SU1339501A1

SU1339501A1 - Устройство дл контрол и настройки систем импульсно-фазового управлени вентильными электроприводами

Info

Publication number: SU1339501A1
Application number: SU853997890A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Горбиль; Анатолий Леонидович Демко; Владимир Александрович Степанов
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1987-09-23

Abstract

Изобретение относитс к электрическим испытани м и контролю систем имйульсно-фазового управлени вен- тильными электроприводами и предназначено дл настройки и исследойани параметров систем управлени тирис- тЬрными преобразовател ми в процессе пусконаладочных работ и эксплуатационных испытаний. Целью изобретени вл етс повьппение точности, сокращение длительности настройки и повышение ее качества. Поставленна цель достигаетс введением в устройство новых узлов и блоков, повышающих точность путем исключени неоднозначности начала положительного полупериода линейного напр жени сети из-за многократного пересечени нулевого уровн , измер ютс амплитуды синфазной и квадратурной составл ющих первой гармоники линейного напр жени на вьщеленном с произвольной фазой (относительно переходов через нуль) интервале анализа и по измеренным амплитудам этих составл ющих вычисл етс фазовое положение первой гармоники сетевого напр жени относительно начала сформированного интервала анализа . 3 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л с со 00 со ел о

Description

Изобретение относитс к электрическим испытани м и контролю систем импульсно-фазового управлени (СИФУ) вентильными электроприводами и предназначено дл исследовани и настройки параметров систем управлени ти- ристорными преобразовател ми -в процессе пусконаладочных работ и эксплуатационных испытаний и проверок.

Цель изобретени - повьш ение точности , сокращение длительности настройки и повышение ее качества.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема формиро- 15 анализа поступают импульсы с часто- вател интервала анализаj на фиг.З - той, кратной частоте напр жени пита- схема блока измерени амплитуды на ющей сети и во много (1000... 10000). фиг.4 - блок-схема блока измерени .длительности.

раз превышающей ее.

Анализатор 5 гармоник на сфор- Устройство (фиг.1) содержит первый о мированном интервале анализа Т вьще- коммутатор 1, блок 2 согласовани , л ет амплитуды синфазной uf и квад- формирователь 3 импульсов, формирователь 4 интервала анализа, анализатор 5 гармоник, преобразователь 6 напр жение - частота, канал 7 обмена информацией , вычислительный блок 8, измеритель 9 фазы, блок 10 синхронизации и управлени , первьм индикатор 11, второй 12 и третий 13 коммутатотт с 1fTl

ратурнои и. составл ющих первой гармоники линейного напр жени питающей сети, поступающего с выхода пре 25 образовател 6 напр жение - частота.

Преобразователь 6 напр жение - частота преобразует пониженное блоком 2 согласовани (трансформатором) нейное напр жение питающей сети в имры , блок 14 измерени амплитуды, блок зо пульсные сигналы, частота следовани

15 измерени длительности, блок 16 автоматического запуска, второй блок 17 согласовани , второй индикатор 18, блок 19 преобразовани информации.

Первый коммутатор 1 предназначен дл подключени линейного напр жени

35

которых пропорциональна мгновенному значению преобразуемого напр жени . Частотный диапазон преобразовател выбираетс из услови получени требуемой точности.

Канал 7 обмена информацией предназначен дл ввода данных, поступающих из анализатора 5 гармоник и измерител 9 фазы, в вычислительный блок 8 и вывода результата вычислени на первьм индикатор 11,

и.

сети

(и

АВ

и

6С

или и.д) к блоку 2

согласовани (трансформатору) с помощью , . например, переключател . Блок 2 согласовани (трансформатор) понижает соответствующее линейное напр жение до более низкого уровн (например, 5... 10 В) дл согласовани с входами формировател 3 импульсов и преобразовател 6 напр жение - частота и осуществл ет гальваническую разв зку между входными клеммами и измерительной частью и корпусом устройства.

