SU1226585A1 - Multichannel device for pulse controlling of power of loads connected with power network through rectifiers - Google Patents

Abstract

Многоканальное устройство дл  импульсного регулировани  мощности в п подключенных через вентили к сети нагрузках относитс  к области регулировани  электрических величин и предназначено дл  дискретного регулировани  многоканальных электротермических установок. Устройство содержит синхронизатор I, счетчик и п схем управлени  вентил ми (СУВ) 3. Равномерна  загрузка сети обеспечиваетс  введением сумматора 4, делител  5 на п, счетчика (С) 6, кольцевого распределител  (Р) 7, схемы совпадени  (СП) 8 с генератором импульсов (ГИ) 9 и схемы ИЛИ 10. Р 7 поочередно опрашивает схемы управлени  и фиксирует формирование управл ющих импульсов в них путем уменьшени  содержимого С 6. Когда С 6 обнулитс , т. е. число разрешенных дл  управлени  в данном такте импульсов будет исчерпано, на его выходе единичного состо ни  по вл етс  ноль, запирающий СП 8 и отключающий ГИ 9 от входа Р 7, который останавливаетс . В каждом такте к сети подключаетс  точно требуемое число нагрузок. 1 3. п. ф-лы, 4 ил. с S (Л ьо to 05 ел 00 елA multichannel device for pulsed power control in p connected to the network loads is in the field of control of electrical quantities and is intended for discrete control of multichannel electrothermal installations. The device contains a synchronizer I, a counter and n valve control circuits (CWS) 3. Uniform network load is provided by introducing adder 4, divider 5 by n, counter (C) 6, ring distributor (P) 7, coincidence circuit (SP) 8 s pulse generator (GI) 9 and the OR 10 circuit. P 7 alternately polls the control circuits and records the formation of control pulses in them by decreasing the contents of C 6. When C 6 is zeroed, i.e. the number of pulses allowed for control in a given clock cycle will be exhausted , at its output a single state a zero appears, locking SP 8 and disconnecting GI 9 from input P 7, which stops. In each cycle, exactly the required number of loads is connected to the network. 1 3. p. F-ly, 4 ill. with s (lh to 05 ate 00 ate

Description

Изобретение относитс  к регулированию электрических величин и предназначено дл  дискретного регулировани  многоканальных электротермических установок, подключенных к промышленной сети.The invention relates to the regulation of electrical quantities and is intended for the discrete control of multichannel electrothermal installations connected to an industrial network.

Цель изобретени  - равномерна  загрузка сети.The purpose of the invention is to uniformly load the network.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема многоканального устройства дл  импульсного регулировани  мощности; на фиг. 2 - функциональна  схема управлени  вентил ми; на фиг. 3 - функциональна  схема формировател  импульсов; на фиг. 4- функциональна  схема генератора пачки импульсов.FIG. 1 shows a functional diagram of a multi-channel device for pulse power control; in fig. 2 - functional control circuit of the valves; in fig. 3 is a functional diagram of the pulse former; in fig. 4- functional diagram of the pulse train generator.

Многоканальное устройство дл  импульсного регулировани  мощности (фиг. 1) содержит синхронизатор 1, соединенный входом с шиной сети 2, выходом с тактовыми входами и входами синхронизации схем 3.1, 3.2, ..., З.п управлени  вентил ми, тактовыми входами соединенных последовательно сумматора 4, делител  5 и счетчика б, кольцевой распределитель 7, выходы которого соединены с входами выборки канала схем 3.1, ..., З.п управлени , вход через схему 8 совпадени  соединен с генератором 9 импульсов и выходом единичного состо ни  счетчика 6, причем вычитающий вход этого счетчика через схему ИЛИ 10 соединен с выходами фиксации выбранного канала всех схем 3.1, ..., З.п управлени , управл ющие выходы которых соединены с входами вентилей 11.1, 11.2, ..., 11.П, включенных последовательно с нагрузками 12.1, 12.2, ..., 12.п, подключенными к сети 2. К входам сумматора 4 подключены шины 13.1, 13.2, ..., 13.п кодов управлени .The multichannel device for pulse power control (Fig. 1) contains a synchronizer 1 connected by an input to the network bus 2, an output with clock inputs and clock inputs of control circuits 3.1, 3.2, ..., H. p control of valves, clock inputs of a series-connected adder 4, the divider 5 and the counter b, an annular distributor 7, whose outputs are connected to the channel sampling inputs of the circuits 3.1, ..., Z.p control, the input through the coincidence circuit 8 is connected to the pulse generator 9 and the single state output of the counter 6, and subtractive input This counter is connected through the OR 10 circuit to the latching outputs of the selected channel of all 3.1, ..., Z.p control circuits, the control outputs of which are connected to the inputs of the gates 11.1, 11.2, ..., 11.P connected in series with the loads 12.1, 12.2, ..., 12.p, connected to the network 2. Bus 13.1, 13.2, ..., 13.p of control codes are connected to the inputs of the adder 4.

