Устройство для импульсного регулирования мощности Советский патент 1983 года по МПК G05F1/66 H02M5/22 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве импульсного регулятора мощности электротермических установок, подключенных к сети переменного тока.

. Известно устройство для импульсного регулирования мощности переменного тока, регулирующее мощность путем подключения нагрузки к сети со временем каждого подключения, кратным целому числу полупериодов сете-, вого напряжения, в течение интервала импульсного регулирования.

Оно содержит последовательно соединенные синхронизированный с сетью формирователь синхроимпульсов, распределитель, многоразрядную схему совпадения, схему И, ключ, управляемый вентиль и нагрузку, причем входы схемы И соединены с выходом много разрядной схемы совпадения и выходом формирователя синхроикшульсов, а входы многоразрядной схемы совпадения поразрядно соединены с соответствующими выходами распределителя и регистра, на входы которых подается дискретный сигнал управления Cl Однако эта схема имеет ограниченные функциональная возможности, в связи с тем, что использование в ней двоичного распределителя и регистра в сочетании с многоразрядной схемой совпадения приводит к ограничению диапазона изменения длительности. интервала регулирования и диск ретности регулирования, которые мо.гут принимать соответственно значения Тс, ЗТс, 7Тс, ..., ()Т и

т.д., и 100%, 33,3%, 14,3%, ...,|дД

и т.д., где п - число двоичных разря дов распределителя и регистра; Т длительность периода сетевого напряжения. Получение промежуточных произвольных значений длительности интервала регулирования невозможно.

Наиболее близким к изобретению является устройство для импульсного регулирования мощности, содержащее управляемый вентиль, включенный

между входным.и первым выходным выводами, причем второй выходной вывод является общим, ключ управления вентилем, соединенный с управляющим входом вентиля, формирователь синхро импульсов, подключенный своим выходом к счетным входам счетчиков такта и длительности импульса АЮЩНОСтй, счетные входы которых соответственно подключены к установочному входу счетчика длительности импульса мощности и входу Установка 0 триггера управления, выход которого Соединен с первым входом ключа управления вентилем, а также двоичный суьширующий счетчик и генератор импульсов С23.

Недостатком этого устройства является то, что техническая реализация его требует большого числа цифровых элементов при построении генераторов заданного числа импульсов, так как число этих импульсов должно быть много больше максимального управляющего сигнала. Кроме того, так как работа устройства программируеГся величиной управляющего сигнала один раз в течение интервала регулирования в его начале, то можно изменять управляющий сигнал не чаще, чем один раз в течение интервала регулирования, в результате чего запаздывание схемы велико. Это ухудшает динамические характеристики устройства. И, наконец, точность управления зависит от точности деления заданного в генераторе числа импульсов на величину текущего значения сигнала управления, что в большинстве случаев приводит, к ошибке.

Цель изобретения - упрощение устройства, улучшение его динамических характеристик и повышение точности

управления. I

Поставленная цель достигается тем что в устройство для импульсного регулирования мощности, содержащее управляемый вентиль, включенный между входным и первым выходным выводами, причем второй выходной вывод является общим, ключ управления вентилем, соедийенный с управляющим входом вентиля, формирователь, синхроимпульсов, подключенный своим выходом к счетным входам счетчиков такта и длительности импульса 1 Щности, счетные выходы которых соответственно подклю чены к установочному входу счетчика длительности импульса мощности и входу Установка О триггера управления, выход которого соединен с первым входом ключа управления вентилем, а также двоичный суммируюцдай счетчик и генератор импульсов, дополнительно введены регистр и цифровой компаратор, выход, которого соединен с входом Установка триггера управления и входом сброса в ноль двоичного суммирующего счетчика, одни . входы поразрядно подключены к параллельному выходу двоичного суммирующего счетчика, вторые входы соединены с блоком, формирующим код числа длительности интервала регулирования, выход регистра соединен с счетным входом двоичного суммирующего счетчика, его счетный вход - с выходом генератора импульсов, установочный вход с счетным выходом счетчика тактов, выход формирователя синхро-. импульсов дополнительно подключен к второму ВХОДУ ключа управления вентилем, а его вход соединен с анодом управляе1«эго вентиля.

На чертеже представлена блок-схема устройства И1ипульсного регулировамия мощности.