Формирователь 3 импульсов формиру- ет из выходного напр жени блока 2 согласовани последовательность коротких И1у пульсов (длительностью пор дка 0,1... 1,0 мкс) с частотой, равной частоте основной гармоники питающей сети.

Формирователь 4 интервала анализа (фиг.2) содержит фазовый детектор 20,, фильтр 21, управл емый генератор 22 и делитель 23 частоты и предназначен

дл автоматического слежени за частотой напр жени питающей сети по схеме фазовой автоподстройки частоты, обеспечивающей высокую точность такого слежени . Формирователь 4 интервала анализа вьздел ет по первому своему выходу промежутки времени, равные заданному числу периодов (например, одному) напр жени питающей сети дл управлени работой блока 10 синхронизации и управлени , анализатором 5 гармоник и измерителем 9 фазы. С второго выхода формировател 4 интервала

Анализатор 5 гармоник на сфор- мированном интервале анализа Т вьще- л ет амплитуды синфазной uf и квад-

тт с 1fTl

ратурнои и. составл ющих первой гармоники линейного напр жени питающей сети, поступающего с выхода пре образовател 6 напр жение - частота.

Преобразователь 6 напр жение - частота преобразует пониженное блоком 2 согласовани (трансформатором) нейное напр жение питающей сети в им5

0

Вычислительный блок 8 служит дл оперативной обработки данных, поступающих через канал 7 обмена информа5 цией, в соответствии с алгоритмом вычислени фазового положени импульсного сигнала управлени или переменного напр жени фильтра относительно начала положительного полупериода

Q первой гармоники линейного напр жени . Канал 7 обмена, информацией, вычислительный блок 8 и блок 10 синхронизации и управлени могут быть ис- пользованы от стандартной быстродейg ствующей микроэвм.

Измеритель 9 фазы формирует временной промежуток от начала интервала анализа Т. до момента по влени очередного импульса управлени СИФУ или

начала положительного полупернода выходного напр жени фильтра (в зависимости от режима измерени ), преобразуетс этот промежуток в код Lfj путем заполнени его импульсами, поступающими с второго выхода формировател А интервала анализа.

Блок 10 синхронизации и управлени в конце каждого сформированного интервала анализа вырабатывает последовательность сигналов, определ ющих работу канала 7 обмена информацией.

Первый индикатор 11 преобразует результат вычислени в цифровую фор- му, удобную дл визуального отсчета, и сохран ет этот результат до окончани следующего цикла вычислений.

Коммутатор 12 предназначен дл

подключени выхода импульсного сигна- 20 состо ние селекторов и обнулени

счетчиков в этих блоках и предст ет собой делитель частоты, испол ющий сформированные из сетевого пр жени импульсы.

ла управлени или выхода переменного напр жени фильтра через блок 17 к входам измерител 9 фазы и блоков 14 и 15 измерени амплитуды и длительности соответственно.

Блок 17 согласовани осуществл ет гальваническую разв зку по посто нно- му току между входными клеммами коммутатора 12 и измерительной частью, а также корпусом устройства (напри- Mepi с помощью разделительных конденсаторов ) , преобразует уровни входных сигналов и восстанавливает их посто нные составл ющие дл согласовани с диапазонами входных напр жений измерител 9 фазы и блоков 14 и 15 измерени амплитуды и длительности соответственно .

Блок 14 измерени амплитуды содержит (фиг.З) преобразователь 24 амплитуды в длительность, селектор 25, ключ 26, счетчик 27 и генератор 28 заполн ющей частоты, формирует пр моугольные импульсы, длительности которых пропорциональны амплитудам измер емых импульсов управлени СИФУ, выдел ет заданное число сформированных импульсов (например, один) и преобразует их (его) суммарную длительность в код, путем заполнени счетчика стабильной частотой генератора.

