Регулирующее устройство Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах регулирования для управления исполнительным механизмом постоянной скорости. Известно t eгyлиpyющee устройство, содержащее усилитель постоянного то ка, цепи управления трехпозиционным диодно-регенеративным компаратором напряжения, Цепи отрицательной обрат ной связи, импульсный трансформатор цепи управления выходными тиристорами. При поступлении на вход устройства знакопеременного сигнала напряжения 1 Д Ug усиритель усиливает его, формируя на своем выходе токовый сигнал, которые после преобразования в сигнал напряжения подается на вход трехпозиционного диодно-регенеративного компаратора напряжения. Если величина этого напряжения больше зоны нечувствительности компаратора то последний формирует на своем выходе импульсы, которые управляют через импульсный трансформатор и соответствующие цепи о,;;ним или другим выходным тиристором, что зависит от направления изменения напряжения на входе устройства. Во время работы компаратора напряжения импульсный трансформатор на одной из своих обмоток формирует напряжение, которое поступает через цепи отрицательной обратной связи на вход усилителя Однако в известном устройстве отсутствует возможность подачи на его вход релейных сигналов задания и дальнейшего их преобразования в реверсируемый релейно-импульсный управляющий сигнал напряжения, управ- , . лять исполнительным механизмом посто янной скорости в функции релейных сигналов задания, а также возникает необходимость использования для его работы датчиков или вторичных приборов с выходным аналоговым сигналом напряжения или тока. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являестя регулирующий прибор Р 25, содержащий измерительные и корректирующие цепи внутренний-задатчик, усилитель, ста билизатор, суммирующий усилитель, цепи главной отрицательной и положи тельной обратных связей, бесконтакт ное трехпозиционное реле, генератор импульсные трансформаторы, тиристоры,включенные в диагонали выпрямите льных мостов,защитные цепи тиристоро выпрямительный мост для питания цепей нагрузки прибора от внутреннего источника, трансформатор. Информация от датчика поступает измерительные цепи регулирукщего прибора.. Где она нормируется и усил вается усилителем, после чего посту пает на один из в&одов сум мируквдего усилителя, на дpVгoй вход которого подаются сигналы главной отрицательной и положительной обратных связей. Суммирующий усилитель включает в зависимости от знака выходного напряжения один из двух триггеров, образующих основу бесконтактного трехпозиционного реле. Порог срабатывания триггеров характеризует зону нечувствительности регулирующего прибора, которая может изменяться. Один из включившихся триггеров воздействует на один из входов генератора, который через соответствующий импульсный трансформатор воздействует на соответствующий тиристор, который коммутирует ток нагрузки регулирующего прибора 2 . Недостатками- такого устройства является ограниченная область применения из-за отсутствия возможности подачи на его вход релейных сигналов задания с последующим их преобразованием в реверсируемый релейно-импульсный управляющий сигнал напряжения и управления исполнительным механизмом постоянной скорости в функции релейных сигналов задания, а также необходимость использования для его работы датчиков или вторичных приборов с выходным аналоговым сигналом напряжения или тока. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Указанная цель достигается тем, что регулирующее устройство, содержащее генератор и подключенные к его выходам первый и второй иктульсные трансформаторы, соединенные с управляющими входами первого и второго тиристоров, включенных в диагональ постоянного тока первого и второго выпрямительных мостов, первые входы которых соединены между собой, с выходом Минус третьего выпрямительного моста и четвертым выходом устройства, а вторые входы соединены с первым и третьим выходами устройства, шунтированными встречно включенными первым и вторым диодами, общая точка которых соединена с вторым выходом устройства и выходом Плюс третьего выпрямительного моста, входы которого подключены к трансформатору, соединенному с генератором и стабилизатором напряжения, последовательно соединенные первый конденсатор с первым резистором и второй конденсатор с вторым резистором, шунтирующие соответственно первый и второй тиристоры, шунтирукщий первый конденсатор, третий резистор, четвертый резистор, шунтирующий второй конденсатор, снабжено первым и вторым согласующими элементами, элементом НЕ, первым, вторым, третьим и четвертым элементами ИЛИ, первым, вторым и третьим