SU1737673A1 - Clock generator for controlling frequency converter - Google Patents
Clock generator for controlling frequency converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1737673A1 SU1737673A1 SU884470010A SU4470010A SU1737673A1 SU 1737673 A1 SU1737673 A1 SU 1737673A1 SU 884470010 A SU884470010 A SU 884470010A SU 4470010 A SU4470010 A SU 4470010A SU 1737673 A1 SU1737673 A1 SU 1737673A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- control
- input
- integrator
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
Сигнал на выходе такого фильтра устанавливаетс через дес тки, а то и сотни периодов входного сигнала. Поэтому быстродействие систем регулировани по среднему значени определ етс в основном потер ми времени на интегрирование во входном фильтре.The signal at the output of such a filter is established in tens, or even hundreds of periods of the input signal. Therefore, the speed of the control systems by the mean value is mainly determined by the integration time loss in the input filter.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство , в котором происходит врем -импульсное измерение аналогового входного сигнала с помощью интегратора, снабженного цепью сброса, управл емого микропроцессором. Выходной сигнал микропроцессора в цифровой форме можно использовать дл целей управлени . Дл того, чтобы вести регулирование по среднему значению входного сигнала переменной формы, в известном устройстве применен входной блок, содержащий измерительный преобразователь напр жени переменного тока в напр жение посто нного тока.The closest in technical essence to the present invention is a device in which time-pulse measurement of an analog input signal takes place with the help of an integrator equipped with a reset circuit controlled by a microprocessor. The output of the microprocessor in digital form can be used for control purposes. In order to control the average value of the input signal of a variable form, an input unit containing a measuring transducer of alternating current to direct current voltage is applied in the known device.
Преобразователи типа выпр митель- фильтр обладают низким быстродействием, что делает их непригодными дл использовани в системах управлени по среднему значению периодического входного сигнала дл р да технологических процессов, в которых используютс тиристорные преобразователи частоты.В частности,такими вл ютс техпроцессы с использованием индукционного нагрева (изотермическа штамповка, варка оптического стекла, полупроводникова эпитакси , выращивание монокристаллов). Удобным параметром дл управлени техпроцессом с использованием индукционного нагрева вл етс среднее значение напр жени на нагрузке тиристорного преобразовател .Rectifier-filter converters have low speed, which makes them unsuitable for use in control systems based on the average value of a periodic input signal for a number of technological processes that use thyristor frequency converters. In particular, such are the processes using induction heating ( isothermal stamping, optical glass melting, semiconductor epitaxi, single crystal growth). A convenient parameter for controlling the process using induction heating is the average value of the voltage across the load of the thyristor converter.
Использование в системах управлени по среднему значению измерителей типа выпр митель-фильтр делает их неэффективными по причине низкого быстродействи .The use in control systems of the mean value of rectifier-filter type meters makes them ineffective due to low speed.
Цель изобретени - повышение быстродействи управлени .The purpose of the invention is to increase the speed of control.
Цель достигаетс тем, что формирователь тактовых импульсов дл управлени преобразователем частоты, содержащий управл емый генератор тактовых импульсов , первый управл ющий вход которого использован дл подключени напр жени управлени , коммутатор, датчик выходного напр жени преобразовател и первый интегратор с входом сброса, снабжен вторым интегратором с входом сброса, двум ключами , двум дифференцирующими цеп ми иТ-триггером, причем выход датчика выходного напр жени через первый и второй ключи подключен соответственно к входам первого и второго интеграторов, выходы которых подключены к первому и второму входам коммутатора, выход которого соединен с вторым управл ющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого использован в качестве выхода формировател и подключен к входу Т-триггера, пр мой и инверсный выходы которого подключены к управл ющим входам коммутатора и через соответствующую дифференцирующуюThe goal is achieved by the fact that a clock pulse generator for controlling a frequency converter, comprising a controlled clock generator, the first control input of which is used to connect the control voltage, a switch, a converter output voltage sensor and a first integrator with a reset input, is provided with a second integrator a reset input, two keys, two differentiating circuits with an IT trigger, and the output voltage of the output voltage sensor through the first and second keys is connected respectively to moves of the first and second integrators, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the switch, the output of which is connected to the second control input of the clock generator, the output of which is used as the driver output and connected to the input of the T-flip-flop, the direct and inverse outputs of which are connected to the control inputs of the switch and through the corresponding differentiating
цепь - к входу сброса соответствующего интегратора. Кроме того, датчик выходного напр жени преобразовател выполнен в виде выпр мител .circuit - to the reset input of the corresponding integrator. In addition, the converter output voltage sensor is in the form of a rectifier.