Блок 15 измерени длительности содержит (фиг.4) формирователь 29 уровн , формирователь 30 сигнала, селектор 31, ключ 32, счетчик 33 и генератор 34 заполн ющей частоты и осуществл ет автоматическое формирование по сто нного напр жени заданного уровн по отношению к амплитуде измер емых импульсов (например, уровень, равный половине амплитуды), суммирование сформированного посто нного напр жени и измер емого импульсного сигнала и формирование, таким образом , пр моугольного импульса, длительность которого равна длительности измер емого импульса на заданном уровне от его амплитуды. Выделение заданного числа сформированных импульсов и преобразование их в код ос5тцествл - етс так же, как в блоке 14 измерени амплитуды.

Блок 16 автоматического запуска вырабатывает сигналы дл управлени работой блоков 14 и 15 измерени амплитуды и длительности соответственно , запуска и возвращени в исходное

0 состо ние селекторов и обнулени

5

счетчиков в этих блоках и представл ет собой делитель частоты, использующий сформированные из сетевого напр жени импульсы.

Коммутатор 13 предназначен дл подключени выходов блока 14 или 15 к второму индикатору 18.

Второй индикатор 18 преобразует коды измеренных параметров в цифровую 0 дес тичную форму, индицирует их и сохран ет результат до окончани следующего цикла измерений.

Фазовый детектор 20 формирует пр моугольные импульсы, скважность которых измен етс пропорционально фазовому сдвигу импульсов двух входных частотных последовательностей. Фильтр 21 преобразует выходные импульсы фа зового детектора 20 в управл ющее напр жение генератора 22. Управл емый генератор 22 вырабатывает импульсы с частотой, в 1000...10000 раз превышающей входную частоту фазового детектора и измен ющейс обратно пропорционально входному напр жению генератора . Делитель 23 частоты понижает выходную частоту генератора 22 до уровн входной частоты фазового детектора 20.

Преобразователь 24 амплитуды в длительность формирует пр моугольные импульсы, длительности которых про- цорциональны амплитудам измер емых импульсов управлени (например, путем линейного разр да емкости, зар женной до амплитудного значени импульса ) . Селекторы 25 и 31 выдел ют за данное число сформированных импуль- сой (например, один импульс). Ключи

0

5

0

5

26 и 32 пропускают импульсы заполн ющей частоты на соответствующие счетчики . Счетчики 27 и 33 формируют коды , пропорциональные измер емым амплитуде и длительности импульсов. Генераторы 28 и 34 заполн ющей частоты вьфабатывают высокочастотные и стабильные последовательности импульсов

и представл ют собой, например, квар- д ни фильтра) относительно начала инцевые генераторы.

Формирователь 29 уровн осуществл ет автоматическое формирование напр жени заданной по отношению к амплитуде измер емых сигналов величины (например, уровень, равный половине их амплитуды) и представл ет собой активный делитель напр жени и аналоговое запоминающее устройство.

Формирователь 30 сигнала - операционный усилитель, суммирующий с противоположными знаками сформированное посто нное напр жение и измер емые импульсные сигналы и работающий в режиме насыщени по выходу,

Устройство работает следуюп5им образом .

На входы первого коммутатора 1 подключаютс фазные напр жени U,,, ,

2

Ugc и питающей сети. Линейное на- зо числительньш блок 8, где производитс

35

вс

пр жение, например, с выхода первого коммутатора 1 через блок 2 согласовани (трансформатор) и формирователь 3 импульсов поступает на формирователь 4 интервала анализа. На выходе формировател 4 образуетс сигнал, по длительности равный периоду питающей сети Т, который поступает на первьш .вход анализатора 5 гармоник . Кроме этого, сигнал с выхода 40 формировател 4 интервала анализа поступает на измеритель 9 фазы дл запуска его по началу периода, а также на вход блока 10 синхронизации и упвычисление фазы сигнала управлени и относительно начала положительного полупериода первой гармоники лисети -If По окончалинеиного напр жени arctg(U, /Ul) - f.

im 2

НИИ расчета, величины Lf выводитс через канал 7 обмена информацией на первый индикатор 11.

