Импульсный регулятор Советский патент 1984 года по МПК G05B11/16 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования преимущественно тока электропривода измельчителя различных материалов.

По основному авт.ев 640251 известен импульсный регулятор, содержащий трансформатор тока,подключенный к первой диагонали первого диодного моста, трансформатор две вторичные обмотки которого подключены соответственно к первым диагоналям второго и третьего диодных мостов, первый и второй потенциометры, подключенные соответственно к вторым диагоналям первого и второго диодных мостов, пять транзисторов с RC-контурами в цепях эмиттеров, базы которых соединены соответственно с управляющими электродами четырех тиристоров, причем аноды первого и второго тиристоров подключены соответственно к управляющим электродам первого и второго симисторов, подключенных между обмоткой исполнительного электродвигателя и источником переменного напряжения, а также первый делитель напряжения, подключенный к RC-конTypciM первого и третьего транзисторов , причем средняя точка первого делителя напряжения соединена с подвижным контактом третьего потенциометра , подключенного к второй диагонали третьего диодного моста, анод четвертого тиристора соединен через первый диод с эмиттером второго транзистора и с анодом третьего тиристора, четвертой потенциометр, подвижный контакт которого подключен к RC-контуру четвертого транзистора, а КС-контур пятого транзистора подключен к базам первого, второго, третьего и четвертого транзисторов l.

Однако известный регулятор характеризуется недостаточным быстродействием, что не обеспечивает требуемого качества регулирования, а также имеет сравнительно невысокую точность работы, так как после срабатывания четвертого тиристора перегрузки на него через диод шунтируется измерительная часть схемы регулятора. Поэтому отключение четвертого тиристора будет происходить при значении тока, существенно меньшем заданного.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы.

Для достижения поставленной цели в импульсный регулятор введены дополнительный резистор, дополнительные диоды, второй и третий резистивные делители напряжения,причем одни крайние выводы второго и третьего делителей напряжения объединены и подсоединены к катодам

тиристоров, другие крайние выводы подсоединены к соответствующим крайним выводам первого делителя напряжения, а средние выводы второго и третьего делителей напряжения через первый и второй дополнительные диоды подключены к эмиттерам первого и третьего транзисторов,причем анод четвертого тириа-тора подключен к нагрузке через третий дополнительный диод, а к катодам симисторов - через дополнительный резистор.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема регулятора.

Регулятор содержит схему сравнения напряжения датчика тока, представляющего собой трансформатор 1 тока, первый диодный мост 2 с конденсатором 3 фильтра, источник опорного напряжения, образованный одной из вторичных обмоток 4 трансформатора 5, диодным мостом 6 и опорным диодом 7, источник писания постоянного напряжения, составленный вторичной обмоткой 8 трансформатора 5, диодным мостом 9, конденсатором 10 фильтра и опорным диодом 11, потенциометры 12-15, выполненные, например, в виде однопёреходных транзисторов 16-19, пороговые элементы 20 с последовательными 21-22, 23-24, 25-26 и параллельным 27-28 RC-контурами в цепях эмиттеров,многостабильный триггер, состоящий из тиристоров 29-32, резисторов 33-37 и коммутирующих конденсаторов 38-41 диоды 42-51, резистивные делители напряжения, составленные резисторами 52, 53, 54, 55, 56 и 57, релаксационный генератор, образованный однопереходным транзистором 58, RC-контуром 59-60 и резистором 16, к которому последовательно подсоединены резисторы 62-65, подключенные к базам транзисторов 16-19, исполнительный орган, выполненный, например, в виде двухфазного электродвигателя 66 с фазосдвигающим конденсатором 67 и резисторами 68 и 69, симисторы 70-73, конденсаторы 74-78, подстроечные потенциометры 79-82 и дополнительный резистор 83.

Регулятор работает следующим образом.

При помощи датчика 1 тока, диодного Моста 2 конденсатора 3 фильтра контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, которое сравнивается со стабилизированным напряжением постоянного тока, снимаемым с потенциометра 13. Алгебраическая сумма измеряемого и опорного напряжений при помощи резисторов 52 и 53 суммируется с напряжением смещения, снимаемым с потенциометра 14. Напряжение смещения устанавливается такой величины, чтобы порог срабатывания транзисторов 16 и 1-8 был вьпие этого напряжения на зону нечувствительности регулятора. К потенциометру 14 и резистору 52 подключены КС-контур 21-22 и второй резистивный делитель 54-55 напряжения, а к этому потенциометру и резистору 53 - RC-контур 23-24 и третий резистивный делитель 56-57 напряжения. Конденсаторы 22 и 24 КС-контуроЕ через диоды 43 и 47 подключены ксредним точкам делителей напряжений. Напряжение, снимаемое с резисторов 55 и 57 и подаваемое через первый и второй дополнительные диоды 43 и 47 на конденсаторы 22 и 24 на 10-15% меньше, чем напряжение питания КС-контуров 21-22 и 23-24. Параллельный КС-контур 27-28 непосредственно подключен к стабилизированному опорному диоду 11 источнику питания. Измеряемый ток, преобразованный при помощи датчика 1 тока, диодного моста 2 и конденсатора 3 в напряжение постоянног тока, подается на потенциометр 15, к которому подключен КС-контур 25-26, установленный в цепи эмиттера транзистора 19.

