Импульсный регулятор мощности переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02M5/22 G05F1/66 

1 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве импульсного регу тора мощности электротермических J; уст.аиовок, подключенных к сети пере менного тока. Известны импульсные регуляторы мощности переменного тока, регулирующие мощность изменением числа Многократных подключений нагрузки к сети со временем каждого подключения, кратным целому числу полуперйодов сетевого напряжения, в течение интервала регулирования и 23. Известно устройство, состоящее из последовательно соединенных формирователя синхроимпульсов, счетчика длительности импульса мощности, счетный вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, установочный вход - с выходом счетчика такта, а счетньй выход - со входом Установка О, триггера огфеделения длительности импульса мощности и триггера управления, а также последовательно Соединенных генератора импульсов, счет чика прямого пересчета и накопитель ного счетчика, причем вход разрешения записи счетчика прямого пересчета соединен с выходом счетчика импульсов С J. Однако техническая реализация данного устройства требует большого количества цифровых элементов при построении схем генераторов заданного числа импульсов большой раз рядности, так как число этих импульсов должно быть много-больше максимального управляющего сигнала Кроме того, в этом устройстве точность управления зависит от точности деления заданного в генераторе числа импульсов на величину текущего значения сигнала управле1дая, а результат этого деления для бсяьшинства значений,управляющего сигна ла не может быть, получен без ошибки. Инерционность этого устройства велика и равна, как минимум, длительности интервала регулирования. Известно устройство, содержащее последовательно соединенный синхронизированный с сетью формирователь синхроимпульсов, распределитель, многоразрядную схему совпадения, сх му Н, ключ, управляемьЕй вентиль и нагрузку, причем входы схемы И сое792динены с выходом многоразрядной схемы совпадения и выходом формирователя синхроимпульсов, а входы многоразрядной схемы совпадения поразрядно соединены с соответствующими выходами распределителя и регистра, на выходы которых подается дискретный сигнал управления fsj. Однако указанное устройство имеет ограниченные функциональные возможности в связи с тем, что использование двоичных распределителя и регистра в сочетании с многоразряд1НОЙ Схемой логического сложения приводит к ограничению диапазона основных параметров - длительности интервала импульсного регулирования и дискретности регулирования . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсньй регулятор мощности переменного тока, состоящий из последовательно подключенных к сети тиристора и нагрузки, накопительного сумматора и формирователя синхроимпульсов, подключенного входом к сети, и шин записи сигнала управления и установки интервала регулирования. В двухвходовом многоразрядном компараторе этого устройства происходит формирование импульсов управления, переключающих управляемый вентиль в проводящее состояние в момент равенства нулю напряжения сети в течение периода сетевого напряжения, причем число этих импульсов в течение интервала импульсного регулирования, длительность которого определяется числом, заданным на входе одного сумматоре, равно записанному в регистре в виде двоичного числа сигналу управления СЗ. Однако известное устройство отличается большой слолшостью из-за использования двух накопительных сумматоров, в каждом из которых накапливается число до N , где N - длительность интервала регулирования, выраженная числом дискретных единиц мощности в нем. Таким образом, разрядность накопительных сумматоров в два раза превышает разрядность кода числа N . Схемы самих сумматоров отличаются большим числом элементов. Кроме того, динамические характеристики его неудовлетворительны при работе с малоинерционными объектами. Это объясняется тем, что работа устройства программируется величиной си1- 3 нала управления один раз в течение интервала регулирования в его начале, в результате чего запаздывание устройства велико в пределе длительности интервала регулирования, т.