Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем
Патент 1791943
Авторы
Классы МПК
Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем
Иллюстрации
Реферат
Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем содержит измерительный элемент, источник опорногоi напряжения, сравнивающий элемент , широтно-импульсные модуляторы по числу модулей, генератор тактовых импульсов , распределитель тактбвых ймпульсб в, бп экзмюч Ш ёзёг М &Г1 Щ-т новных и резервных модулей. Блок включения резерва содержит Т1рямоТ6 сдвига, элемент ИЛИ, два идентичных блока согласования иГдёёi идентичных канала переключения . 2 йл, 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 M 7/48
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ
0
О
Ф (лЭ (21) 4785763/07 (22) 29.01,90 (46) 30,01.93. Бюл. М 4 (72) Ю.М.Любченко и В.В.Тарасов (56) Патент США
М 4039925, кл. Н 02 М 7/00, 1970.
Авторское свидетельство СССР
N 1541734, кл. Н 02 М 7/48, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
МНОГОФАЗНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью.
Целью изобретения является повышение безотказности устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства.
На фиг, 1 представлена структурная схема многофазного импульсного преобразователя, состоящего, например, из трех основных и двух резервных преобразовательных модулей; на фиг. 2 — схема счетчика-делителя для указанной схемы, Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем, состоящим из трех основных 1 — 3 и двух резервных 4, 5 преобразовательных модулей, содержит измерительный элемент 6, источник опорного напряжения 7, сравнивающий блок 8, широтно-импульсные моду„„Я „„1791943 А1 (57) Устройство длг управления многофазным импульсным преобразователем содержит измерительный элемент, источник опорного напряжения, сравнивающий элемент, широтно-импульсные модуляторы по числу модулей, генератор тактовых импульсов, распределитель тактовых импульсов, блок включения резерва, датчики отказа основных и резервных модулей. Блок включения резерва содержит регистр прямого сдвига, элемент ИЛИ, два идентичных блока согласования и два идентичных канала переключения, 2 ил, 3 табл. ляторы 9 — 13 по общему числу основных и резервных модулей. генератор тактовых импульсов 14, распределитель тактовых импульсов 15, блок включения резерва 16, датчики отказов 17 — 20 преобразовательных модулей, Блок включения резерва 16 содержит формирователи коротких импульсов
21 — 24, элемент ИЛИ 25 с четырьмя входами, счетчики импульсов 26 — 29 с модулем счета
"2", счетчик-делитель 30 с модулем счета
"3", элементы И 31-34, каждый из которых имеет два входа.
Измерительный элемент 6 входом подключен к общему выходу преобразовательн ых модулей, а в ыходом — к входу сравнивающего блока 8, ко второму входу которого подключен источник опорного напряжения 7. Выход сравнивающего блока 8 подключен к основным управляющим входам широтно-импульсных модуляторов 913.
Входы каждого датчика отказов 17-20 соединены с преобразовательными модуля1791943 ми 1 — 4, выходы датчиков 17 — 20 соединены через формирователей коротких импульсов
21-24 с первыми входами каждого из элементов И 31 — 34 и входами элемента ИЛИ 25.
Вторые входы каждого из элементов И 31—
34 соединены с выходом элемента ИЛИ 25.
Выходы элементов И 31 — 34 подключены к счетным входам каждого из двоичных счетчиков 26 — 29. Выходы счетчиков 26 — 29 соединены- с аДресными входами АΠ— А7 распределителя тактовых импульсов 15. Выход генератора тактовых импульсов 14 соединен со счетным входом счетчика-делителя 30, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами А8, А9 распределителя тактовых импульсов 15. Выходы D0-04 распределителя 15 соединены со вторыми входами широтно-импульсных модуляторов 9 — 13, Распределитель тактовых импульсов 15 представляет собой программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) с десятью адресными входами АΠ— А9 и пятью выходами DO — D4, запрограммированное s соответствии с табл. 1 (в столбце 1 указаны номера возможных режимов, характеризующихся количеством отказавших модулей и порядком их отказа (столбце 6), в столбце 2 — номер состояния, характеризующийся кодом адреса распределителя (столбцы 3, 4) и кодом выхода распределителя (столбец 5). Порядок работы модулей при различных режимах указан в столбце 7.