Схема управлени  вентил ми (фиг. 2) содержит формирователь 14 импульсов, на вход управлени  которого подключены шины 13 кода управлени  i-ro канала, а выход соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 15, выход которого через с)ему 6 совпадени  подключен к S-входу RS-триггера 17, вычитающий вход - к выходу схемы 16 совпадени , и ключ 18, вход которого соединен с пр мым выходом триггера 17, второй вход схемы совпадени   вл етс  входом выбора канала, а FJ-вход триггера - синхронизирующим входом схемы управлени .The control circuit of the valves (Fig. 2) contains a pulse shaper 14, to the control input of which the buses 13 of the i-ro control code are connected, and the output is connected to the summing input of the reversing counter 15, the output of which through c) coincides 6 to S- an input to the RS flip-flop 17, a subtracting input to the output of the matching circuit 16, and a key 18, the input of which is connected to the direct output of the trigger 17, the second input of the matching circuit is the channel selection input, and the FJ trigger input is the synchronizing input of the control circuit.

Формирователь 14 импульсов может быть выполнен, например, по схеме (фиг. 3). Он содержит генератор 19 пачки импульсов (ГПИ) и последовательно соединенный с ним вычитающий счетчик 20, выход нулевого состо ни  которого  вл етс  выходок формировател  и одновременно тактовым входом этого же счетчика. На параллельные входы этого счетчика подключены щины 21 кода длительности интервала регулировани . На счетный вход ГПИ 19 подключаетс  генератор импульсов, а на тактовый - тактовый импульс с выхода синхронизатора. ГПИ 19The pulse shaper 14 can be performed, for example, according to the scheme (Fig. 3). It contains a 19 pulse train generator (GUI) and a subtracting counter 20 connected in series with it, the zero state output of which is the trick of the former and simultaneously the clock input of the same counter. The parallel inputs of this counter are connected to the code 21 for the duration of the adjustment interval. A pulse generator is connected to the counting input of the GUI 19, and a clock pulse from the synchronizer output is connected to the clock input. GUI 19

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

выполнен по схеме (фиг. 4) и содержит вычитающий счетчик 22 и схему 23 совпадени . Сумматор 4 и делитель 5 выполнены в виде классических вычислительных устройств .is made according to the scheme (Fig. 4) and contains a subtracting counter 22 and a matching circuit 23. The adder 4 and the divider 5 are made in the form of classical computing devices.

Формирователь 14 импульсов (фиг. 3) работает следующим образом.The pulse shaper 14 (Fig. 3) operates as follows.

В функции формировател  входит: из N входных тактовых импульсов, поступающих на его тактовый вход с выхода синхронизатора , пропустить на выход Ху импульсов где N - число импульсов в интервале регулировани , равное числу кода 21, Х,, - число импульсов управлени , равное коду числа 13.1, где i - номер канала. Отношение X,,/N показывает, какую часть мощности необходимо пропустить к нагрузке 12. Например , при Х, 10, N 20 на нагрузке выдел етс  половина полной мощности. Достигаетс  это тем, что из каждых двадцати периодов (или полупериодов) сетевого напр жени  к нагрузке проходит только дес ть за счет того, что сигнал управлени  на вентили поступает только дес ть раз в течение двадцати периодов (полупериодов) сетевого напр жени .The function of the driver includes: from N input clock pulses arriving at its clock input from the synchronizer output, skip to the output Hu of pulses where N is the number of pulses in the control interval equal to the number of code 21, X ,, is the number of control pulses equal to the number of pulses 13.1, where i is the channel number. The ratio X ,, / N shows how much power should be skipped to the load 12. For example, at X, 10, N 20 half the total power is released on the load. This is achieved by the fact that out of every twenty periods (or half periods) of the mains voltage, only ten passes to the load due to the fact that the control signal to the valves is received only ten times during the twenty periods (half cycles) of the mains voltage.