На фиг. 1 показана функциональна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы аналоговой части устройства. На фиг. 1 изображены входной блок (выпр митель ) 1, ключи 2 и 3, интеграторы 4 и 5FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 - timing diagram of the analog part of the device. FIG. 1 shows the input unit (rectifier) 1, keys 2 and 3, integrators 4 and 5
с входами сброса; дифференцирующие цепи 6 и 7; триггер 8, мультиплексор 9, управл емый генератор 10 тактовых импульсов, преобразователь 11 частоты.with reset inputs; differentiating circuits 6 and 7; trigger 8, multiplexer 9, controlled 10 clock pulse generator, frequency converter 11.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Входное напр жение 1)н, пропорциональное напр жению на нагрузке преобразовател , прикладываетс к входному выпр мителю 1 и через ключи 2 и 3, работающие противофазно под управлением триггера 8, подаетс на входы интеграторов 4 и 5.The input voltage 1) n, proportional to the voltage on the load of the converter, is applied to the input rectifier 1 and through the keys 2 and 3, working in antiphase under the control of the trigger 8, is fed to the inputs of the integrators 4 and 5.
Пусть на выходе триггера 8 присутствует напр жение высокого уровн (интервалLet the output of the trigger 8 is a high level voltage (interval
на фиг. 2, диаграмма Us), следовательно , ключ 2 включен, а ключ 3 - выключен. Напр жение с выхода выпр мител 1 - Ui приложено к входу интегратора 4. Накопительный конденсатор интегратора 4 перед in fig. 2, Us diagram, therefore, key 2 is on, and key 3 is off. The voltage from the output of the rectifier 1 - Ui is applied to the input of the integrator 4. The storage capacitor of the integrator 4 in front of
этим разр жен - когда на врем переднего фронта сигнала Q замыкаетс ключ интегратора 4. Врем замыкани ключа интегратора 4 - не более времени переключени триггера 8, обеспечиваетс дифференцирующейthis is discharged - when the key of integrator 4 is closed at the time of the leading edge of the signal Q, the time of closure of the key of integrator 4 is no more than the switching time of trigger 8;
цепочкой 6.chain 6.
Конденсатор интегратора 4 в интервале tcrti зар жаетс от приложенного напр жени Ui. Выходное напр жение интегратора на участке к концу интервала равноThe capacitor of the integrator 4 in the interval tcrti is charged from the applied voltage Ui. The output voltage of the integrator at the site to the end of the interval is equal to
5050
U4 jЈUidt. (1)U4 jЈUidt. (one)
В момент ti триггер 8 переключаетс импульсом генератора 10. При этом на выходе Q триггера 8 напр жение становитс низким, а на выходе Q - высоким. В момент ц на врем переключени триггера 8 замыкаетс ключ интегратора 5, подготавлива последний к работе (сбрасываетс ранее накопленный зар д на конденсаторе интегратора 5). Ключ 3 в интервале ti-t2 замкнут иAt the time ti, the trigger 8 is switched by the pulse of the generator 10. At the same time, at the output Q of the trigger 8, the voltage becomes low, and at the output Q - high. At the time q, the switching time of the trigger 8 closes the key of the integrator 5, preparing the latter for operation (the previously accumulated charge on the capacitor of the integrator 5 is reset). Key 3 in the interval ti-t2 is closed and
выходное напр жение выпр мител Ui прикладываетс к входу интегратора 5, который на интервале ti-t2 работает аналогично интегратору 4. На выходе интегратора 4 в интервале сохран етс накопленное за интервал напр жение, равное (1). За интервал напр жение на выходе интегратора 5 становитс равнымthe output voltage of the rectifier Ui is applied to the input of the integrator 5, which in the interval ti-t2 works similarly to the integrator 4. At the output of the integrator 4, the voltage stored in the interval is equal to (1). For the interval, the voltage at the output of the integrator 5 becomes equal to
.(2). (2)
В момент t2 триггер 8 вновь переключаетс импульсом генератора 11. При этом происходит сброс напр жени на интеграторе 4, а интегратор 5 сохран ет накопленное значение в течение интервала t2-t3.At time t2, the trigger 8 is again switched by the pulse of the generator 11. In this case, the voltage on the integrator 4 is reset, and the integrator 5 retains the accumulated value during the interval t2-t3.