элементами ЗАДЕРЖКА и ЗАПРЕТ, первым и вторым элементами ПАМЯТЬ, первым, в рым и третьим элементами И, причем первый и второй согласующие элементы подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого связан непосредственно с первым входом первого элемента И и через первый элемент ЗАДЕРЖКА и эле мент НЕ с соответствующими входами первого элемента ПАМЯТЬ, выход кото рого подключен к вторым входам первого элемента И, первого и второго элементов ЗАПРЕТ, первые входы втор го элемента И и первого элемента ЗАПРЕТ соединены с выходом первого согласующего элемента, а такие же входы третьего элемента И и второго элемента ЗАПРЕТ связаны с выходом второго согласующего элемента, выход первого элемента И соединен через третий элемент ЗАПРЕТ и второй элемент ЗАДЕРЖКА с первым входом второго элемента ПАМЯТЬ, второй вхо которого подключен через четвертый элемент ИЛИ к выходам элемента НЕ и третьего элемента ЗАДЕРЖКА, вход которого связан с выходом второго элемента ПАМЯТЬ, подключенного к одному из входов третьего элемента ЗАПРЕТ и вторьш1 входом второго и третьего элементов И, второй элемен ИЛИ соединен соответствующими входа ми с выходом первого элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, а выходом под ключен к первому входу генератора, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ. подклю ченного соответствующими входами к выходам второго элемента ЗАПРЕТ и третьего элемента И, На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства. Регулирующее устрюйство содержит первый 1 и второй 2 согласующие эле менты, первые элементы ИЛИ 4 и ЗАДЕРЖКА 4, элемент НЕ 5, первые элементы ПАМЯТЬ б и И 7, первый 8, второй 9, и третий 10 элементы ЗАПРЕТ, вторые элементы ЗАДЕРЖКА 11 и ПАМЯТЬ 12, третий элемент ЗАДЕРЖКА 13, вто рой 14, третий 15 и четвертый 16 элементы ИЛИ, второй 17 и третий 18 элементы И, генератор 19, первый 20 и второй 21 импульсные трансформато.ры, первый 22 и второй 23 тиристоры первый 24, второй 25 и третий 26 выпрямительные мосты, первый 27, втс рой 28, третий 29 и четвертый 30 ре зисторы, первый 31 и второй 32 конденсаторы, первый 33 и второй 34 диоды, трансформатор 35, стабилизатор 36 напряжения. Согласующие элементы 1 и 2 подклю чены к соответствующим входам элемен та ИЛИ 3, выход которого связан с первым входом элемента И 7 и через элемент ЗАДЕРЖКА 4 и элемент НЕ 5 с соответствующими входами элемента ПАМЯТЬ 6. Выход элемента ПАМЯТЬ 6 подключен к вторым входам элемента И 7 и элементов ЗАПРЕТ 8 и 9. Первые входы элемента И 17 и элемента ЗАПРЕТ 8 соединены с выходом согласующего элемента 1. Выход согласующего элемента 2 связан с входами элемента И 18 и элемента ЗАПРЕТ 9. Выход элемента И 7 соединен через элемент ЗАПРЕТ 10 и элемент ЗАДЕРЖКА 11 с первым входом элемента ПАМЯТЬ 12 второй вход которого подключен через элементы ИЛИ 16 к выходам элемента НЕ 5 и элемента ЗАДЕРЖКА 13, вход которого связан с выходом элемента ПАМЯТЬ 12,Элемент ПАМЯТЬ 12 подключен к одному из входов элемента ЗАПРЕТ 10 и вторым входам элементов И 17 и 18. Элемент ИЛИ 14 соединен соответствующими входами с выходом элемента ЗАПРЕТ 8 и элемента И 17, а выходом подключен к первому входу генератора 19, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 15, соответствующие входы которого подключены к выходам элемента ЗАПРЕТ 9 и элемента И 18. Трансфогяиатор 35 соединен с генератором 19 и стабилизатором 36. К выходам генератора 19 подключены импульсные трансформаторы 20 и 21, соединенные с управляющими входами тиристоров 22 и 23 соответственно. Тиристоры 22 и 23 включены в диагональ постоянного тока выпрямительных мостов 24 и 25 соответственно, первые входы которых соединены между собой, с входом Минус моста 26 и четвертым выходом устройства. Вторые входы мостов 24 и 25 связаны соответственно с первым и третьим выходами устройства. Первый и третий выходы устройства шунтированы встречно включенными диодами 33 и 34, общая точка которых соединена с вторым выходом устройства и выходом Плюс выпрямительного моста 26, входы которого соединены с трансформатором 35. Конденсаторы 31 и 32 обеспечивают включение тиристоров 22 к 23 к защиту их от больших скоростей нарастания напряжения. Резисторы 27 и 28 ограничивают токи, текущие соответственно через конденсаторы 31 и 32, а резисторы 29 и 30 обеспечивают разряд конденсаторов 31 и 32 после выключения напряжения. Диоды 33 и 34 шунтируют нагрузки, питаемые от внутреннего источника устройства, и обеспечивают отключение тиристоров 22 и 23 при индуктивном характере нагрузки. Питание логических элементов 3-12 осуществляется с5т стабилизатора 36 напряжения. Устройство работает следующим образом.

