Устройство регулирования яркости световых панно Советский патент 1984 года по МПК H05B39/09 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, обеспечивающим периодический характер работы системы иллюминации.

Известно устройство для переключения елочных гирлянд и иллюминации, содержащее первый ключевой элемент и нагрузку, причем выход первого ключевого элемента соединен с первым входом нагрузкиС13.

Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности регулировки яркости.

Цель изобретения - повыщение чувствительности регулировки яркости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования яркости световых панно, содержащее блое питания, генератор напряжения и ключевой элемент, имеет усилитель-формирователь, дополнительные ключевые элементы и блок нагрузок с количеством групп нагрузок, соответствующих количеству ключевых элементов, причем блок питания связан с усилителем-формирователем и генератором, выходы которого соединены с входами усилителя-формирователя, при этом выходы усилителя-формирователя связаны с соответствующими входами блока нагрузок.

Кроме того, генератор напряжений содержит приводной электродвигатель, три сельсина и согласующие трансформаторы, причем валы роторов сельсинов жестко соединены между собой и с валом электродвигателя, вал ротора каждого последующего сельсина расположен по отношению к валу каждого предыдущего сельсина под углом 30°, при этом статорные обмотки каждого сельсина соединены с соответствующей фазой напряжения, а выходы каждого сельси на связаны с соответствующими каждому сельсину согласующими трансформаторами.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - структурная схема генератора напряжений; на фиг. 3 - структурная схема усилителя-формирователя импульсов; на фиг. 4 - структурная схема блока питания.

Устройство содержит низкочастотный многофазный генератор 1 напряжений, блок 2 питания, усилитель-формирователь 3 импульсов, щесть ключевых элементов 4-9, объединенных в один блок 10, и щесть групп 11 - 16 нагрузки, объединенных в один блок 17.

Низкочастотный многофазный генератор 1 Напряжений может быть выполнен на интегральных микросхемах, однако для получения более плавного, близкого к синусоидальному, изменения напряжения и для упрощения схемы применен многофазный генератор (фиг. 2), состоящий из трех сельсинов, валы которых жестко соединены между собой и сдвинуты друг относительно друга на 30°, электродвигателя, приводящего в движение роторы сельсинов, редуктора и регулятора скорости вращения электродвигателя. К роторным обмоткам каждого из сельсинов подключены согласующие трансформаторы Тр 1 и Тр 2, включенные соответственно по схеме «звезда и «треугольник, чем достигается сдвиг максимумов амплитуды выходных напряжений в трансформаторах на 90°.

Так как роторы сельсинов сдвинуты друг относительно друга на 30°, то фазы модулей максимумов выходных напряжений распределяются следующим образом: Ои 180° Тр1 первого сельсина 30 и 210° Тр1 второго сельсина 60 и 240° Тр1 третьего сельсина 90 и 270° Тр2 первого сельсина 120 и 300° Тр2 второго сельсина 150 и 330° Тр2 третьего сельсина Входами низкочастотного многофазного генератора напряжений являются статорные обмотки трех сельсинов, на которые подается напряжение соответственно от трех фаз А, В, С блока питания (первый его выход - фаза А, второй выход - фаза В, третий выход - фаза С).

Блок 2 питания состоит из трех (соответственно числу фаз) понижающих трансформаторов с двумя вторичными обмотками каждый. От первой вторичной обмотки каждого трансформатора запитывается статорная обмотка сельсина соответствующей фазы. От второй вторичной обмотки трансформатора через выпрямитель и сглаживающий фильтр запитывается усилитель-формирователь.

Усилитель-формирователь 3 управляющих импульсов состоит из щести усилителей (фиг. 3) соответственно числу семисторов 4-9 блока 10 ключевых элементов. Усилители преобразуют входные сигналы от сельсинов в импульсы, включающие семисторы 4-9 в заданные моменты времени (фазо-импульсный метод регулирования).

Каждый из щести усилителей содержит диодный мост на диодах VD 1...VD4; потенциометры RP1, RP2; транзисторы VT1, VT2; конденсатор С1; импульсный трансформатор Тр1.