Кроме того, формирователь 14 импульсов выполн ет роль равномерного распределени  импульсов Ху в течение интервала N дл  создани  минимальных колебаний мощности на выходе. Например, дл  рассмотренного примера не все дес ть импульсов поступают подр д на управление тиристором и тем самым дес ть периодов (полупериодов) подр д нагрузка оказываетс  подключенной к сети, а дес ть периодов (полупериодов) подр д - отключенной, т. е. нагрузка подключаетс  через один период (полупериод).In addition, the pulse shaper 14 plays the role of uniformly distributing the Hu pulses over the interval N to create minimal power fluctuations at the output. For example, for the considered example, not all ten pulses are applied to control the thyristor and thus ten periods (half-periods) the load is connected to the network, and ten periods (half-periods) are disconnected, i.e. load connects after one period (half period).

Схема функционирует следующим образом .The scheme operates as follows.

В исходном состо нии на выходе нулевого состо ни  счетчика 20 находитс  единица, поэтому в него записываетс  число N. С приходом на тактовый вход ГПИ 19 синхроимпульса в него записываетс  число X,,, которое внешним генератором последовательно считываетс  из него, выдава  его в последовательном коде на вычитающий вход счетчика 20, осуществл   операцию N-Х,. При считывании Ху из ГПИ 19 в нем остаетс  нуль до прихода следующего синхроимпульса . Если ,, то в счетчике 20 остаетс  число N-Ху и сигнал на управление не поступает .In the initial state, the output of the zero state of the counter 20 is one, therefore, the number N is written to it. With the arrival of the clock input of the clock 19 of the clock pulse, the number X ,, is written into it, which the external generator sequentially reads from it, issuing it in a sequential code on the subtracting input of the counter 20, carried out the operation N-X ,. When Hu is read from GUI 19, it remains zero until the next clock pulse arrives. If ,, then in the counter 20 the number N-Hu remains and the control signal is not received.

С приходом следующего синхроимпульса операци  повтор етс  и если 2X,,N, то на выходе в момент обнулени  счетчика 20 по вл етс  импульс, который поступает на дальнейшее формирование дл  включени  вентил , в счетчик 20 оп ть записываетс  число N и т. д. Например, при Xj, 10, N 20 после первого синхроимпульса в счетчике 20 остаетс  число 10, после второго .- ноль и т. д.With the arrival of the next clock pulse, the operation is repeated, and if 2X, N, then at the exit at the moment of zeroing the counter 20 a pulse appears, which is fed to a further formation to turn on the valve, the number N is again written to the counter 20, for example. , at Xj, 10, N 20 after the first clock pulse in the counter 20, the number 10 remains, after the second. - zero, etc.

ГПИ 19 (фиг. 4) работает следующим образом.GUI 19 (Fig. 4) works as follows.

При поступлении на тактовый вы.ход счетчика 22 синхроимпульса в него с шин 13 записываетс  код Ху. На выходе единичного состо ни  счетчика по вл етс  единица, отпирающа  схему 23. Импульсы внешнего генератора поступают одновременно на вычитающий вход счетчика и второй вход схемы 23 совпадени . Когда из счетчика вычтет- с  Ху импульсов, в нем окажетс  ноль и на выходе его единичного состо ни  также ноль. Схема 23 запираетс . Таким образом на выход ГПИ 19 проходит ровно X,, импульсов .When a sync pulse 22 enters the clock output of the counter, a code Hu is written to it from the bus 13. At the output of the unit state of the counter, a unit appears that enables the circuit 23. The pulses of the external generator arrive simultaneously at the subtracting input of the counter and the second input of the circuit 23 of coincidence. When a pulse is deducted from the counter, Hu will have zero in it, and zero will also be output from its single state. Circuit 23 is locked. Thus the output of the GUI 19 passes exactly X ,, pulses.

Схема (фиг. 1 и 2) функционирует еле- дующим образом.The scheme (Fig. 1 and 2) operates in the following way.

Все сигналы X,,,- поступают на вход сумматора 4 по щинам 13.. С приходом тактового импульса в начале каждого полупериода сетевого напр жени  осуолествл ютс  операции суммировани  в сумматоре 4, т. е. All signals X ,,, - are fed to the input of the adder 4 to the villages of 13 .. With the arrival of the clock pulse at the beginning of each half-period of the mains voltage, the summation operations in the adder 4, i.e.

ti определени  Е X.yi, делени  этого числа в деi-lti definitions of E X.yi, dividing this number in dei-l

лителе 5 и запись результата в вычитающий счетчик б, программируютс  на величину сигнала Х,,; все формирователи 14 схем 3.1, 3.2, ..., З.п управлени  и происходит опрос состо ни  всех RS-триггеров 17 через синхпо- низирующий вход каждой схемы 3.1 ynpaB.ie- ни  и, если часть из них находитс  в состо нии единицы, то они сбрасываютс  в ноль, формиру  затем в ключе 18 из перепада напр жени  импульс дл  управлени  вентилем .The switch 5 and the recording of the result in the subtracting counter B are programmed to the magnitude of the signal X ,,; all drivers 14 circuits 3.1, 3.2, ..., Z.p control and the state of all RS-flip-flops 17 is polled through the synchronizing input of each circuit 3.1 ynpaB.ie and, if some of them are in the state of one then they are reset to zero, and then, in the switch 18, a pulse is generated from the voltage drop to control the valve.