При подаче релейного сигнала заания на согласукнций элемент 1 на го выходе формируется сигнал логиеской 1, поступающий через открытый элемент ЗАПРЕТ 8 и элемент И 14 на первый вход генератора 19, на дном из выходов которого формируютя импульсы напряжения, поступающие на первичную обмотку импульсного трансформатора 20. На вторичной обмотке трансформатора 20 формируются Ю также импульсы напряжения, которые открывают тиристор 22, включенный в иагональ постоянного тока выпрямителБного моста 24, в результате чего постоянное п-ульсируицее напряжение 15 с выпрямительного моста 26 поступает на перЕый и второй выходы регулирующего устройства. С этого момента в цепях нагрузки устройства между его первым и вторым выходами формируется 20 релейно-инотульсный управляющий сигнал напряжения. Для получения задаваеой длительности этого сигнала ис- . пользуется сигнал логической 1, . имеющийся на выходе согласующего эле- 95 ента 1, В дальней чам этот сигнал поступает через элемаит ИЛИ 3 на элеент ЗАДЕРЖКА 4, элемент НЕ 5 и первый вход элемента И 7. Через задаваемый промежуток времени на выходе 3легче нтд ЗАДЕРЖКА 4 формируется сигнгш логической 1, который, .поступая

на элемент ПАМЯТЬ 6, взводит его, в результате чего на выходе последнего появляется сигнал логической 1, который поступает на вторые входы 35 элемента И 7,, элементов ЗАПРЕТ 8 и

9.Элемент ЗАПРЕТ 8 закрывается, и на его выходе исчезает сигнал -логической 1, что в конечном итоге приводит к отключению генератора 19 40 и прекращению подачи постоянного пульсирующего напряжения с выпрямительного моста 26 на первый и второй выходы устройства. С этого момента заканчивается формирование на этих 45 выходах релейно-импульсного управляющего сигнала напряжения и наступает пауза, которая формируется с помощью элемента ЗАДЕРЖКА .11. При этом наличие сигналов логической 1 на обоих входах элемента И 7 приводит также к формированию на его выходе сигнала логической 1., который проходит через открытый элемент ЗАПРЕТ 10 на элемент ЗАДЕРЖКА 11, запуска его.

е, 55

Через время, задаваемое.элементом ЗАДЕРЖКА 11, на его выходе форми , руется сигнал логической 1, который поступает на первый вход элемента ПАМЯТЬ 12, взводит -его, в резуль- 60 тате чего на его прямом .выходе также появляется сигнал логической 1. Этот сигнал закрывает элемент ЗАПРЕТ

10.При этом отключается элемент ЗАДЕРЖКА 11, контро.лирующий длитбль 5

ность паузы, и сигнал логической 1 поступает на элемент ЗАДЕРЖКА 13 и элементы И 17 и 18. При наличии сигналов логической 1 от согласующего элемента 1 и элемента ПАМЯТЬ 12 на входах элемента И 17 на его выходе формируется сигнал логической 1, который через элемент ИЛИ 14 поступает на первый вход генератора 19, что в конечном итоге приводит к формированию между первым и вторым выходами устройства короткого релейноимпульсного управляющего сигнала напряжения, длительность которого контролируется с помощью элемента ЗАДЕРЖКА 13.

Через время, задаваемое элементом ЗАДЕРЖКА 13, на его выходе появляет- ся сигнал логической 1, который чечерез элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента ПАЬШТЬ 1.. и сбрасывает его. Исчезает сигьал логической 1 на прямом выходе элемента ПАМЯТЬ 12, открывается элемент ЗАПРЕТ 10., запускается элемент ЗАДЕРКА 11, начинается пауза, а затем ско формируется короткий релейно-импульсный урпавляющий сигнал напряжения между первым и вторым выходами устройства и т.д. Такой режим сохраняется до тех пор, пока на входе согласующего элемента 1 имеется релейный сигнал задания. Отсутствие же такого сигнала на входе согласующего элемента 1 приводит к тому, что между первым и вторым выходами устройства не формируются релейноимпульсные управляющие сигналы напряжения. Кроме того, это приводит к отсутствию сигнала логической 1 на входе элемента НЕ 5. В результате этэтого на его выходе формируется сигнал логической 1, который осуществляет сброс элемента ПАМЯТЬ 6 непосредственно и элемента ПАМЯТЬ 12 через элемент ИЛИ 16.

