一种新型的数字触发器

D0I:10.13374/.issn1001-053x.1987.03.029 北京钢铁学院学报 J.Beijing Univ.of Iron Steel Technol. Vo1.9No.31987 一种新型的数字触发器 王顺晃 白德谆 (北京钢院自控教研室)（吉林治金工业学校) 摘 要 本文介绍一种新型晶闸管直流调速系统中应用的数字触发器的工作原理和方法， 并给出程序摆图和实脸结果。 关键词：品闸管，数字触发器，调速系统。 A Kind of New Digital Trigger Wang Shunhuang Bai Dezhun Abstract In this paper,a new typical digital trigger for DC.motor speed con- trol system with thyristors is introduced.owing to the simple structure, great of phase-shift,smooth regulating and trigger accuracy,property of the digital trigger in AC-DC-DDC speed control system is very good. Here merely the princip of the basic work,the program scheme and experimental resulte are given briefly. Key words:thyristor;digital trigger,simple structure,trigger accuracy. 前 言 在晶闸管供电系统中所采用的各类模拟触发器的优点是线路简单可靠，但是，这种 触发器易受电网电压的影响。当同步电压波形发生畸变时，就会改变脉冲相移，引起晶 闸管触发角的变化，改变触发精度。近年来国内外已开始采用微型机取代模拟触发 1986-06-25收稿 60

北 京 钢 铁 学 院 学 报 。 。 一种新型的数字触发器 王 顺晃 白德谆 北京钢院自控教研室 吉林冶金工业学校 摘 要 木文介绍一种新型晶 闸管直流调速系统中应用的数字触发器 的工作原理和方法 ， 并给出程序框图和实验结果 。 关键词 晶闸管 ， 数字触发器 ， 调速系统 。 研 ” ” “ ， ， “ ， ， 一 ， ， 一 一 了 ， 了 括 ， 前 言‘ 二 在 晶闸管供 电系 统 中所采 用 的各 类模拟触发器 的优点是 线 路简单可靠 ， 但是 ， 这种 触发器 易受 电网 电压 的影响 。 当 同步 电压波形 发生畸 变时 ， 就会改 变脉 冲相移 ， 引起 晶 闸管触发 角的变化 ， 改 变触发精度 。 近 年来国内外 已开始采用微型 机 取 代 模 拟 触 发 一 一 收稿 的 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1987．03．029

器(1,2)，提高了触发精度。目前研制的数字触发器一般以三相同步电源作为同步信号， 软硬件比较复杂，安金性和可靠性：不满意。 本文提出的一种新型结构的数字触发器，它是以单相同步电源作为同步信号〔3)，电 流调节器输出Ux采用查表法得到触发脉冲时刻，简化了软硬件设备，缩短触发脉冲和同 步信号之间的死区，提高了调速系统性能。 1设计基本原理4,5) 本触发器是用一个单相同步变压器与单相同步脉冲形成电路配合，每隔360°电角度 产生一个同步脉冲信号A,以它去启动Z CLK/TRG -80单板机CTC1通道，产生五个相间60° CTCI 电角度同步脉冲信号B,A同步脉冲信号 ZC/TO 加上B同步脉冲信号得到品闸管所需要的 DU + SCRI 六相同步脉冲信号。用这六个同步脉冲信 CLK/TRG 号启动CTC0通道，再根据电流调节器的 CTCO PIO 输出Ux查触发脉冲时刻表，把表中对应 KVk B port SCRI 触发时刻值送入CTC0通道时间常数寄存 器，则CTC0通道中断服务程序经Z-80单 板机PIO口送出相应的脉冲，经功率放大， 3⑩- A port 以控制晶闸管的导通和截止。其原理图见 图1数字触发器原理框图 图1。 Fig.1 Block diagram of principle of the 1.1晶闸管触发脉冲形成和输出 digital trigger 从图1可知，或门输出相间60°电角度脉冲信号作为本系统六相同步脉冲信号。Ux 决定着什么时刻触发哪一组哪两个晶闸管，即查相应触发脉冲时刻表。α90°反之。例如，a<90°，若单板机PIOB口输出00100001代码时，则晶 闸管1、6受触发而导通（图2）。 Ucb Uab UacUbeUpaUeaUcb 图2三相桥式电路和它的波形图 Fig.2 Bridge circuit of 3 phases thyristor and its wareshape disgram 1.2列脉冲代码表 由模拟触发器原理可知，每隔60°电角度要求发出两个窄脉冲（双脉冲触发）·。设 61

