SU959252A1 - Устройство управлени регул тором переменного напр жени со звеном повышенной частоты - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТГВО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ СО ЗВЕНОМ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ

. .1- , , Изобретение относитс  к преобразова тельной технике и предназначено в ком--, плексб с регул тором дл  регулщэованйл и стабилизации переменного напр жени . Известны устройства дл  управлени  peгyл тqpaми переменного напр жени , реализующие широтно-импульсную модул цию с генераторами линейно-развертывающего напр жени  С1-3 }. Однако функциональные возможности данных устройств ограничены, поскольку они позвол ют регулировать фазу выходных импульсов лишь на 180° внутри каж дого тактового интервала. Известны также регул торы переменного напр жени  с звеном повышенной частоты, дл  управлени  которыми необходимо иметь две встречно перемещаемы импульсные последовательности с относительным сдвигом фазы на 36О эл. град 4 и 5. Известно устройство дл  управлени  подобными регул торами, содержащее задающий генератсф и два канала из по .:следовательно включенных генератора пилообразного напр жени , нуль-органа и ведомого автогенератора. Данное устройство позвол ет получить две встречнопере .мещаемые последовательности с относительным сдвигом фазы на 360 эл. град. Фазосдвигаюшие блоки в таком уст-, ройстве построены по принципу вертикалььюго управлени , заключающемс  в сравнении управл ющего и линейно-развертывающего напр жений, выделении нулевых точек посредством нуль-органов с дальнейшим формированием сигнала, т.е. на элементах непрерывного действи .. Однако тажие устройства характеризуютс  недостаточной точностью и стабильностью регулировани  фазового сдвига, обусловленной нестабильностью сравниваемых электрических величин напр жени  питани , температурной нестабильностью элементов и нелинейностью их частотных характеристик. Применение элементов непрерывного действи  (аналоговых) не позвол ет обеспечить линейлость фазовой регулировочной характеристики во всем диапазоне регулировани . Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  фазового управлени , содержащее задающий r ijepaTop, импульсный сумматор на элементах ЗАПРЕТ, ИЛИ и двух.устройствах синхронизации, два делител  частоты и формирователи им-, пульсов управлени  тиристорами регул тора . Устройство позвол ет получить ре- гул руемый фазовый сдвиг выходных импульсов одногю канала по отношению к щзутому на 36О эл. град, с высокой стабильнсютью и точностью поддержани  фазового сдвига 7 . Однако это устройство не позвол ет получить две встречно перемещаемые импульсные последовательности с относительным сдвигом фазы на 360 эл, град с Высокой стабильностью и точностью по Держани  фазового сдвига, что ограничи вает его функциональные возможности, в частности, дл  управлени  регул тором переменного напр жени  со звеном повышенной частоты.о Цель изобретени  - повышение точное ти и стабильности регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор частоты, регулируемый генератор , подключенный через первый блок си ;фонизации к элементу ЗАПРЕТ к через втсрой блок синзсроннзашси к элементу ИЛИ, делитель частоты, соединенные с импульсов управлени  Т1фнсторами регул тора, введены трехпозиционный . переключатель и коммутатор с основными управл ющими входами, выходы которого соединены со входами делителей частоты, причем выходы генератора опорной частоты, элемента ЗАПРЕТ и элемента ИЛИ соединены с осно вными входами, а выходы трехпозиционуправл ющим ного переключател  - с входом коммутатора. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства у1Ч5авлени ; на фиг. 2 - времен ные диаграммы работы отдельных узлов устройства управлени ; на фиг. 3 - одна КЗ возможных схем трехпозкдионного пе реключател ; на фйг. 4 - схема коммутатора; на фиг. 5 - пример реализации блока синхронизации; на фиг. 6 - логический элемент ЗАПРЕТ. Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, регулируемый генерато 2, первый 3 и второй 4 блоки синхрони зации, ЗАПРЕТ 5, трехпозицнонный переключатель 6, элемент ИЛИ 7, коммутатор 8, делители 9 и 1О частоты и формирователи 11 и 12 импульсов управлени  тиристорами регул тора. Устройство работает следующим образом . Генератор 1 опфной частоты вырабатывает на двух своих выходах импульсы 13 и 14, сдвинутые друг относительно друга на полпериода выходной частоты генератора. Импульсы 15 регулируемого генератора 2 поступают на выходы пер вого 3 и второго 4 блоков синхронизации . Выходные импульсы первого 3 блока сиюфонизаци;и, равные по частоте импульсам 15 регулируемого генератора, синхронизированные импульсами 13 единичного выхода генератора 1 опорной частоты, поступают на управл ющий вход элемента 5, на основной вход .с которого поступают импульсы 13 единичного выхода генератора 1 опорной частоты . Поскольку импульсы, поступающие на управл ющий вход элемента ЗАПРЕТ 5 сиюфошсзированы той же импульсной по.следовательностью 13, что поступает на основной вход элемента ЗАПРЕТ 5, на выходе получают разностную импульсную последовательность 16. Импульсы 15 регулируемого генератора 2, поступа  на вход второго 4 блока синхронизации, синхрониз1фукггс  импульсами 14 нулевого выхода генератора 1 опорной частоты, поступающими на тактовый вход второго 4 блока синхронизации. Выходные импульсы второго 4 блока синхронизации , равные на частоте импульсам 15 регулируемого генератора 2, поступают на вход элемента ИЛИ 7, на второй вход которого поступавзт импульсы 13 единичного выхода генератора 1 oпqpнoй частоты. Таким образом, элемент ИЛИ 7 суммирует две импульсные последовательности , импульсы которых засинхронизйрованы импульсами опорных раздвинутых частот 13 и 14 и, следовательно, никогда не совпадают во времени (фиг. 2, 17). Выходные импульсы 13 единичного выхода генератора 1 оперной частоты, элемента ЗАПРЕТ 5 и элемента ИЛИ 7 поступают на основные входы коммутатора 8, на управл ющие входы которого поступают сигналы с выходов трехпозиционного переключател  6, управл емого по- j