Мультиплексор 9 управл етс выходным напр жением триггера 8 таким образом , что к входу генератора 10 подключено выходное напр жение того интегратора 4 или 5, который на данном интервале хранит накопленное напр жение. Таким образом, можно записать, что напр жение, приложенное к входу генератора 10 в любом интервале времени,The multiplexer 9 is controlled by the output voltage of the trigger 8 in such a way that the output voltage of that integrator 4 or 5, which stores the accumulated voltage at this interval, is connected to the input of the generator 10. Thus, we can write that the voltage applied to the input of the generator 10 in any time interval,
U9 JJ Uidt- ,(3)U9 JJ Uidt-, (3)
где i - текущий интервал времени, равный периоду выходных импульсов генератора 10, т.е. периоду Т управлени преобразователем .where i is the current time interval equal to the period of the output pulses of the generator 10, i.e. converter control period T.
При увеличении частоты управлени преобразователем 11 увеличиваетс амплитуда напр жени на нагрузке UH. Поэтому возрастает величина напр жени Ug, что показано на фиг. 1, начина с интервала .As the control frequency of converter 11 increases, the voltage amplitude across the load UH increases. Therefore, the voltage Ug increases, as shown in FIG. 1, starting with the interval.
Частота выходных импульсов генератора 10 зависит от величины сигнала задани Узад и величины сигнала измерител среднего значени Ug (3). Генератор 10 поддерживает частоту импульсов управлени преобразователем 11 такой, что Ug и3ад. При нарушении этого равенства по причине изменени изад или напр жени на нагрузке вследствие изменени ее параметров, генератор 10 корректирует частоту импульсов управлени преобразователем 11 до момента наступлени равенства Ug изад.The frequency of the output pulses of the oscillator 10 depends on the magnitude of the reference signal Uzad and the magnitude of the signal of the meter Ug (3). The generator 10 maintains the frequency of the control pulses of the converter 11 such that Ug and 3ad. If this equality is violated due to a change in voltage or voltage on the load due to a change in its parameters, generator 10 corrects the frequency of the control pulses of the converter 11 until the equal Ug and voltage occurs.
По определению средним значением периодического сигнала называетс интеграл сигнала за период, деленный на величину периода Т. СледовательноBy definition, the average value of a periodic signal is the signal integral over a period divided by the period T value. Therefore
..
Если дл целей регулировани необходима величина именно среднего значени , то в генераторе 10 необходимо выполн ть деление входной величины Ug (3) на период выходных импульсов Т генератора 10. Это можно осуществить, если генератор 10 выполнить на основе цифрового таймера, сигнал Ug (3) преобразовать в цифровую форму с помощью АЦП, а деление на величину периода и программирование таймера выполнить с помощью микропроцессора. В этомIf, for control purposes, it is the average value that is needed, then in generator 10 it is necessary to divide the input value Ug (3) by the period of output pulses T of generator 10. This can be done if generator 10 is performed on the basis of a digital timer, signal Ug (3) convert to digital form using the ADC, and divide by the value of the period and timer programming using a microprocessor. In that
случае АЦП, таймер и микропроцессор вход т в состав генератора 10.In the case of ADC, a timer and a microprocessor are part of the generator 10.