Это устройство содержит формиро ватель 1 синхронимпульсов, вход которого подключен к шине 2 сети, а выход - к счетным входам счетчика 3 такта и счетчика 4 длительности импульса мощности, выходы которых соответственно соединены с установочными входами регистра (счетчика) 5, счетчика 4 длительности импульса мощности и входом Установка0 триггера б управления, прямой выход которого через ключ 7 соединен, с управлякяцим входом вентиля 8, последовательно с нагрузкой 9 подсоединенного к шине 2 сети. Кроме того, устройство содержит генератор 10 импульсов, подключенный к счетному входу регистра 5, выход которого соединен со счетным входом двоичного суммирующего счетчика 11. Параллельные выходы счетчика 11 подключены поразрядно к первым входам цифрового компаратора 12, на вторые входы 13 которого поступает сигнал длительности интервала регулирования 13, а выход соединен с входом Установка триггера 6 и сбросом в ноль счетчика 11.

Устройство работает следуювхим образом.

При появлении напряжения на шине 2 сети формирователь 1 генерирует синхроимпульсы в момент перехода через ноль напряжения сети. Частота этих импульсов равна, например, где fс. iacTOTa напряжения сети. Эти импульсы поступают на ключ 7 и счетные входы счетчиков 3 и 4. Триггер 6 в исходном состоянии сброшен в ноль, поэтому ключ 7 заперт и синхроимпульсы к вентилю 8 не проходят. На счетных выходах счетчиков 3 и -4 из синхроимпульсов формируются импульсы с частотой такта ,/k и периодом Tj и частотой Рд 2f c/.k и периодом 14. При этом .t т.е. где k3, k ооответственно коэффициенты деления счетчиков 3 и 4, Таким образом, счетчиком 3 формируются тактовые .импульсы для работы всей схемы, причем внутри периода Т укладывается k полупериодов сетевого напряжения. Период Т из k полупериодов сетевого напряжения и составляет минимальную единицу мощности, подключаемой к нагрузке.

0

Каждый тактовый импульс записыва-, ет в счетчик 4 число, равное k, определяя тем самым длительность импульса мощности, и в счетчик 5 число равное сигналу управления ху. По окон5чании тактового импульса это число из счётчика 5 импульсами генератора 10 переписывается в счетчик 11, сравниваясь в коКтараторе 12 с числом N, поступающим на входы 13 и равным максимальному сигналу управления или

0 числу тактовых импульсов в период регулирования.

Если х,М, то на выходе компаратора 12 остается ноль, триггер 6 остается в исходном состоянии, ключ 7

5 заперт и в данном такте напряжение к нагрузке не подключается. Следующий импульс с выхода счетчика 3 опять .приводит к записи в счетчик 5 числа х, которое по окончании импульса

0 начинает последовательно переписываться в счетчик 11.Если , то в момент равенства содержимого счетчика 11 числу N срабатывает компаратор, устанавливая триггер б в состояние 1,

5 ключ 8 открывается,пропуская к нагрузке число синхрои.шульсов, равное Тот же импульс с выхода компаратора 12 сбрасывает счетчик 11, а по окончании его в счетчик 11 досчитывается из счетчика 5 число им0пульсов, равное.2xy-N . И так далее.

Таким образом, данное устройство, имея простую схему, обеспечивает хорошие диншлические характеристики и высокую точность управления при ре5гулировании объектов -с малой инерционностью, быстро изменяющимися параметрами управления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВМИЯ МОЩНОСТИ, содержащее управляемый вентиль, вкл101Ченный входным и первым выходным выводами, причем второй выходной вывод 4в ляется общим/ управления вентилем, соединенный с управляющим вентиля, формирователь синхроимпульсов , подключенный своим выхо дом к счетным входам счетчиков такта и длительности импульса мощности, счетные выходы которых соответственн подключены к установочное входу счетчика длительности импульса , f ностн, и входу Установка триггера управления,выход которого соединен с первьм входом ключа управления венти7 лем,а также двоичныйсуммирунадий счет-. чик и генератор импульсов, от л и чающееся тем, что, с целью упрощения, улучшения дшнамических характеристик и повышения точности, дополнительно введены регистр и цифровой компаратор, выход которого соединен с входом УстaHOBka триггера управления и входом сброса в ноль двоичного сук&1ирующего счетчика, одни входы поразрядно подключены к папараллельному выходу двоичного суммирукнцего счетчика, вторьте вхо$1Ы сое ди«ены с блоком, формнрукяц м код числа длительности интервала регулирования, выход регистра соединен со счетным входом двоичного суммирующего счетчика, его счетный вхоц с илходрм генератора импульсов установочный вход - с счетным выходом счетчика тактов, выход формирователя синхроимпульсов дополнительно подк;шчен к второму входу ключа упра&леиня вентилем, а его вход соединен с )дом .управляемого вентиля.