средством внешнего сигнала. Выходные имцульсы коммутатора 8 через делители 9 и Ю частоты поступают на входы соответствующих формирователей 11 и 12 импульсов управлени  тиристорами регул тора .

Коммутатор 8 представл ет собой логическое устройство коммутирующее три импульсные последовательности 13, 17 и 16, поступающие на его основные входы, на два выходных канала, в зависимости от управл ющих сигналов трехпозиционного переключател  6.

Наличие разрещающего сигнала 18 (логическа  i) на первом выходе трехпозиционного переключател  6 обеспечивает поступление суммарной последовательности 17 импульсов, с вь1хода элемента ИЛИ 7 на вход делител  9 частоты и разностной импульсной последовательности 18 с выхода элемента ЗАПРЕТ 5 на вход делител  10 частоты.

Элементарный сдвиг фазы между выходными сигналами формирователей импульсов управлени  тиристорами регул тара по вл етс  при добавлении или вычитании импульса с импульсной последовательности 13 и равен irep иод у выходной частоты генератора I опорной частоты .

Поскольку на входы делителей 9 и 10 частоты поступают суммарна  17 и разностна  16 импульсные последовательности соответственно, на выходах делителей частоты а, следовательно, и на выходах формирователей 11 и 12 импульсов управлени  получают две встречно перемещаемые импульсные последовательности 19 и 2О (дл  нагл дности приведены совместно с импульсной последовательностью 21, соответствующей совпадению фазы на выходах формирователей 11 и 12 импульсов управлени ).

Наличие разрешающего сигнала на втором утфавл ющем входе коммутатора 6 обеспечивает поступление разностной импульсной последовательности 16 на вход делител  9 частоты и суммарной импульсной последовательности 17 на вход делител  10 частоты. Это приводит к фазовому сдвигу двух встречно перемещаемых импульсных последовательностей на выходах формщэователей 11 и 12 импульсов управлени  тиристорами регул тора в противоположную сторону.

