Модул тор 4 длительности импульсов (МДИ), генератор 5 ступенчатого напр жени  (ГСН) и компаратор 6 в зависимости от скорости изменени  и длительности входного сигнала осуществл ют выборку моментов записи состо ни  счетчика 3 в блок 8 триггеров (БТ). Счетчик 3 и задающий генератор 1 .определ ют величину длительности сигнала в момент записи. Сигналы с выхода БТ 8 осуществл ют управление ключами блоков 14 и 15 коммутации (БК). БК 14 и 15 вырабатывают сигналы управлени  дл  интегрального 11 и пропорционального 12 регулирующих элементов, которые совместно с сумматором 13 измен ют настройку регул тора. Введение в регул тор ген 5, компаратора 6, реле 7 времени, нуль-органа 9, элемента ИЛИ 10, МДИ 4 и БТ 8 позвол ет изменить настройку регул тора за врем  каждого входного импульса в режимах прерывистого и непрерывного токов путем отслеживани  за текущей дли- 5g тельностью импульса, а не за прошедшей, - что обеспечивает достижение поставленной j) цели. 1 3. п. ф-лы, 6 ил. Ю Ю сх ;о

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и автоматизированному вентильному электроприводу и может быть использовано при разработке систем управлени  тиристорными преобразовател - ми дл  различных областей народого хоз йства .

Цель изобретени  - повышение точности линеаризации характеристики преобразовател  по току нагрузки.

На фиг. 1 представлена схема адаптивно- го регул тора тока; на фиг. 2 - схема дельта-модул тора; на фиг. 3-6 зави симости Крш(А.) дл  различных величин пульса тока при активной (фиг. 3 и 4) и активно- индуктивной нагрузке (фиг. 5 и 6). Там же приведены диаграммы напр жений в различных точках устройства. При этом ось абсцисс дл  t и Я совмещена, как соответствующа  одинаковым состо ни м различных устройств .

Адаптивный регул тор тока содержит задающий генератор 1, ключевой элемент 2, счетчик 3, мoдyv  тop 4 длительности импульсов , пропорциональной скорости нарастани  входного сигнала, генератор 5 ступенчатого напр жени , компаратор 6, реле 7 времени, блок 8 триггеров, нуль-орган 9, элемент ИЛИ 10, интегральный регул тор эле.мен- та И, пропорциональный регулирующий элемент 12, сумматор 13, блок 14 коммутации с ключа.ми (ключи интегрального регулирующего элемента 11) и блок 15 коммутации с ключами (ключи пропорционального регу- лирующего элемента 12).

Модул тор 4 состоит из интегратора 16, первого ключа 17, второго ключа 18, триггера 19, источника 20 положительного опорного напр жени , источника 21 отрицательного опорного напр жени , блока 22 сравнени .

Выходы блока 8 триггеров подключены к управл ющим входам ключей 14 и 15 блоков коммутации интегрального 11 и пропорционального 12 регулирующих элементов, информационные входы соединены с выходами счетчика 3, тактирующий вход - с выходом компаратора 6. Вход регул тора соединен с первыми входами компаратора 6 и модул тора 4 и одновременно через реле 7 времени и нуль-орган 9 соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 1Q, выход которого соединен с установочным входом счетчика 3, генератора 5 пилообразного напр жени , блока 8 триггеров и через ключевой элемент 2 соедин ет задающий генератор 1 с вторым входом модул тора 4 и счетным входом счетчика 3.

Первый вход модул тора 4 соединен с вторым входом блока 22 сравнени , первый вход которого соединен с выходом интегратора 16, а выход - с информационным (первым) входом триггера 19 (на фиг. 2 приведен вариант дельта-модул тора с ис- пользованием D-триггера, хот  триггер 19 может быть любым). Тактирующий (второй) вход триггера 19 через второй вход дельта

модул тора 4 соединен с выходом ключевого элемента 2. Выходы триггера 19 через ключи 17 и 18 соединены с источниками 20 и 21 опорных напр жений и с входом интегратора 16: пр мой выход Q через ключ 17 - с источником 20 положительного упорного напр жени , инверсный выход Q через ключ 18 - с источником 21 отрицательного опорного напр жени . Инверсный выход Q триггера 19 соединен с выходом модул тора 4, а последний через генератор 5 ступенчатого напр жени  - с вторым входом компаратора 6.

Устройство в режиме прерывистого тока работает следующим образом.