После поступлени  тактового импульса во все схемы 13.1 управлени  формирователи 14 в каждом из них начинают рещать задачу пропускать или нет очередной полупериод напр жени  в нагрузку. В случае, когда в каждом из каналов очередной полупериод следует пропустить в нагрузку, формирователи 14 и.мпульсов каждой схемы 3 управлени  формируют импульс, который записываетс  в реверсивный счетчик 15, на выходе единичного состо ни  которого по вл етс  единица, отпирающа  по одному входу схемы 16 совпадени , разреша  тем самым выход канала по второму входу.After the clock pulse arrives in all control circuits 13.1, the drivers 14 in each of them begin to decide whether to pass the next half-period of voltage to the load. In the case when in each of the channels of the next half-period should be passed to the load, the drivers 14 and pulses of each control circuit 3 form a pulse, which is recorded in a reversible counter 15, at the output of which one a single condition appears 16 matches, thereby resolving the channel output on the second input.

Как только счетчик 6 заполнитс  резульAs soon as counter 6 is filled

татом вычислени  лц tatsu computing lc

ix,,7N,ix ,, 7N,

на его выходеon his way out

единичного состо ни  по вл етс  единица, отпирающа  схему 8 совпадени , и импульсы генератора 9-поступают на управл ющий вход распределител  7, который, переклю- ча сь, поочередно подключает схемы 16 совпадени  к S-входам RS-триггеров 17, тем самым поочередно выбира  канал управлени . Импульсы с выхода выбранной схемы 16 совпадени  поступают только при условии наличи  единицы на втором ее входе, т. е. если в данном канале нагрузка подключаетс  к сети. Эти импульсы устанавливают RS- триггер в единицу, подготавлива  его к сра A unit appears in the unit state, unlocking the coincidence circuit 8, and the generator pulses 9 arrive at the control input of the distributor 7, which, in turn, alternately connects the coincidence circuit 16 to the S inputs of the RS flip-flops 17, thereby alternating select control channel. The pulses from the output of the selected coincidence circuit 16 are received only if there is a unit at its second input, i.e., if the load on this channel is connected to the network. These pulses set the RS trigger to one, preparing it for

, ,

00

батыванию в следующем такте, вычитают единицу из реверсивного счетчика 15, фиксиру  прохождение сигнала на управление, и, проход  через схему 10 на вычитающий вход счетчика 6, вычитают из него единицу, уменьша  разрешенное в данном такте число импульсов управлени .In the next cycle, the unit is subtracted from the reversible counter 15, fixing the signal passing to the control, and passing through circuit 10 to the subtracting input of counter 6, subtract one from it, reducing the number of control pulses allowed in this cycle.

Распределитель 7 поочередно опрашивает схемы управлени  и фиксирует формирование управл ющих импульсов в них путем уменьщени  содержимого счетчика 6. Когда последний обнулитс , т. е. число разрешенных дл  управлени  в данном такте импульсов исчерпано, на его выходе единичного состо ни  по вл етс  ноль, запирающий схему 8 совпадени  и отключающий генератор 9 от входа распределител  7. Последний останавливаетс .The distributor 7 alternately polls the control circuits and fixes the formation of control pulses in them by decreasing the contents of counter 6. When the latter is reset, i.e. the number of pulses allowed for control in a given clock cycle is exhausted, a zero appears at its output of the unit state circuit 8, coincidence and disconnecting generator 9 from the input of the distributor 7. The latter stops.

В следующем такте выбор канала начнетс  с последнего, на котором остановилс  распределитель 7.In the next cycle, the channel selection will start from the last one, on which the distributor 7 has stopped.

Таким образом, в каждом такте к сети подключаетс  точно требуемое число нагрузок , обеспечива  ее равномерную загрузку. Реверсивный счетчик 15 в схеме 3.1 управлени  служит дл  запоминани  сформированных формирователем 14 импульсов, которые в силу поочередного опроса схемы не прошли в нагрузку. Кроме того, к сети подключаетс  точно определенное число нагрузок в каждом полупериоде (или периоде) сетевого напр - , что обеспечивает равномерную загрузку сети и минимум низкочастотных колебаний напр жени .Thus, in each clock cycle, exactly the required number of loads is connected to the network, ensuring its uniform load. The reversible counter 15 in the control circuit 3.1 serves to store the 14 pulses generated by the driver, which, due to the sequential interrogation of the circuit, did not pass to the load. In addition, a precisely defined number of loads is connected to the network in each half-period (or period) of the mains voltage, which ensures a uniform network load and a minimum of low-frequency voltage fluctuations.