Код адреса распределителя состоит из двух частей — кода текущего состояния модулей, определяющего номера отказавших модулей и последовательность их отказа (столбец 3) и код позиции модуля.
Порядок смены состояний для счетчиков 26 ... 29 приведен в табл. 2, в табл. 3 приведен порядок смены состояний счетчика-делителя 30, выполненного, например, на IKRS-триггерах (фиг. 2), Работа устройства рассмотрена в трех режимах: запуска и работы с исправными преобразовательными модулями; отказа одного основного модуля; последовательного отказа двух основных модулей; отказа резервного модуля, ранее включенного в работу.
В исходном состоянии модули 1 — 5 исправны, напряжение на выходе датчиков отказа 17-20, а значит на входах формирователей коротких импульсов 21-24 и на первых входах элементов И 31 — 34 равны логическому нулю {лог, "О"). При напряжении лог. "О" на входах формирователей коротких импульсов 21-26 напряжение на их выходах, т.е. и на входах элемента ИЛИ
25, равны лог, "0". Следовательно, уровни
35 напряжения на выходе элемента ИЛИ 25, а значит и на вторых входах элементов И 31—
34 равны лог, "О". Выходное напряжение элементов И 31 — 34 равно лог, О, Генератор тактовых импульсов 14 выключен. Счетчики
26 — 29 и счетчик-делитель 30 через установочные входы установлены в нулевое состояние, т,е, на их выходах уровни напряжения равны лог. О. Следовательно, уровни напряжения на адресных входах АΠ— А9 распределителя тактовых импульсов 15 равны лог, О, Указанной комбинации сигналов на адресных входах AO — А9, т.е. коду адреса, соответствует комбинация сигналов на выходе (код выхода) с нулевыми уровнями напряжения на выходах DO-D4 (см. табл.1, срока 1).
Запуск устройства осуществляется включением генератора тактовых импульсов 14, Первый тактовый импульс изменяет нулевое состояние выходов Q1 и Q2 счетчика-делителя 30 на единичное, при этом изменяется код адреса и код выхода (код адреса и код выхода указаны в табл. 1, строка 2), Таким образом, на выходе DO распределителя 15 появляется импульс напряжения с уровнем логической единицы (лог, 1), который поступает на второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора 9 основного модуля 1, Второй тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-де1ителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на выходе Q1 счетчика-делителя 30 (адресном входе А8 распределителя 15) появляется напряжение лог, О, а на втором выходе Q2 (адресном входе А9 распределителя 15) — напряжение лог, 1. Изменение кода адреса распределителя 15 вызывает изменение кода на его выходе, при этом сигнал единичного уровня появляется на выходе 01 распределителя 15 (см, табл, 1, строка 3). На второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора
10 основного модуля 2 поступает импульс напряжения. Модуль 2 вступает в работу.
Третий тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-делителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на первом
Q1 и втором Q2 выходе счетчика-делителя
30 (адресных входах AO и А9) появляется напряжение, соответственно, лог, 1 и лог. О, Код адреса распределителя 15 изменяется, при этом изменяется код на его выходе (табл. 1, строка 4); На выходе 02 появляется импульс напряжения лог, 1, который поступает на второй управляющий вход широтноимпульсного модулятора 11. Модуль 3 вступает в работу, Следующий, четвертый тактовый импульс, поступая на вход счетчика-делителя 30, переводит его в состояние, когда на его выходах 01 и Q2 появляется
1791943 напряжение с уровнем лог, 1, т.е, в состояние, соответствующее коду адреса при первом импульсе генератора 14 (табл. 1, строка
2). Импульс напряжения появляется на выходе DO распределителя 15, который поступает на второй вход широтно-импульсного модулятора 9 модуля 1. Далее цикл работы при исправных модулях повторяется. Таким образом, тактовые импульсы, поступающие на широтно-импульсные модуляторы 9 — 11 основных модулей 1 — 3, сдвинуты друг по отношению к другу на время Т, где Т вЂ” период следования тактовых импульсов.