.При по влении тока в  корной цепи на первые входы компаратора 6 и модул тора 4, а также на вход реле 7 и нуль-органа 9 поступает аналоговый сигнал. Пусть до по влени   корного тока электропривода на пр мом выходе триггера 19 присутствует сигнал, соответствующий высокому уровню напр жени  (ключ 17 замкнут), тогда на инверсном выходе триггера 19 присутствует сигнал, соответствующий низкому уровню напр жени  (ключ 18 разомкнут).

Пусть второй вход блока 22 сравнени  - инвертирующий, а первый вход блока 22 сравнени  - неинвертирующий. В этом случае при отсутствии  корного тока на выходе блока 22 сравнени  присутствует низкий уровень напр жени . При по влении  корного тока и приходе запускающего импульса с выхода ключевого элемента 2 на тактирующий вход триггера 19 последний переключаетс , так как на информационном входе триггера 19 по вл етс  сигнал, соответствующий низкому уровню напр жени  (ключ 17 размыкаетс ), на инверсном выходе триггера 19 по вл етс  сигнал, соответствующий высокому уровню напр жени  (ключ 18 замыкаетс ). Благодар  этому источник 21 отрицательного опорного напр жени  подключаетс  на вход интегратора 16. Выходное напр жение интегратора 16 нарастает в положительном направлении, приближа сь к уровню аналогового входного сигнала. После того, как выходное напр жение интегратора 16 достигает уровн  входного сигнала на выходе блока 22 сравнени  по вл етс  высокий уровень напр жени . Следующий запускающий импульс измен ет состо ни  триггера 19. Теперь на вход интегратора 16 подключаетс  источник 20 положительного опорного напр жени  и процесс интегрировани  продолжаетс  в противоположном направлении до тех пор, пока выходное напр жение интегратора 16 не становитс  меньще входного сигнала.

Таким образом, выходное напр жение интегратора 16 измен етс  аналогично аналоговому выходному сигналу и в зависимости от знака рассогласовани  входного сигнала и выхода интегратора 16 осуществл етс  переключение триггера 19. На выходе модул тора 4, соединенном с инверсным выходом триггера 19, напр жение представл ет собой модулированные по длительности импульсы, пропорциональные скорости нарастани  входного сигнала. О том, что длительность импульсов пропорциональна скорости нарас- тани  входного сигнала говорит тот факт, что скорость интегрировани  интегратора 16 остаетс  посто нной, а скорость изменени  входного сигнала - переменной.

Импульсы с выхода модул тора 4 посту- пают на генератор 5 ступенчатого напр жени , на выходе которого сигнал приобретает форму ступенчато нарастающего напр жени . В компараторе 6 сигнал с выхода генератора 5 ступенчатого напр жени  сравниваетс  с входным аналоговым сигналом. Пока ступенчатое напр жение на выходе генератора 5 меньше напр жени  аналогового входного сигнала, на выходе компаратора 6 действует сигнал логического нул . Когда ступенчатое напр жение больше на- пр жени  входного сигнала, на выходе компаратора 6 по вл етс  логическа  единица. Положительный перепад выходного напр жени  компаратора 6 запускает триггеры блока 8.

На информационные входы блока 8 триг- геров поступает кодова  комбинаци  с выходов счетчика 3, на вход которого поступают импульсы с частотой fi с задающего генератора 1 через ключ 2. До тех пор, пока на трак- тирующем входе блока 8 триггеров присутствует логическа  единица кодова  комбина- ци  с выходов счетчика 3 непрерывно переписываетс  в блок 8 триггеров. При переключении компаратора 6 в нуль перепись прекращаетс  и блок 8 триггеров хранит записанную в него информацию.

Кодовые комбинации на выходах счетчи- ка 3 представл ют в цифровой форме длительность одной выборки аналогового сигнала . По мере изменени  аналогового входного сигнала на выходах блока 8 триггеров по вл етс  набор цифровых данных, точно отражающих длительность аналогового сигнала. Выходы блока 8 триггеров осуществл ют соответствующую коммутацию ключей блоков 14 и 15 пропорционального 12 и интегрального 11 регулирующих элементов. Программа секций резисторов определ етс 

кривой Крт Ц)Блоки 4-6 осуществл ют выборку моментов записи состо ни  счетчиков 3 в блок 8 триггеров в зависимости от скорости изменени  и длительности входного сигнала, а блок 3 совместно с генератором 1 осуществ- л ют определение величины длительности в момент переписи. Так как процесс изменени  настройки регул тора протекает во врем  протекани  тока, то устран етс  запаздывание , имеющее место в прототипе. Имеет место

только аппаратурное запаздывание.