Одновременно с измерением фазы -ц производитс измерение амплитуды и„ и длительности о импульса управлени СИФУ, который через коммутатор 12 и блок 17 поступает на блоки 1 измерени амплитуды 14 и длительности 15.

равлени , который начинает свою рабо- 45 Измерение амгшитуды и длительности

производитс циклически. Длительность цикла задаетс с выхода блока 16 автоматического запуска, которьй синхронизируетс выходным сигналом формировател 3 импульсов.

ту в конце интервала анализа.

Анализатор 5 гармоник на сформированном интервале анализа Т выдел ет синфазную и и квадратурную U , составл ющие первой гармоники линейного напр жени питающей сети, которое поступает на первый вход анализатора 5 с блока 2 согласовани через преобразователь 6 напр жение частота . Одновременно с вьщеленртем синфаз- eg дел ет один сформированный блоком 24 ной и квадратурной U состав- импульс, длительность которого иэме Р1 A i Fuk Ji t-tAJFt AiVJi VJ.J

л ющих происходит измерение фазового положени сигнала управлени измерителем 9 фазы. Это измерение начинаетр етс путем счета числа импульсов, поступающих через ключ 26 от генератора 28 на вход счетчика 27. Код амс с момента начала интервала анализа Т путем подсчета числа счетных импульсов от генератора (не показан) и заканчиваетс в момент прихода импульса управлени . В измерителе 9 фазы образуетс код фазы ц импульса управлени СИФУ (или начала положительного периода выходного напр же

тервала анализа Т, формирование которого производитс схемой (фиг.2), содержащей фазовый детектор 20, фильтр 21, управл емый генератор 22 и делитель 23 частоты.

В конце интервала анализа Т на выходах анализатора 5 гармоник имеютс сигналы синфазной U и квадратурной и составл ющих первой гармо- НИКИ линейного напр жени , а на выходе измерител 9 фазы образован сигнал фазы (/ . В момент окончани интервала анализа Т происходит запуск блока 10 синхронизации и. управлени , который вырабатывает заданную последовательность сигналов, определ нлцих работу канала 7 обмена информацией. По этим сигналам происходит ввод данных о величинах i , U, и в вы

2

Itn

числительньш блок 8, где производитс

о числительньш блок 8, где производитс

5

0

вычисление фазы сигнала управлени и относительно начала положительного полупериода первой гармоники лисети -If По окончалинеиного напр жени arctg(U, /Ul) - f.

im 2

Измерение амгшитуды и длительности

При измерении амплитуды в блоке 14 производитс преобразование амплитуды Б длительность импульса преобразователем 24. Первый селектор 25 выр етс путем счета числа импульсов, поступающих через ключ 26 от генератора 28 на вход счетчика 27. Код ам713

плитуды с выхода счетчика 27, который вл етс выходом блока 14 измерени амплитуды (фиг.1), поступает через коммутатор 13 на второй индикатор 18

При измерении длительности в блоке 15 измерени длительности в формирователе 29 производитс формирование уровн напр жени , равного , поступающего на формирователь 30 сигна- ла, на выходе которого образуетс пр моугольный импульс, длительность которого равна длительности импульса управлени на уровне половины амплитуды . Импульс с выхода формировател 30 сигнала через селектор 31 поступает на ключ 32, котбрый открываетс на врем длительно.сти одного импульса и и пропускает на счетчик 33 импульсы с генератора 34. По -окончании длительности одного импульса Г на выходе счетчика, которьй вл етс выходом блока 15 измерени длительности (фиг.1), образуетс код длительности импульса, который через комму- татор 13 поступает на второй индикатор 18.

Описанные операции формировани сигналов в каналах измерени амплитуды и длительности производ тс по циклам. Длительность циклов задаетс выходным сигналом блока 16 автоматического запуска, который сбрасывает предьщущее показание счетчиков 27 и 33 (в блоках 14 и 15) и запускает селекторы 25 и 31 в блоках 14 и 15 дл вьщелени очередного измер емого импульса .