При подаче релейного сигнала задания на вход согласующего элемента 2 на его выходе поялвяется сигнал логи ческой 1, с помощью которого формируются релейно-импульсные управляющи сигналы напряжения между вторым и третьим выходами устройства.

При этом контроль длительности длинного и коротких сигналов, а также пауз между ними осуществляется с помсяцью вышеописанных цепей, а управление вторым входом генератора 19 осуосущес -вляется с использованием элемента ЗАПРЕТ 9 и элемента ИЛИ 15 для длинного сигнала, а также элементов ИЛИ 15 и И 18 - для коротких сигналов. При воздействии на второй вход генератора 19 он, в свою очередь через импульсный трансформатор 21 открывает тиристор 23, в результате чего постоянное пульсирующее напряжение выпрямительного моста 26 поступает на второй и третий выходы регулирующего устройства.

Благодаря тому, что тиристоры 22 w 13 включены в диагонали соответствующих выпрямителвных мостов 24 и 25, они могут коммутировать как постоянный пульсирующий ток, так и переменный ток в целях нагрузки устройства. При использовании внешнего источника переменного напряжения, например, 220 В оно подается на второй и четвертый выходы, причем фаза подключается на четвертый выход устройства.

Выполнение выходных цепей регулирующего устройства по трехпроводной схеме позволяет получить реверсируемые релейно-импульсные управляющие сигналы напряжения по типу больше (первый и второй выходы) и меньше (второй и третий выходы) при наличии релейного сигнала задания на соответствующем входе устройства.

ff6/JfO

РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор и подключенные к его выходам первый и второй импульсные трансформаторы, соединенные с управлякидими входами первого и второго тиристоров, включенных в диагональ постоянного тока первого и второго вывыпрямительных мостов -, первые входы которых соединены ьюжду собой, с выходом Минус третьего выпрямительного моста и с четвертым выходом устройства, а вторые входы соединены с первым и третьим выходами устройства,шунтированными встречно включенными первым и вторым диодами, общая точка которых соединена с вторым выходом устройства и выходом Плюс третьего выпрямительного моста, входы которого подключены к трансформатору, соединенному с генератором и стабилизатором напряжения, последовательно соединенные первый конденсатор с первым резистором и второй конденсатор с вторым резистором, шунтирукмцие соответственно первый и второй тиристоры, шунтирующий первый конденсатор, третий резистор, четвертый резистор, шунтируклций второй конденсатор, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения оно снабжено первым и вторым согласующими элементами, элементом НЕ, первым, вторым, третьим и четвертым элементами ИЛИ, первым, вторым и третьим элементами ЗАДЕРЖКА и ЗАПРЕТ, первым и вторым элементами ПАМЯТЬ, первым, вторым и третьим элементами И, причем перврлй и второй согласующие элементы подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которюго соединен с первым входом первого элемента И и через первый элемент ЗАДЕРЖКА и элемент НЕ с соответствующими входами первого элемента ПАМЯТЬ. выход которого подключен к вторым вхо- S дам первого элемента И,первого и (Л второго элементов ЗАПРЕТ, первые входы второго элемента И и первого элемента ЗАПРЕТ соединены с выходом первого согласукмцего элемента, а такие же входы третьего эле иента И и второ-о го элемента ЗАПРЕТ связаны с выходом второго согласукицего элемента, выход первого элемента И соединен через третий элемент ЗАПРЕТ и вторюй элемент ЗАДЕРЖКА с первым входом второго эле эо :л Мента ПАМЯТЬ, второй вход которого подключен через четвертыйэлемент ИЛИ к выходам элемента НЕ и третьего эле мента ЗАДЕРЖКА, вход которого связан с выходом второго элемента ПАМЯТЬ, подключенного к рдному из входов третьего элемента ЗАПРЕТ и к вторым входам второго и третьего элементов И, второй элемент ИЛИ соединен соответствующими входами с выходом первого элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, а выходом подключен к перво му входу генератора, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного соответствующими входами к выходам второго iэлемента ЗАПРЕТ и третьего элемента И.