В большинстве случаев дл целей регулировани достаточно лишь величины интеграла контролируемого сигнала заIn most cases, for the purpose of regulation, it is sufficient only the magnitude of the integral of the monitored signal
0 период. В этом случае генератор 10 можно выполнить аналоговым.0 period. In this case, the generator 10 can be made analog.
Изобретение выполнено на макете технологической установки с использованием тиристорного преобразовател мощностьюThe invention is made on the layout of the process unit using a thyristor converter power
5 100 кВт, частотой 10 кГц, работающего на резонансную нагрузку. В качестве параметра регулировани используетс напр жение на нагрузочном контуре. Система строитс на основе однокристальной мик0 роЭВМ К 1816 BE 48. В качестве таймера использована микросхема К 580 ВИ 53, в качестве АЦП - К 111ЭПВ1А, мультиплексора -К590 КН2.5 100 kW, frequency 10 kHz, operating at a resonant load. Voltage on the load circuit is used as the control parameter. The system is based on a single-chip microcomputer K 1816 BE 48. The K 580 VI 53 chip is used as a timer, K 111EPV1A as the ADC, and K590 KN2 multiplexer.
По сравнению с системой управлени ,Compared to the control system,
5 имеющей в качестве измерител среднего значени интегрирующий фильтр с выпр мителем , предлагаемое устройство показывает значительно меньшие величины перерегулировани и врем установлени 5 having an integrating filter with a rectifier as a mean value meter, the proposed device shows significantly smaller overshoot values and a settling time.
0 напр жени на нагрузке. Полностью отсутствует колебательный процесс установлени регулируемого параметра, наблюдающийс в системе с измерителем выпр митель-фильтр при больших измене5 ни х заданной величины параметра регулировани .0 voltage on the load. There is no oscillatory process of setting the controlled parameter, which is observed in the system with the rectifier-filter meter with large changes in the given value of the control parameter.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884470010A SU1737673A1 (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Clock generator for controlling frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884470010A SU1737673A1 (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Clock generator for controlling frequency converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1737673A1 true SU1737673A1 (en) | 1992-05-30 |
Family
ID=21393808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884470010A SU1737673A1 (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Clock generator for controlling frequency converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1737673A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532252C2 (en) * | 2012-11-21 | 2014-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Direct frequency converter with natural commutation control method |
-
1988
- 1988-08-01 SU SU884470010A patent/SU1737673A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532252C2 (en) * | 2012-11-21 | 2014-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Direct frequency converter with natural commutation control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1737673A1 (en) | Clock generator for controlling frequency converter | |
US4541288A (en) | Operating circuit for magnetoelastic force/pressure sensors | |
US4656402A (en) | Electric motor control apparatus | |
US4007363A (en) | Electric control device using frequency-analog control | |
RU2001486C1 (en) | Method of compensation of interchange power and gear to implement it | |
SU472474A1 (en) | Frequency manipulator | |
SU1624599A1 (en) | Reactive power regulator | |
RU1791941C (en) | Method of control over series resonance voltage inverter with diodes of counter current | |
SU1647892A1 (en) | Automatic frequency control device | |
SU1464283A1 (en) | Shaper of frequency-modulated signals | |
SU1617605A1 (en) | D.c. electric motor | |
SU1201985A1 (en) | Controlled voltage converter with changing frequency of output voltage | |
SU777796A1 (en) | Power-diode converter control device | |
SU375585A1 (en) | TRANSFORMATION METHOD ^? C1-PARAMETERS IN FREQUENCY | |
SU1520638A1 (en) | Device for controlling frequency converter | |
SU618827A1 (en) | Controllable step-down converter | |
SU1092690A1 (en) | Automatic control of generated voltage frequency | |
SU1458926A1 (en) | Arrangement for controlling a higher-harmonic filter in power supply system | |
SU1200195A1 (en) | Phase meter shaper | |
SU993279A1 (en) | Device for differentiating slowly-varying signals | |
SU1737740A1 (en) | Device for receiving probing signal | |
SU928658A2 (en) | Controllable frequency divider | |
SU1601736A1 (en) | Digital generator of oscillating frequency | |
SU1442927A1 (en) | Digital periodometer | |
SU1061235A1 (en) | Frequency synthesizer |