器， “ 〕 ， 提 高了触 发精度 。 目前研制 的数 字触 发器 一般 以三 相 同步电源作 为 同步 信号 ， 软硬件 比较复杂 ， 安全性和 可靠 性不 满意 。 本 文提 出的一种新型结构 的数字触 发 器 ， 它 是 以 一 单相 同步 电源作为 同步 信号〔 〕 ， 电 流 调 节器输 出 大采 用查表 法得到触 发 脉 冲时 刻 ， 简化 了软 硬件设备 ， 缩短触 发脉 冲 和 同 步信号之 间的死 区 ， 提 高了调 速 系统性 能 。 习 设计基本原理’ ， 本触 发器是 用 一 个单 相 同步 变压 器与单相 同步脉 冲形 成 电路 配合 ， 每隔 。 电角度 产生 一 个同步脉 冲信号 ， 以它去 启动 一 单板机 通 道 ， 产生 五个相 间 “ 电 角度同步脉 冲信号 ， 同步脉 冲 信 号 加 上 同步脉 冲信号得 到 晶闸管所 需要 的 六相 同步脉冲信号 。 用这 六 个 同步脉 冲信 号启动 通 道 ， 再根 据电流调 节器 的 输 出 查 触 发脉 冲时 刻表 ， 把表 中 对 应 触 发时 刻值送人 通 道时 间常数寄存 器 ， 则 通 道 中断服务程 序经 一 单 板 机 口 送 出相 应 的脉冲 ， 经功率放大 ， 以控制 晶闸管的 导通 和 截止 。 其 原理 图 见 图 。 晶闸管触发脉 冲形成和输出 川 尽 图 数字触发器原理框图 从 图 可知 ， 或 门输 出相 间 “ 电角度脉 冲信号作 为本 系统 六相 同步脉 冲信号 。 决定着什么时 刻触发哪一 组哪两个 晶闸管 ， 即查相 应触发脉 冲时 刻表 。 。 时触 发正组 晶闸管 ， 而 “ 反 之 。 例如 ， “ ， 若单板机 口 输 出 代 码 时 ， 则 晶 闸管 、 受触 发而 导通 图 。 咋 一 刃卜目 一 万 目 月 弓 ， 一 川、 一 日尸 叫 图 三相桥式电路和 它的波形图 ， 列脉 冲代码表 由模拟触发器 原理可知 ， 每隔 。 电角度要求发 出两个窄脉 冲 双脉 冲触发 · 。 设

0≤0仍处于整流状态，Ux<0,则处于逆变状态。 62

。 时 ， 。 产生 同步脉 冲序号为 。 号 ， 使 晶闸管 、 触发 导通 ， 以下序号 减 ， 紧 接着 晶闸管 、 触 发 导通 … … ， 则 可 以列 出所谓脉 冲代 码表 ， 见下表 。 以 为表 头地 址 ， 脉 冲序 号为索 引 ， 在计算机 内存 中放一张表格 ， 就能很方便地从表中查到 相应脉冲代 码 送到 口去触发 相应 的 晶闸管 。 从下表 中可知 ， 本触 发器 最 大 相 移 范 围 为 “ 。 必须 强调 ， 触发器单相 同步 电源 文中 选 相 ， 即 可 以任选一 相 ， 根据相位 关 系可列 出相 应 的脉 冲代 码表 。 脉 冲 代 码 表 丁 一 一 一 一 、 、 、 、 、 、 一 一 一 一 一 、 ‘ 、 如 、 、 、 一 一 一 一 、 、 卜 、 ， 、 、 一 一 一 ，。九﹄，工 一 一 一 触发脉 冲时刻表 触发角 的大小 由电流 调 节器输 出 决定 。 将 二 位制代 码 的 转换成 的 时 间 常数 。 设 电流调 节器输 出 二 最大 为 ， 采 用等式 是 一 个 二 进 制代码 ， 采用下面 方法 生 二 · ， 求 出 二 ， 则装 人 。 时 间常数 。 从表 中可看 到 ， 三个触发 区 间首 地 址分别为 、 、 。 每 个 区 间基地 址相 同均为 ， 但 随 而 变化 。 因此 ， 可 以造 一 张如图 所示 的三区 间表格 ， 分别 填入 和各 区 间首地址 。 查表 。 ①当 时 ， 为 正 查表 中第一 列 ， 则查 出表地 址 二 〔 基地 址 〕 一 。 表 中脉 冲代 码首 地 址 均为 ， 这 里存放低 位为 ， 其 高 位三个触发 区均为 。 ② 当 。 。 时 ， 可正可 负 ， 从表 中第二 列查 出表地 址 二 〔 基地 址 〕 一 叫 ’ ” 钾胎 叭 仑 亡。 泊 ， ， 、 一 一 ’ 母 吧 ， 日 、 ， 侧 口心朋屯 、 ’一 夕 之 图 触发脉冲时刻表 五 ， ‘ ， 若 ‘ 仍处于整流状态 ， ‘ ， 则处于逆 变状态