При отсутствии разрешающих сигналов на управл ющих входах коммутатора 6 на входы делителей 9 и 1О частоты поступает одна и та же импульсна  по следовательность 13 единичного выхода генератора 1 опорной частоты, что обеспечивает заданную фиксацию фазового сдвига.

Частотой генератора 1 опфной частоты определ етс  величина элементарного фазового сдвига. Дл  повышени  точности регулировани  фазового сдвига, генератср 1 опорной частоты работает на высокой частоте (пор дка 10-10 Гц). Дл  понижени  частоты опорного генератора до промежуточной частоты регул тора , используютс  делители 9 и 1О частоты.

Изменение частоты 1.5 регулируемого генератора 2 задает скорость изменени  фазового сдвига между двум  встречно перемещаемыми импульсными последовательност ми .

Трехпозиционный переключатель 1федставл ет собой схему компаратсра или порогового элемента, обеспечивающего получение трех значений сигнала на двух его выходах соответственно: а) 1; О, б) О; 1, в) О; О.

Трехпозиционный переключатель содержит дифференциальные усилители 22 и 23, опорные диоды 24 и 25,.элементы НЕ 26 и 27, первый и второй элементы И 28 и 29 соответственно.

Трехпозиционный переключатель работает следующим образом.

На вход 30 дифференциальных усилителей 22 и 23 поступает входной сигнал Ug , а наьвходы 31 и 32 - первое и второе значение порогового напр жени , например U U . Состо ние дифферен- циальных усилителей 22 и 23 зависит от величины входного сигнала U g,,, . Опорные диоды 24 и 25, включенные между выходами дифференциальных усилителей и общей точкой, ограничивают амплитуду выходных импульсов диффервнциальнь1х усилителей отрицательной пол рности до уровн  логического нул  и устанавливают положительный уровень, равный уровню логической единицы примен емого типа логических элементов.

