Способ управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электро1технике и может быть использовано в регуляторах переменного напряжения, в частности, работающих на ламповую нагрузку.

Известен способ управления тиристорным регулятором переменного напряжения с использованием широтно-импульсного регулирования с целым числом питающего напряжения на интерв ле включенного состояния j 1

Однако указанный способ не позволяет получить высокое качество регулирования выходного напряжения вследствие большой дискретности регулировочной характеристики в интервале импульсного регулирования.

Кроме того, не позволяет получить высоких, требуемых в ряде случаев,, энергетических характеристик регулятора переменного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления широтноимпульсным регулятором переменного напряжения заключающийся в том, что управление производят с интервалами включенного и выключенного состояния нагрузки кратными целому числу периодов напряжения сети с переменным периодом импульсного регулирования.

:на интервале импульсного регулирования нагрузку подключают к сети нес- колько раз 2.

Недостатком известного способа является то, что их применение для управления широтно-импульсными регуляторами переменного напряжения, работаклцими на ламповые нагрузки, невозможно, так как во всем jiHaiiS3o10не регулирования возникают колебания светового потока ламп (накаливания), обусловленные наличием в спектре светового потока лампы низкочастотной составляющей, с частотой колеба15ний менее 50, Гц, воспринимаемой зрительными органами в виде мерцаний светового потока. Кроме того, использование известных способов, подключенных к ламповым нагрузкам, невозмож20но.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей широтно-импульсных регуляторов, а именно использование их для регулирования

25 и стабилизации уровня совещания.

УказаннсШ цель достигается путем установления интервалов отключенного .состояния.нагрузки неизменными и равными периоду питающего напряжении

30 эо всем диапазоне регулирования, а интервал подключенного состояния нагрузки составляет количество периодов питающего напряжения в каждо периоде импульсного регулирования во всем диапазоне регулирования, пр чем количество периодов прдключенно г состояния нагрузки пропорционгшь но уровню напряжения на нагрузке, а период импульсного регулирования на каждом интервале регулирования устанавливают не более 20 мс. На фиг. 1 представлены некоторые возможные варианты управления работой широтно-импульсного регулятора переменного «апряжения с ламповой нагрузкой; на фиг. 2 - типичная осциллограмма, иллюстрирующая реализа цию предлагаемого способа, подключе ного к ламповой нагрузке; на фиг. 3 устройство, реализующее предлагаемый способ. Удтройство содержит преобразователь напряжение-частота 1, синхронизатор 2, нуль-орган 3, исполнительный орган-коммутатор-4, лампову нагрузку 5, ограничитель 6. Способ осуществляется следующим образом. На вход преобразователя напряжение-частота 1 подают напряжение, пропорциональное необходимому уровню освещенности.. С выхода преобразо вателя 1 снимают напряжение прямоугольной формы, частота которого пр порциональна подаваемому на вход напряжению, и подают его на первый вход синхронизатора 2, на вход нуль органа 3 подают напряжение, пропорциональное напряжению питающей сети С выхода нуль-органа 3 снимают сигнал в виде тактовых импульсов, поступающих на второй вход синхронизатора 2 в момент перехода напряжения питающей сети через нуль. Синхронизатор 2 синхронизирует частоту сигналов, подаваемых с преобразователя 1 на первый вход синхронизатора с частотой следования тактовых импульсов, поступ емых с нуль-органа Таким образом, на выходе синхронизитора 2 получаем напряжение прямоугольной формы со скважностью J ;г{ где К - количество периодов питающего напряжения во включенном состоянии нагрузки. СигнсШ с выхода синхронизатора 2 подают на исполнительный орган-коммутатор 4, тем самым изменяя действующее значение переменного напряжения в пределах диа пазона регулирования, т.е. изменяя при работе на ламповую нагрузку 5 световой поток. При изменении (уменьшении) напряжения, подаваемого на вход преобразователя 1, частота его выходного напряжения изменяется (снижается). Последнее приводит к изменению (увеличению) скважностиЗГ выходного напряжения синхронизатора, т.е. к повышению уровня освещенности (светового потока) лампы 5 под воздействием исполнительного органа-комм татора 4. Ограничитель 6 предназначен для того, чтобы напряжение, подаваемое на вход преобразователя 1, не уменьшалось ниже уровня, который соответствует выходной частоте преобразователя 1, при которой период регулирования мс, т.е. для исключения режима мерцания светового потока ламповой нагрузки необходимо выполнение услйвия К 2 20-10 Известно, что зрение воспринимает мерцания уровня освещенности с частотой не выше 50 Гц, т.е. с периодом колебаний 20 мс. Поэтому все способы управления регуляторами переменного напряжения, при которых возможно возникновение в спектре низкочастотной составляющей светового потока (менее 50 Гц), приводят к мерцаниям последнего. Рассмотрим некоторые возможные варианты управления работой широтно-импуль.сного регулятора переменного напряжения с ламповой нагрузкой. Допустим, что импульсный период регулирования Тр (фиг. 1, а) равен 7 Тс, где Тс - период питающей сети. Примем частоту питакяцей сети I- 400 Гц -г- 2,5 мс Ъ 17,5 мс. Что соответствует частоте 58 Гц, т.е. частота колебаний уровня освещенности не воспринимается | глазом. В другом случае, если период регулирования равен Тр 9 Т (фиг.1,б), то ,5 мс или fp 44 Гц. В этом случае частота колебаний низкочастотной составляющей, светового потока лампы должна восприниматься зрительными органами. В случае (фиг. 1,б), когда импульсы энергии, подаваемой на нагрузку будут равны, мерцания могут возникнуть только при Тр 9 Тс (fJJ 400 Гц), т.е. диапазон регулирования значительно расширяется. Итак в случае период регулирования не должен превышать 20 мс по вышеуказанным причинам, поэтому в интервале включенного состояния нагрузки количество периодов питающей сети не должно превышать девяти. Таким образом, предлагаемый сгпособ имеет расширенную область применения, позволяющую применить его для

регулировки и стабилизации светового потока ламп накаливания.

Формула изобретения

Способ-управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения, заключающийся в подключении и отключении нагрузки в течение целого числа периодов питающего напряжения, о т л и ч а ю щ if и с я тем, что,, с целью расширения функциональных возможностей, устанавли-. вают ин1:ервалы отк почениого состояния нагрузки неизменными и равными периоду питающего напряжения во всем диапазоне регулирования, а интервал, подключенного состояния нагрузки

составляет количество периодов питающего напряжения в каждом периоде импульсного регулирования во всем диапазоне регулирования, причем количество периодов подключенного состояния на1рузки пропорционально уровню напряжения на нагрузке, . а период импульсного регулирования на каждом интервале регулирования устанавливают не более 20 мс.

Источники информации, принятые во внимание при .зкспертизе

, 1. Авторское свидетельство СССР 5 403006, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР 425173, кл. Н 01 р.13/16, 1974.

I S

-I

)

фие.З