При включении регулятора в сеть через конденсатор 28, эмиттербазу транзистора 17 и резисторы 63 и 61 проходит зарядный импульс конденсатора 28, под действием которого отпирается отключающий тиристор 30. Конденсатор .28 через разделительный диод 44 подключается к открытому тиристору 30 и поддерживается в заряженном состоянии до тех пор, пока тиристор 30 открыт. Через переход катод - управляющий электрод симистора 71, резистор 35 и тиристор 30 проходит ток, под действием которого симистор открывается. При этом через обмотки электродвигателя 66, диоды 50 и 51, ограничительный резистор 68 и симистор 71 протекает пульсирующий ток, вызывающий подмагничивание обмоток электродвигателя и его торможение. Если стабилизируемый ток ниже заданной величины, суммарное напряжение на потенциометре 14 и резисторе 52 превышает напряжение отпирания транзистора 16. Под действием этого напряжения iepes резистор 21 заряжается конденсатор 22, и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания транзистора 16, конденсатор 22 разряжается через транзистор 16 на резисторы 62 и 61. Отпирается тиристор 29, который через резистор 34 открывает симистор 70. Электродвигатель 66 начинает вращаться в сторону, вызывающую увеличение контролируемого тока. Одновременно за счет резистора 33

и коммутирующих конденсаторов 38 и 39 закрываются тиристор 30 и симистор 71.

По истечении времени, определяемого постоянной КС-контура 27-28, конденсатор 28 разряжается до напряжения отпирания транзистора 17. Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 30 и симистора 71, а с помощью резистора 33 и конденса0торов 38 и 39 запирание тиристора 29 и симистора 70. При этом электродвигатель 66 останавливается и удерживается за счет протекания тока через его обмотки и диоды 50 и 51 в за5торможенном стоянии. Процесс периодического включения электродвигателя 66 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т.е. напряжение на потенциометре 14 и резисторе 52 не

0 снизится ниже порога отпирания транзистора 16.

При номинальном значении контролируемого тока включен тиристор 30 и исполнительный электродвигатель

5 неподвижен.

Когда значение регулируемого тока превышает заданное, суммарное напряжение на потенциометре 14 и резисторе 53 превышает порог срабатывания

0 транзистора 18 и он начинает поочередно с транзистором 17 отпираться, вызывая кратковременное открытие тиристора 31 и симистора 72, и электродвигатель 66 вращается в об5ратную сторону (в сторону уменьшения стабилизируемого тока). Периодическое включение исполнительного электродвигателя происходит до тех пор, пока регулируемый ток не снизится

0 до заданной величины. Как и при недогрузке время паузы между включениями электродвигателя зависит от степени перегрузки, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении. 5 Потенциометром 13 устанавливается заданное значение тока регулирования, а потенциометром 14 - зона нечувствительности регулятора.При помощи потенциометра 12 компенсируются разбросы характеристик дат0чика тока, стабилитрона 7 и потенциометра 13.

В случае превышения или снижения регулируемого тока по отношению к номинальному значению более чем на

5 10-15% напряжение на резисторе 55 или 57 превышает порог отпирания транзисторов 16 и 18. При этом конденсаторы 22 и 24 заряжаются через резисторы 54 и 56 и отпирающиеся

0 диоды 43 и 47. Так как сопротивление резисторов 54 и 56 в несколько раз меньше сопротивления резисторов 21 и 23, заряд конденсаторов 22 и 24 через них происходит значительно 5 быстрее, чем через резисторы 21 и

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР по авт.св. № 640251, отличающийся тем, что/ с целью повышения быстродействия и точности работы, в него введены дополнительный резистор, дополнительные диоды, второй и третий резистивные делители напряжения, причем одни крайние выводы второго и третьего делителей напряжения объединены и подсоединены к катодам тиристоров, другие крайние выводы подсоединены к соответствующим крайним выводам первого делителя напряжения, а средние выводы второго и третьего делителей напряжения через первый и второй дополнительные диоды подключены к эмиттерам первого и третьего транзисторов, причем анод четвертого тиристора подключен к нагрузке через третий дополнительный к катодам симисторов - через дополнительный резистор. О N О: 00