Вывод на индикацию амплитуды или длительности производитс путем пе- реключени коммутатора 13 оператором.

. Технико-экономическа эффективность от использовани изобретени состоит в увеличении точности измерени параметров сигнала управлени .

сокращении длительности процесса настройки СИФУ, повышений качества наладки технологических систем, содержащих управл емьш выпр митель как элемент системы.

Claims

Формула изобретени

.1, Устройство дл контрол и настройки систем импульсно-фазового управлени вентильными электропривода--, ми, содержащее формирователь импульсов , первый индикатор и последова- ; тельно соединенные коммутатор и блок

8

Q 5 о 5

0

Q

5

5

0

5

согласовани , к соответствующим входам коммутатора подключены фазные провода сети, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности, сокращени длительности настройки и повьшени ее качества, в устройство дополнительно введены два коммутатора , второй блок согласовани , измеритель фазы, преобразователь напр жение - частота, формирователь интервала анализа, блок преобразовани информации , анализатор гармоник, блок автоматического запуска, блок измерени длительности и второй индикатор, причем выход первого блока согласовани соединен с входом формировател импульсов и входом преобразовател напр жение - частота, подключенного выходом к первому входу анализатора гармоник, выход второго блока согласовани св зан с первым входом измерител фазы, первым входом блока измерени длительности и первым входом блока измерени .амплитуды, выход формировател импульсов св зан с входом формировател интервала анализа и входом блока автоматического запуска , выход которого подключен к вторым входам блока измерени длительности и блока измерени амплитуды, выход формировател интервала анализа соединен с входом синхронизации блока преобразовани информации, с вторым входом анализатора гармоник и вторым входом измерител фазы, третий вход которого подключен к второму входу формировател интервала анализа, выходы блока измерени амплитуды и блока измерени длительности соединены соответственно с первым и вторым входами второго коммутатора, выход которого подключен к входу второго индикатора , первый и второй выходы анализатора гармоник соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока преобразовани информации, третий информационный вход которого подключен к выходу измерител фазы, выход блока преобразовани информации св зан с входом первого индикатора, вход второго блока согласовани соединен с выходом третьего коммутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства дл контрол и настройки

систем импульсно-фазового управлени .
2.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что формирователь интервала анализа содержит последовательно соединенные фазовьй детектор , фильтр, управл емый генератор и делитель частоты, причем выход делител частоты соединен с первым входом фазового детектора и первым выходом формировател интервала анализа, вто- рой вход фазового детектора подключен

к входу формировател интервала анализа , выход управл емого генератора подсоединен к второму выходу формиро- вател интервала .анализа,
3.Устройство по П.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что блок измерени амплитуды содержит преобразователь амплитуды в длительность, селектор, генератор заполн ющей частоты, ключ и счетчик, первый вход блока измерени амплитуды соединен с входом преобразовател амплитуды в длительность

выход которого св зан с первым входом селектора, второй вход блока измерени амплитуды подключен к второму входу селектора и первому входу счетчика , выход селектора соединен с управл ющим входом ключа, другой вход которого св зан с выходом генератора заполн ющей частоты, выход ключа подсоединен к второму входу счетчика, выход которого св зан с выходом блока измерени амплитуды,
4. Устройство по п.3, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что преобразователь амплитуды в длительность выполнен в виде последовательно соединенных формировател уровн и формировател сигнала, выход -которого вл етс выходом преобразовател амплитуды в длительность, второй вход формировател с игнала св зан с входом формировател уровн и входом преобразовател амплитуды в длительность.

Фиг.1

CPU г. 2

Фиг.З

Редактор В.Петраш

сриг.

Составитель С.Никишов Техред М.Ходанич

Заказ 4218/36Тираж 863Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор А.Т ско