③当120°<a<180°时，Ux为负，查表中第三列，系统处于逆变状态，查出表地址 =〔基地址〕一Ux。 ④当a=90°时，查出表地址=基地址=3182H。 2数字触发器软件设计 数字触发器的程序框图示于图4。它由CTC1和CTC0中断服务程序组成。CTCI中 断服务程序产生相间60°电角度的五个同步脉冲信号，CTC0中断服务程务根据Ux及当 前脉冲序号确定触发器哪一区间两个晶闸管。 Begin Primary work Wait interruput CTCO block diagram of CTCI block diagram of the interruput-program the inferruput-program Forming timetable of the Forming code tanle of the trigger pulse subprogram frigger pulse subprogram 图4数字触发器的程序框图 Fig.d Block diagram of the digital trigger program 3 实验结果分析 (1)PIO B口输出波形见图8。晶闸管输出整流波见图9。 11014111 图5P【0输出双窄脉冲波形图 图6晶闸管输出整冲波形图 Fig.5 PIO B port-out bipulse waveforin Fig.6 Rectified waveforin diagram with diagram thyristor output (2)三相交流电压相位不对称时运行情况 本实验是取三相交流电压一相作为同步电源。三相交流电压相位不对称或波形畸变 时，触发器每隔360°电角度都进行一次误差修正，确保准确无误地产生相间360°电角咏 冲，即谁确产生六相同步脉冲。所以本触发器对三相交流电压相位不对称或波形畸变有 较强的适应性。 (g)精度分析CTC0和CTC1都是每隔60°电角度(3.3ms)进行一次中断 处理。3.3ms化为CTC的时间常数为1AH=26码子（取定标系数为256)，其分辨率 F 63

③ 当 。 “ 时 ， ‘ 为负 ， 查表 中第三列 ， 系统处 子逆 变状态 ， 查 出表地 址 基地址 〕 一 。 ④ 当 “ 时 ， 查 出表地址 二 基地址 。 数字触发器软件设计 数字触发器的程序框图示 于 图 。 它 由 和 中断服 务程 序 组 成 。 工中 断 服 务程序产生相 间 “ 电角度的五个 同步脉 冲信号 ， 中断服 务程务根 据 及 当 前脉 冲序号确定触发器哪 一 区 间两个 晶闸管 。 盯一 馆 二 叫 昭 言几 ，。 ， “ ‘ 。 叮吧 。吵 ‘件“ ” ， ‘ ， ‘号兮 只尸邓 ‘ ” 吕 七 ‘ ‘万 丫只只吓枯忆恐 。 图 数字触发器的程序框图 一 凌 一 名 实验结果分析 口输 出波形 见图 。 晶闸管输 出整流波 见 图 。 叭入叭叭叭入 图 输出双窄脉冲波形图 一 一丁 图 晶 闸管输出整冲波形图 一 冬 三相 交流 电压相位 不 对称 时运行 情况 本实验是 取 三相 交流 电压 一 相作 为 同步 电源 。 三相 交流 电压相 位不 对称或波形 畸 变 时 ， 触发 器每 隔 “ 电角度都进行一 次误 差修正 ， 确 保准确 无误 地产生相 间 “ 电 角脉 冲 ， 即准确产生 六相 同步脉冲 。 所 以本触发器 对三相 交流 电压 相位不对称或波 形 畸 变有 较强 的适 应性 。 精度分析 和 都是 每隔 “ 电 角度 进行一 次 中 断 处理 。 化 为 的 时间常数为 码子 取定标系数为 ， 其 分 辨 率

下=60°=2,3°/每码，若定标系数取10，则 26 F=603=0,145°/每码。证明该触发器的精度可以满足生产要求。 4结论 本文所研制的数字触发器经实验证实定相准确，波形整齐，精度可达2.3°/每码或 0.145°/每码，可满足生产要求。 参考文献 〔1)松井信行：电气传动自动化译丛，2(1981)，64 〔2〕大前力：电气传动自动化译丛，2(1981)，25 〔3〕赵殿甲，王顺晃：电力电子技术，4(1983)，38 〔4〕赵殿甲，王顺晃：自动化学报，3(1986)，298 〔5)北京钢院自控教研室：计算机控制技术，1985,11,241 64

“ 二二 、 一 叫， 二二 。 每码， 若定标系数取 ， ‘ 则 “ ” 每码 。 证 明该触发器 的精度可 以满足 生 产要求 。 结 论 本文所研制 的数字触发器经实验证实定相准确 ，波形 整齐 ，精度可 达 ’ 每 码 或 。 每码 ， 可满足生产要求 。 参 考 文 献 〔 〕 松井信行 电气传动 自动化译丛 ， ， 〔 〕 大前力 电气传动 自动化译丛 ， ， 〔 〕 赵 殿 甲 ， 王顺晃 电力 电子技术 ， ， 〔 〕 赵 殿 甲 ， 王顺 晃 自动化学 报 ， ， 〔 〕 北京钢 院 自控教研室 计算机控制技术 ， ，