Если Выходной сигнал превышает первое пороговое нагф жение ( U gx то на вьисодах дифференциальных усилителей 22   23 присутствует нулевой уровень напр жени . Это приводит к по вле1шю уровн  логической единицы на выходе первого элемента И 28 и логического нул  - на выходе вторюго элемента И 29. i &ё в случае,когда выходной сигнал меньше второго порогового нагф жени  (Ug U) , на выходах диффврешшальных усилителей 22 и 23 формируетс  уровень равный значению логической единицы и значение уровней)на выходах первого и второго элементов И 28 и 29 изменитс  на противопопоисное. Когда значение входного сигнала находитс  между значени ми рврвого и второго порогового напр жени  U U п у , на выходе дифференциального : усилител  22 присутствует положительное напр жение (логическа  ), а на выходе дифференциального усилител  23уровень логического нул . На входах, а следовательно, и на выходах элеме гов И 28 и 29 по вл етс  уровень логического нул . Таким образом, в зависимости от вход ного сигнала получаем определенные значени  уровней на выходах первого и второго элемента И 28 и 29 соответственно: - О Ug U - О 1 Л ВХ 1 - О- - О Выходные импульсы трехпозиционного переключател  6 управл ют работой ком .мутатора 8, представл ющего собой логические устройство, коммупфуюшее три импульсные последовательности 13, 17 и 16, поступающие на его основные входы, на два вьшодных канала делени  частоты. Коммутатор может быть вьшолнен,. например , по схеме, представленной на фиг. 4. Коммутатчр 8 содержит логические элементы И 33-37, элемент И-НБ 38 и элементы ИЛИ 39 и 4О. На входы 41-43 коммутатора 8 поступают высокочастотна  импульсна  последовательность 13, разностна  импульсна  последовательность 16 и суммарна  последовательность 17 импульсов соответственно. Выходные импульсы трехпозиционного переключател  6 с выходов элементов И 28 и 29 (фиг. З) поступают на входы 44 и 45 коммутатора 8 соответственно. Коммутатор 8 работает следующим образом. При поступлении разрещающего сигнала 18 (логическа  ) с выхода элемента И 28 трехпоз ционного переключател  6 на вход 44 коммутатора 8, суммарна  последовательность 17 импуль сов поступающа  с выхода элемента ИЛИ 7 на вход 43 коммутатора 8, про- . 26 ходит через элементы И 35   ИЛИ 39 (выход 46 коммутатс а 8) и поступает на вход делител  9 частоты. (Ипновременно разностна  импульсна  последовательность 16, поступающа  с выхода элемента ЗАПРЕТ 5 на вход 42 коммутатора 8,1фоходит через элементы И 34 и ИЛИ 40 (выход 47 коммутатора 8) и поступает на вход делител  1О частоты. Наличие ра;зрешаюшего сигнала на втаром управл ющем входе 45 коммутатора 8 обеспечивает поступление разностной импульсной последовательности 16 со входа 42 на выход 46 коммутатс а 8, т.е. на вход.делител  9 частоты через элементы И 33 и ИЛИ 39, а суммарной импульсной последовательности 17 через элементы И 36 и ИЛИ 40 со входа 42 на выход 47 коммутатора 8, т.е. на вход делител  10 частоты, При отсутствии разрешающих сигналов на упр|1Вл ющих входах 44 и 45 коммутатора 8, на вьрьоде элемента ИНЕ 38 формируетс  уровень логической единицы и высокочастотна  последовательность 13 импульсов, поступающа  с единичного выхода генератора 1 оперной частоты на вход 41 коммутатора 8, через элементы И 37 и ИЛИ 39 и 40 посту- . пает на выходы 46 и 47. Таким образом, на входы делителей 9 и 10 частоты с выходов 46 и 47 коммутатора поступают одна и та же импульсна  последовательность 13, что обеспечивает заданную фиксацию фазового сдвига на выходах формирователей 11 и 12 импульсов управлени .. Первый 3 и второй 4 блоки синхронизааии  вл ютс  типовым функциональным УЗЛОМ автоматики и-измерительной техники и выполн ютс  на основе RS , К и D триггеров. Дл  примера на фиг. 5 представлена сщна из возможных схем устройства синхронизации , вьтолненного на основе D триггера 48 и 49. элемент И 50. Он работает следующим образом. На вход D первого триггера 48 подаетс  посто нный сигнал Логическа  единица . Как только на входе 51 по вл етс  импульс, он сразу переводит первый триггер 48 в состо ние единицы. Так как пр мой Выход первого триггера 48 соединен со входом D второго триггера 49, то ближайший тактовый импульс на входе 52 опрокидывает второй триггер 49 в единицу . При этом с инверсного выхода второго триггера 49 на вход не9959215 тактируемой установки в нуль f первого триггера 48 подаетс  нулевой потенциал , который устанавливает