Устройство для управления мощностью Советский патент 1983 года по МПК G05F1/66 

Изобретение относится к электро-, технике и автоматике и может быть ис пользовано для построения аналогоцифровых автоматизированных систем, управления технологическими процесса ми. Известно устройство для управления мощностью, работа которого основана на периодическом сравнении управляющего напряжения с выходным напряжением генератора пилообраэного напряжения и на отпирании управляемого вентиля, включенного ло.следовательно с источником переменного напряжения и нагрузкой, на время, в течение которого выходное напряжение генератора пилообразного напряжения превышает управляющее напряжение Недостатком известного устройства, наряду с большой длительностью рабочего цикла, является то, что пр неизменном значении управляющего на пряжения значение средней (за период питающего нагрузку напряжения) мощностей, рассеиваемой в -нагрузке, за время рабочего цикла меняется от максимального значения до нуля. Эти недостатки при существующей тенденции к снижению инерционности объектов управления и сокращению времени проведения многих технологических процессов, например процессов диффузии, существенно ограничивает област использования известного устройства Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для управления мощностью, выбранное за прототип и содержащее источник переменного напряжения, вы ход которого через управляемый вентиль подключен к активной нагрузке и через нуль-орган к одному из управляющих входов управляемого венти ля и к установочному входу счетчика импульсов, схему сравнения кодов, выход которой подключен к другому управляющему входу управляемого вен тиля/ а первая группа входов к соот ветствующим выходам разрядов счетчи ка импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 2. Счетчик импульсов в известном устройстве выполнен в виде двоичног вычитающего счетчика. Известное устройство не обеспечи вает высокую стабильность выходного сигнала. Так, при изменении значени амплитуды напряж ия на выходе источника переменного напряжения на +10 и -15% относительно номинальног значение средней мощности изменяетс соответственно на +21 и -27,75%. Цель изобретения - уменьшение не стабильности выходного сигнала Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены анало то-цифровой преобразов.ат«ль параметров переменного напряжения, арифметико-логический блок, дешифратор адресов и матрица памяти, а счетчик импульсов выпо;1нен в виде двоичного суммирующего счетчика, при этом вход аналого- цифрового преобразователя параметров переменного напряжения подключен к выходу источника переменного напряжения, а выход - к входу арифметико-логического блока, другой вход которого подключен к клемме для подключения источника управляющего кода, а выход - к входу дешифратора адресов, выходом подключенного к матрице памяти, выходы матрицы памяти в свою очередь подключены к второй, группе входов схемы сравнения кодов. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство для управления мощностью содержит источник 1 переменного напряжения, нуль-орган 2, управляемый вентиль 3, нагрузку 4, двоичный суммирующий счетчик 5, схему б сравнения кодов, генератор 7 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 8 параметров переменно.го напряжения, арифметико-логический- блок 9, дешифратор 10 адресов, матрицу 11 памяти. Устройство работает следующим образом. С выхода источника 1 переменного напряжения напряжениеи(-Ь) (.2.7Lt(T) (и и Т амплитуда и период напряжения tj(i) поступает на вход управляемого вентиля 3 и на вход нульоргана 2. В момент перехода напряжения U(i) через нуль-орган 2 вырабатьтаются сигналы, по которым закрывается управляемый вентиль -3, а двоичный суммирующий счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние.На счетный вход счетчика 5 с выхода генератора 7 импульсов поступают импульсы с периодом TO (TO«T) . С выходов разрядов счетчика 5.код , соответствующий текущему состоянию счетчика, поступает на первую группу, входов схемы б сравнения ко-. Одновременно напряжение (J (-fc) поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 8 параметров переменного напряжения.С выхода аналогоцифрового преобразователя 8 снимается код Nvt , пропорциональный амплитуде напряжения U (-t) : , где М коэффициент преобразования аналогоцифрового преобразователя 8. Код Ыц и упрёшляющий код поступают на входы арифметико-логического блока 9. Этот блок выполняет

операции над указанными кодами согласно уравнению

ы - KUyvieti

где N

значение кода на выходе блока 9;

нижнее допустимое значеАНние амплитуды напряжения

0(t).

Дешифратор 10 адресов по коду tl адресует i-ю ячейку памяти матрицы 11 памяти, число адресуемых ячеек памяти равно максимально возможному значению W iwion кода М, 0,1,2,3, N(h)ax ) в каждой ячейке, памяти матрицы 11 памяти хранится код N/if, определяемый заранее путем решения трансцендентного уравнения .г. Код NQ с выхода i -и. ячейки матрицы 11 памяти поступает на вторую группу входов схемы 6 сравнения кодов. в момент равенства кодов N NI схема 6 сравнения кодов вырабатьшает сигнал, открывающий управляе мый вентиль 3. Переменное напряжени и (i) подключается к нагрузке 4 с сопротивлением RH. При этом длитель ность -fe интервала времени от момен та появления сигнала на выходе схеМы 6 сравнения кодов до момента по- {явления сигнала (этот сигнал закрывает управляемый вентиль 3} на выходе нуль.органа 2 определяется как

.То/ а значение средней (за

период напряжения U ) мощности, рассеиваемой в нагрузке, как

р , ,

т

ср

-Ч Л , e5v,w т

.miV T- 2 rHiiV

Tl i-NaiTo . Учитывая равенство (1) и то, что

„.,. , „ол,,ае«;р,. M«i

«1 Предлагаемое устройство обеспечивает линейную зависимость выходного сигнала от управляющего, сигнала-кода и независимость выходного сигнала от изменений амплитуды напряжения, питающего нагрузку. Это позволяет успешно использовать его при построении автоматизированных высокоточностных инвариантных систем управления, работающих в режиме непосредственного цифрового управления. Подобная система, способна обеспечить более высокое качество проведения технологических процессов и лучшую воспроизводимость результатов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ, содержащее источник переменного напряжения, выход которого через управляемый вентиль подключен к активной нагрузке и через нуль-орган к одному из управляющих входов управляемого вентиля и к установочному входу счетчика импульсов, схему сравнения кодов, выход которой подключен к другому управляющему входу управляемого вентиля, а первая группа входов схемы сравнения кодов подключена к соответствующим выходам раэ-рядов счетчика импульсов, счётный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, отличающееся, тем, что, с целью умень- . шения нестабильности выходного сигнала, в него введены аналого-цифровой преобразователь параметров переменного напряжения, арифметико-логический блок, дешифратор адресов, матрица памяти, а счетчик импульсов выполнен в виде двоичного сумгшрующасо счетчика, при этом вход анашого-цифрового преобразователя параметров переменного напряжения подключен к выходу источника переменного напряжения, а выход - к входу арифметикологического блока, другой вход которого подсоединен к клемме для подклю (Л чения источника управляющего кода, а выход-к входу дешифратора адресов, выходом подключенного к матрице памяти, выходы матрицы памяти в свою очередь подключены к группе 2 входов схемы сравнения кодов.