Нагрузка 17 состоит из щести групп 11 - 16 ламп накаливания, причем лампы каждой группы соединены параллельно, один общий провод всех групп соединен с О питающей сети, а второй провод каждой группы - с соответствующим ей ключевым элементом блока 10.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания коммутационной аппаратурой напряжение питания поступает на блок питания, с которого подается на статорные обмотки сельсинов многофазного генератора напряжений и усилитель-формирователь, а также на электродвигатель. Электродвигатель начинает вращаться и приводит во вращение роторы сельсинов, которые механически соединены с ним. На согласующих трансформаторах каждого сельсина появляется переменное напряжение, синфазное напряжению фазы, питающей данный сельсин. Амплитуда выходного напряжения на каждом из согласующих трансформаторов изменяется при вращении роторов сельсинов от О до максимума и является входным сигналом усилителя-формирователя 3. От этого входного сигнала, а также от уровня смещения на базе транзистора VT1 зависит скорость заряда конденсатора С1, а от скорости заряда, в свою очередь, зависит момент выходного импульса усилителя, открывающего соответствующий ему ключевой элемент. Следует отметить, что чем меньще амплитуда входного сигнала и чем больще уровень смещения на базе транзистора VT1, тем раньще усилитель-формирователь 3 выдает импульс, открывающий ключевой элемент, и тем больще значение действующего напряжения на нагрузке, т. е. тем ярче свечение ламп, подключенных к данному ключевому элементу. Для установления желаемого закона изменения яркости ламп от угла поворота сельсина предусмотрены потенциометры RP1 и РР2, изменяющие соответственно уровень смещения на базе транзистора VTI и величину входного сигнала. Так как описанный процесс протека ет одновременно во всех щести каналах управления нагрузкой, а огибающие амплитуды входных напряжений сдвинуты друг относительно друга на 30°, то в нагрузке будет наблюдаться плавное циклическое чередование максимумов яркости свечения ламп.

причем цикл чередования будет происходить через каждые 0,5 оборота роторов сельсинов.

Если лампы накаливания, входящие в нагрузку 17, расположить в одну гирлянду на равных расстояниях, причем 1-я, 7-я... я лампа в этой линии должна быть из группы 11; 2-я, 8-я, ... 2-Ьбп я - из группы 12; 3-я, 9-я ..., 3 + бп я - из группы 13; ..., 6-я, 12-я, ... 6-f6п я - из группы 16, то при работе устройства у наблюдателя возникает впечатление бегущей световой волны, движение которой направлено к 1-ой или к последней лампе гирлянды в зависимости от направления вращения двига5теля.

Реверсом двигателя можно менять направление движения бегущей световой волны. Применяя последовательность включения ламп, отличную от описанной, можно получить другие световые зрительные эф0фекты.

Эксперимент показал, что наилучщий эффект при дискретном переключении ламп получен при количестве групп ламп не менее 4, а при плавном изменении яркости ламп при количестве групп ламп не менее 5.

5

При включении в каждую фазу питающей сети по две группы ламп (1 и 4 в фазу Л, 2 и 5 в фазу S, 3 и 6 в фазу С) получается минимальная неравномерность распределения нагрузки по фазам питаю0щей сети.

Использование предложенного устройства позволит плавно регулировать яркость ламп с созданием эффекта бегущей волны, улучщая, тем самым, условия восприятия выставочных экспонатов и создавая наи5лучщий зрительный эффект.

1. УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЯРКОСТИ СВЕТОВЫХ ПАННО, содержащее блок питания, генератор напряжений и ключевой элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности регулировки, оно имеет усилитель-формирователь, дополнительные ключевые элементы и блок нагрузок с количеством групп наздуа-зы грузок, соответствующих количеству ключевых элементов, причем блок питания связан с усилителем-формирователем и генератором, выходы которого соединены с входами усилителя формирователя, при этом выходы усилителя-формирователя связаны с соответствующими входами блока нагрузок. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор напряжений содержит приводной электродвигатель, три сельсина и согласующие трансформаторы, причем валы роторов сельсинов жестко соединены между собой и с валом электродвигателя, вал ротора каждого последующего сельсина расположен по отнощению к валу каждого предыдущего сельсина под углом 30°, при этом сгаторные обмотки каждого сельсина соеди§ нены с соответствующей фазой напряжения, а выходы каждого сельсина связаны с (О соответствующими каждому сельсину согласующими трансформаторами.

к ycufJumefJH}- форнироёо/телю имп1.//1ьс 6 Риг.1