Отказ преобразовательного модуля, например модуля 1, вызывает изменение уровня выходного напряжения датчика отказа 17 с лог. "0" на лог. "1", которое не меняется в гечение времени работы с неисправным модулем. При этомформирователь коротких импульсов 21 формирует короткий импульс положительной полярности, поступающий на вторые входы всех элементов И
31 — 34 через элемент ИЛИ 25. Короткий импульс напряжения появляется только на выходе элемента И 31, так как только на его первом входе присутствует напряжение лог.
"1" датчика 17, Поступление импульса на вход счетчика 26 изменяет состояние его выходов, при этом на выходе Q1 (т,е, на адресном входе АО распределителя 15) появляется напряжение лог. "1", а на выходе
Q2 (т.е, на адресном входе А1) — лог. "0"., Изменение кода адреса вызывает изменение кода вь;хода (см. табл. 1, строки 5-7), при этом вместо выхода 00 импульс напряжения будет периодически появляться на выходе D3, (табл. 1, строка 5). Таким образом,.при отказе модуля 1 тактовые импульсы поступают на вторые управляющие входы модулятора 12, при этом в позиции 1 работает с тем же фазовым сдвигом, что и модуль 1, резервный модуль 4.
Аналогично работает устройство при отказе модуля 2 (табл. 1, строки 8 — 10) или модуля 3 (табл. 1, строки 11 — 13). При отказе модуля 2 (или 3) во второй (третьей) позиции работает модуль 4.
Если при работе с отказавшим модулем, например модулем 1, и введенным вместо отказавшего модуля 4, отказал еще один модуль, например, модуль 2. датчик отказа
18 переходит в единичное состояние. Формирователь коротких импульсов 22 формирует короткий импульс, который поступает на вторые входы всех элементов И 31 — 34.
В этом случае изменяют свое состояние только счетчики 26 и 27, т.к. только на. первых входах элементов И 31 и 32 присут- ствует напряжение лог. "1". На выходе Q1 счетчика 26 появляется лог. й, на выходе Q2
35 ным импульснь.м преобразователем, сосТо45 импульсные модуляторы по общему числу основных и резервных преобразовательных
55
15 этого счетчика — лог. "1", на выходе Q1 счетчика 27 — лог. "1 . на выходе Q2 — лог. "0" (табл. 1, строка 14 — 16). Следовательно, в позиции 1 счетчика-делителя 30 (строка 14) вместо широтно-импульсного модулятора 9 импульс поступает на модулятор 12, а в позиции 2 счетчика-делителя 30 (строка 15} импульс поступит на модулятор 13 вместо модулятора 10. Таким образом, порядок работы преобразовательных модулей будет следующий; модуль 4, модуль 5, модуль 3, Если первым отказал, например, модуль 2» а потом модуль 1, то порядок включения модулей будет следующим; в первой позиции модуль 5, во второй — модуль 4, в третьей — модуль 3, так код адреса текущего состояния модулей определяет не только количество отказавших модулей, но и последовательность (порядок) их отказа (табл. 1, строки 17 — 19), При работе преобразователя допустим отказ и резервного модуля, ранее включенного в работу вместо отказавшего основного модуля, Например, если вместо отказавшего модуля 1 будет включен модуль
4, который затем также откажет, последовательность включения модулей следующая: модуль 5, модуль ", модуль 3 (см, табл. 1, строки 31 33).
Данная схема может быть распространена в общем случае на и основных и гл резервных модулей.
Фо р мул а изобретения
Устройство для управлени;, .ногофазящим из трех основных и двух реза: нных преобразовательных модулей, содержащее измерительный элемент, входом подключенный к общему выходу преобраз аательных модулей, сравнивающий блок, один из входов которо",о подключен к выходу измарительного элемента, источник опорного напряжения, выходом подключенный к второму входу сравнивающего блока, широтномодулей, основные управляющие входы которых соединены с выходом сравнивающего блока, распределитель тактовых импульсов, генератор тактовых импульсов, блок включения резерва и четыре датчика отказов, входы которых подсоединены к первым четырем по порядку преобразовательным модулям, а их выходы — к входам блока включения резерва,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения безотказности устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства, распределитель тактовых импульсов выполнен в виде!
791943 торых соединены с выходом элемента ИЛИ, а выходы — со счетными входами каждого из двоичных счетчиков, выходы двоичных счетчиков соединены с адресными входами рас5 пределителя тактовых импульсов, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика-делителя, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами распределителя
1О тактовых импульсов, а выходы распределителя тактовых импульсов соединены с вторыми входами широтно-импульсных модуляторов.