его в состо ние нуль. Это состо ние будет удерживатьс  в нем все врем , пока второй 5 триггер 49 находитс  в единице. Опр кидывание в ноль первого триггера 48 Щ) воаит к по влению сигнала Ноль на входе D второго триггера 49 и последний. очередном тактовым импульсом также «а устанавливаетс  в состо ние ноль. Уст-л ройство воз ащаетс  в исходное состо  нйе . Длительность положительного импульса на Ц) мом выходе триггера 49 равна одному периоду тактовых импуль- |5 сов, поступающих на вход 52, на выходе 53 элемента И 5О по вл етс  один тактовый импульс. Таким образом, выходные иКшульсы блока синхронизации равны по частоте импульсам поступающим на вход 29 51 и совпадают по времени с тактсжыми импульсами, поступающими- на вход 52 блока синхронизации. Элемент ЗАПРЕТ 5  вл етс  элементом цифровой вычислительной техники, реализующий операцию за прета. На фиг. 6 приведено условное обозначение данного логического элемента и выражение переключательной фушсции на его выходе чере ко ыонкцию и инверсию. Применение син . хронизации входнь1х импульсов Х2, .поступающих на управл ющий вход элемента ЗАПРЕТ 5, той же тактовой последовательности Xt, что поступает на его основной вход с единичного выхода генератс а 1 опс)ной частоты, позвол ет на основе элемента ЗАПРЕТ 5 обеспечить .вычитание импульсов, необходимое дл  работы устройства, котсрый в этом случа используетс  по своему пр мому назиачению . I. Введение в устройство новых элементов - трехпоэиционного переключател  и коммутатора дает возможность получить две встречно перемещаемые импульсные последовательности с относительньхм сдви гом фазы на 36О эл.град. с высокой стабильностью и точностью поддержани  фазового сдвига, что позвол ет использо вать его дл  управлени  регул тором50 10 переменного напр жени  со звеном повы шенной частоты, формула изобретвн   Устройство управлени  регул тором переменного напр жени  со звеном ровышенной частотьг, содержащее генератор оперной частоты, регулируемый генераор , подключенный через первый блок синхронизации к элементу ЗАПРЕТ и через второй блок синхронизации к элементу ИЛИ, и делители частоты, соединенные с формировател ми импульсов управлени  тиристорами регул тсра, о т личающеес  тем, что, с целью цовьпиени  точности и стабильности регулировани , оно снабжено трехпозицнонным переключателем и коммутатором с основными и управл ющими вхтщами, .выходы которого соединены со входами делителей частоты, гфичем выходы ген ратора опорной частоты, элемента ЗАПРЕТ и iэлемента ИЛИ соединены с основнь1ми входами, а выходы трехпозицнонного переключател  - р угфавл ющим входом коммутатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР л«. , . № 382216, кл. И 02 .Р 13/04, 1969. 2.За вка Фрашаи М2.099.842, кл. Н 02 Р 13/ОО, 1972. 3.Шипилло В, П. Автоматизированньй авнтнлЬ|Ный электрогфивод, Энерги , 1969, с. 168, 4.Кобаев А.В., Михальченко Г.Я., Тараскин А. В. Преобразование параметров электрической энергии модул щион ным методом в системах со звеном повьшенной частоты. - В кн.: Магнитновентильные преофазователи на1ц  жеш1  в тока, кзд-во Томского университета, Томск, 1976, с. 78-93, 5.Автсфское свидетельство СССР; 3 5О4287, кл. Н О2 Р 13/14, 1974. 6.Авторское свидетельство СССР № 624347, кл. И 02 Р 13/14, 1978. 7.Авторское свидетельство СССР Jsfe 6906О2, кл.Н 02 Р 13/14, 1979.

М f LlJi 1 f ГЧ t У

/у J I А I t J t j I t I I I t I I j i I A I ij t

/# 1 : .,I If .. .. i

/yi ; ,1

/7 ill t I M MP t IJM I t t 1 1 Ml I t l|l 1 i 111 i |1

ff I I I I i If ft i t i I t i j.M

/УС f/C Й7С

фиг.З

f

vffi

yt T

SS

Si

Claims (1)

1. формула изобретения

   Устройство управления регулятором переменного напряжения со звеном повышенной частоты, содержащее генератор оперной частоты, регулируемый генератор, подключенный через первый блок синхронизации к элементу ЗАПРЕТ и через второй блок синхронизации к элементу ИЛИ, и делители частоты, соединенные с формирователями импульсов управления тиристорами регулятора, о т* личаюшееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности регулирования, оно снабжено трехпозиционным переключателем и коммутатором с основными и управляющими входами, выходы которого соединены со входами делителей частоты, причем выходы генератора опорной частоты, элемента ЗАПРЕТ и .элемента ИЛИ соединены с<^ (основными входами, а выходы трехпозиционного переключателя - р управляющим входом коммутатора.