При исчезновении тока в опорной цепи электропривода срабатывает нуль-орган 9, реагирующий на спадание тока, и через элемент ИЛИ 10 проходит сигнал, размыкающий ключевой элемент 2, который одновременно сбрасывает в нуль генератор 5 ступенчатого напр жени , счетчик 3, блок 8 триггеров. За врем  каждого импульса настройка регул тора мен етс  от Крт максимально возможного до Крш текущего, т. е. осуществл етс  слежение за текущей длительностью , а не за прошедший пульс. На фиг. 3 и 4 приведены диаграммы напр жени  дл  чисто активной нагрузки. На фиг. 5, .6 приведены диаграммы дл  наиболее распространенной активно-индуктивной нагрузки .

В процессе работы величина может мен тьс  (например, переключение обмоток трансформатора), а следовательно, будет мен тьс  и скорость роста входного сигнала. При работе на обмотку возбуждени  учет скорости роста имеет особое значение, так как р д параметров объекта (например, посто нных вихревых токов) завис т от производной входного сигнала.

При известной разр дности счетчика 3, а следовательно, и блока 8 триггеров (хот  разр дность блока 8 триггеров может быть меньще разр дности счетчика 3) частота задающего генератора

f - Л 2 

где а - основание системы счислени , в которой работают элементы устройства-,

N- разр дность счетчика 3.

В режиме непрерывного тока, в первый момент по влени   корного тока электропривода , регул тор начинает работать аналогично . По истечении времени С 2 /т срабатывает реле 7 времени и через элемент ИЛИ 10 проходит сигнал, который отключает задающий генератор 1 от дельта-модул тора 4 и сбрасывает в нуль генератор 5 ступенчатого напр жени , счетчик 3, блок 8 триггеров, и настройка регул тора соответствует режиму непрерывного тока.

Таким образом, адаптивный регул тор обеспечивает оптимальную настройку контура регулировани  тока как в режиме прерывистого , так и в режиме непрерывного тока, т. е. с высокой точностью обеспечивает линеаризацию характеристики вентильного преобразовател  по току нагрузки.

Claims (2)

1. Адаптивный регул тор, содержащий генератор, выход которого через управл емый вход ключевого элемента соединен со счетчиком, два блока коммутации, выход одного из которых соединен с входом пропорционального регулирующего элемента, выход другого - с входом интегрального регулирующего элемента, причем выходы обоих регулирующих элементов соединены с входом

сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности линеаризации характеристики преобразовател  по току нагрузки, в него введены генератор ступенчатого напр жени , компаратор, реле времени, нуль- орган, элемент ИЛИ, модул тор длительности импульсов, пропорциональной скорости нарастани  входного сигнала, и блок триггеров , информационные входы которого соединены с выходами счетчика, тактирующий с выходом компаратора, первый вход которого соединен с первым входом указанного модул тора, второй через генератор ступенчатого напр жени  - с выходом модул тора , первый вход которого  вл етс  входом адаптивного регул тора и соединен с входами элемента ИЛИ соответственно через реле времени и нуль-орган, выход элемента ИЛИ соединен с установочными входами генератора ступенчатого напр жени , счетчика , блока триггеров, выходы которого соединены с управл ющими входами блоков коммутации и управл ющим входом ключе

вого элемента, выход которого соединен с вторым входом модул тора.

2. Регул тор, по п. 1, отличающийс  тем, что модул тор длительности импульсов, пропорциональной скорости нарастани  входного сигнала, выполнен в виде интегратора , двух ключей, триггера, двух источников положительного и отрицательного опорных напр жений и блока сравнени , выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого  вл етс  вторым входом модул тора, пр мой выход триггера соединен с управл ющим входом первого ключа, инверсный выход - с управл ющим входом второго ключа и  вл етс  выходом модул тора, управл емые входы первого и второго ключей соединены с источниками положительного и отрицательного опорных напр жений соответственно, выходы ключей соединены с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого  вл етс  первым входом модул тора.

I Выкод

SflOHQ П

П П

1

Вы)(од блока 5

Выход 6

сИ

К.

pmf(

Фиг.

Фиг.

Выход

5мка 22

п п п

а

1

П П 1,П

п п пп

Выход длока 5

1

v

Р т А

Фиг. 5

Редактор И. Касарда Заказ 2008/54

Составитель О. Парфенова

Техред И. ВересКорректор А. Обручар

Тираж 63 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

иг.б