Режим. Состояние
Код
Порядок Порядок раотказа боты модулей модулей выхода ((N A3
О О О
О о
О О О
О 0
О 1
О О
0 1
0 О 0 О
0 О 0 О
0 О О 0
0 О О О
О О О
О 0 0
О О О
О О О
О
0 О
1 0
О
0 Первый 4 2 3 о
0 1 1 О О
0 0 1 О 1
0 1 О О О
О 1 1 1 О
0 О 1 О О
О 1 О О О
О О О 0
0 О О О
О О 0 0
6
8
1О
1 .О 0
1 О О о
О О 1
О О
О О 1
О О
О 1
1 0
О Второй 1 4 3
О 0 О О
О а а О
0 О О О
О 1 1 1 О
0 0 1 О I
О 1 О О О
О
О Третий 2 4
О о о
О О
О 1
О О О
О О О
О О 0
11
12
13
14
I5
0
Первый 4 5 3
О Второй
О 1
О О
1 О
1 О 0
1 0 О
О О О
1 О О
1 0 О
О 0
О 0
1 О 1
О О О
О I
0 0
О 1
0 1 1
О I 1
О 1 1
О О
О 1
1 О
1 Второй
О Первый 5 4 3
О 1
О О
0 1
17
18
19
21
1 О О
1 О О
1 О О
О
0 Первыи 4 2 5
1 Третий
О 1
О 0
0 l
0 1
О 0
О О
О 1 О
О 1 0
О 1 О
23
24
26
27
О О
0 О
0 1
1 О 0
1 0 1
О О О
О 1
0 0
О 1
0 Третий 5 4 2
О Первый
О О
0 О
1 О 0
1 1 О
О О
О О О
О О
О 1
О О
О
0 Второй 1 4 5
1 Третий
0 1
0 О
0 1
О О О
О О U
0 О О I0
О
1 Третий I 5 4
О Второй
l 1 О
1 0 О
О 0
0 О
О О
О l
0 1
О 0
О 1
29
31
32
33
34
36
37
38
39
О О 1
О О
О О 1
1 О 0
1 О
0 а О
О 0
О О
1 Первый
0 Четвер-.,5 2 3
О тый
О О
0 1
0 1 О
О 1 О
О 1 0 I 1 О
0 О
О 0 0
О Второй
1 Четвер- 1 5 3
О О
О О
1 О
О 1
О О
О 0 О
0 О 0
О О 0
1 1 О О О
1 О О О
0 0 О О О
О Третий
О Четвер- 1 2 5
l тый
0 1
О 0
0 l
О О О
О 0 О
О 0 0
14 постоянного запоминающего устройства с десятью адресными входами и пятью выходами, запрограммированного. в соответствии с таблицей описания, блок включения резерва выполнен в виде четырех формирователей коротких импульсов, элемента ИЛИ с четырьмя входами, четырех элементов И с двумя входами, четырех двоичных счетчи. ков с модулем счета два, счетчика-делителя с модулем счета три, при этом выходы каждого из датчиков отказов соединены через формирователи коротких импульсов с входами элемента ИЛИ и с первыми входами
Каждого из элементов И, вторые входы коКод адреса распределителя
i!0 J А! ) A2 (И!1,!4 (!!! (!!6 (А!1 Iij! j АЭ1 ЛО) !ii
О 1 0 О
О 1 О О
О 1 О О
0 О 0 О
0 О О О
О О 0 О I О 0 0
1 О О О
1 О 0 0
0 1 О О
О 1 0 О
0 1 О О
О 0 1 0
0 О 1 0
1 1 О 0
1 1 0 0
1 1 0 0
0 О 1 0
О 0 1 0
О О 1 О
0 О О 1
О 0 О
0 О О
1 0 О
1 0 О 1
o n
О 0 1 1
0 0 l 1
0 0 1 1
0 О О
О 0 . О Отказов
О О О нет 1 2 3
1 О 0
1791943
Таблица 2
Таблица 3
1791943 файф,Я
Составитель Ю.Любченко
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Патрушева
Редактор Н,Пигина
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 158 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5