0 0

5five

„ „

Claims (2)

1. Многоканальное устройство дл  импульсного регулировани  мощности в п подключенных через вентили к сети нагрузках, содержащее синхронизатор, вход которого соединен с сетью, счетчик, тактовый вход которого соединен с выходом синхронизатора, и л схем управлени  вентил ми, управл ющий выход каждой из которых соединен с управл ющим электродом вентил , тактовый вход и вход синхронизации соединены с выходом синхронизатора, вход управлени  соединен с шинами кода управлени , отличающеес  тем, что, с целью равномерной загрузки сети, в него введены сумматор и делитель на п, тактовые выводы которых соединены с выходом синхронизатора, входы сумматора соединены с щинами кода управлени  каждой схемы управлени  вентил ми, выходы сумматора соединены с входами делител , выходы делител  соединены с ин- фор.мационными входами счетчика, вычитающий вход счетчика через введенную схему ИЛИ соединен с выходами фиксации выбранного канала каждой схемы управлени  вентил ми , кроме того, введен кольцевой распределитель , вход которого через введенную схему совпадени  соединен с выходами единичного состо ни  счетчика и введенного генератора импульсов, а каждый из параллельных выходов подключен к входу выбора канала схемы управлени  вентил ми.1. A multichannel device for pulsed power control in loads connected to the network by means of a synchronizer, the input of which is connected to the network, the counter, the clock input of which is connected to the output of the synchronizer, and the control circuits of the valves, each controlling the output with the control electrode of the valve, the clock input and the synchronization input are connected to the synchronizer output, the control input is connected to the control code buses, characterized in that, in order to load the network evenly, The adder and divider on p, the clock outputs of which are connected to the synchronizer output, the adder inputs are connected to the control code code of each control circuit of the valves, the adder outputs are connected to the divider inputs, the divider outputs are connected to the information inputs of the counter, which subtracts the counter input through the input circuit OR is connected to the latching outputs of the selected channel of each valve control circuit; in addition, a ring distributor is introduced, the input of which is connected to the output units via the input matching circuit the counter state and the input pulse generator, and each of the parallel outputs is connected to the channel selection input of the control circuit of the valves. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что схема управлени  вентил ми содержит формирователь импульсов, тактовый вход которого  вл етс  тактовым входом схемы управлени  вентил ми, а вход управлени - входом управлени  этой схемы, RS-триггер, R-вход которого  вл етс  синхронизирующим входом схемы управлени  вентил ми, ключ, выход которого  вл етс  управл ю13 .12. The device according to claim 1, wherein the valve control circuit comprises a pulse shaper, the clock input of which is the clock input of the valve control circuit, and the control input is the control input of this circuit, the RS flip-flop, whose R-input The synchronization input of the valve control circuit, the key whose output is the control 13 .1 щим выходом схемы управлени , а вход соединен с единичным выходом RS-триггера, реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом формировател , а выход единичного состо ни  через двух- входовую схему совпадени  соединен с S-BXO- дом RS-триггера, причем второй вход схемы совпадени  служит входом выбора канала схемы управлени  вентил ми, а выход схемы совпадени  дополнительно соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и  вл етс  выходом фиксации выбранного канала схемы управлени  вентил ми.control output, and the input is connected to the single output of the RS flip-flop, a reversible counter, the summing input of which is connected to the output of the driver, and the output of the single state is connected to the S-BXO RS-flip-flop, and the second the input of the coincidence circuit serves as an input for selecting the channel of the control circuit of the valves, and the output of the coincidence circuit is additionally connected to the subtractive input of the reversible counter and is the output of fixing the selected channel of the control circuit of the valves. Фыг.1Fyg.1 Фиг.FIG. ФтМFTM Составитель Ю. АндреевCompiled by Y. Andreev Редактор Н. РогуличТехред И. ВересКорректор А. ЗимокосовEditor N. RogulichTechred I. VeresKorrektor A. Zimokosov Заказ 1936/55Тираж 631ПодписноеOrder 1936/55 Circulation 631 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытийfor inventions and discoveries 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Branch PPP "Patent, Uzhgorod, st. Project, 4