е. N Тс/2, где Т,. - период сетевого напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства и улучшение его динамических характеристик. Эта цель достигается тем, ч го импульсный регулятор мощности переменного тока, состоявши из последовательно подключенных к сети тиристора и нагрузки, накопительного сумматора и формирователя синхроимпульсов, подключенного входом к сети, и шин записи сигнала управления и установки интервала регулирования, снабжен двумя схемами запрета по одной схеме ИЛИ на входе каждого раз ряда параллельного входа, накопительного сумматора и общей схемой ИЛИ, причем на инверсные входы первых схем запрета поразрядно подключены ш ны установки интервала регулирования на прямые входы вторых схем запре,та поразрядно подключены шины записи сигнала управления, вторые входы первых и вторых схем запрета соединены с выходом переноса старшего ра ряда накопительного сумматора, а-их выходы через схемы ИЛИ в каждом раз ряде соединены с параллельными вход ми накопительного сумматора, а входы общей )I ЯПИ соединены с выходом формирователя синхроимпульсов и выходом переноса старшего разряда нак пительного сумматора, а выход - с тактовым входом этого сумматора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит формирователь 1 синхроимпульсов, вход которого под ключен к сети 2, а выход - к первому входу схемы ИЛИ 3, ключ 4, выход которого подключен к входу тиристора 5 с нагрузкой 6, а вход - к выходу переноса старшего разряда нако пительного сумматора 7, вход каждо го разряда которого через схемы ИЛИ 8 соединен с выходами схем 9 и 0 запрета.Инверсные входы всех схем 9 запрета поразрядно соединены с.шиной 11 установки интервала регулиро вания, а прямые входы всех схем 10 запрета поразрядно соединены с шина мИ 12 сигнала управления. Соответст венно прямые входы всех схем 9 за794прета, инверсные входы всех схем запрета 10 соединены с выходом переноса старшего разряда сумматора. Схема работает следующим образом. С приходом каждого тактового импульса с выхода формирователя 1 на тактовый вход сумматора 7 в последний записывается дополнительно к хранящемуся в нем числу величина сигнала управления Х с шин 12. Код числа длительности интервала регулирования NC шин 11 на вход сумматора не проходит, так как отсутствует сигнал разрешения на входах схем 9 запрета. Когда сумматор 7 переполняется, на выходе переноса его старшего разряда появляется сигнал единицы, который, формируясь по длительности и амплитуде в схеме 4, включает тиристор 5, пропуская импульс мощности к нагрузке, а также открывает схемы 9, закрывает схемы 10 и через схему ИЛИ 3 дает сигнал на сукмирование в сумматор 7. Шина 12 сигнала управления отклюгается от сумматора, а пшна I I кода длительности jiHTepвапа подключается. В результате к со- . держимому сумматора добавляется число, дополняющее N до в.еличины 2, поэтому следующий такт работы устройства начинается не с нулевым содержимым сумматора,а с содержимым, равным, как минимум, 2-N. Пусть содержимое сумматора 7 после его переполнения становится равным нулю. Тогда по сигналу переноса с выхода сумматора в него записывается число ()+Oj . Следующий синхроимпульс добавляет к этому числу величину Х. В сумматоре оказывается число (2 -N)+X у. Если оно меньше 2, то сигнал переноса на выходе сумматора отсутствует, тиристор 5 закрыт, Следукщий синхроимпульс опять добавляет к содержимому сумматору Xv,, и в нем оказывается число (2 -N)+ + 2X,j. Если ойо больше 2 , то появляется сигнал переноса на выходе сумматора, который включает тиристор , а к оставшемуся числу в сумматоре , равному 2X.J-N , добавляет с шин 11 число . Далее работа повторяется до следующего включения тиристора. Операция добавления числа 2 в начале каждого цикла суммирования необходима для случая, когда т.е. с целью установления любой ое

личины .значений .N. Если N «2, то необходимость в таком сложении исчезает.

При м е р. Пусть , Х 6. Когда на выходе сумматора появляется 5 единица, а остаток равен нулю, в сумматор запись1вается число 5р t2 - 10 ) 6, и работа схемы в новом такте : такте начинается с этим числом в сумматоре. Следующий синхроимпульс Ю добавляет в сумматор число управления , и в сумматоре оказьтается записанным число S S + Х 12. Сумматор рассчит-ан на число 15, поэтому он не переполняется и сигнала на 15 выходе нет. Второй синхроимпульс

6

добавляет еще Х, 6. Тогда в с: мматоре оказывается число 82 ,) « К-и 18. Это больше содержимого cywi-iaтора поэтому появляется сигнал выхода, а в сумматоре остается число 5 2 2. К этому числу добавляется с шин N число 2 - N , т.е. 6., и новый такт начинается с содержи ым сумматора, равным 8, и т.д-.

Таким образом, последовательность импульсов на выход сумматора, а значит, и на нагрузке подчиняется циклу ...0101101011..., что соответствует распределению импульсов по способу подходящих дробей.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, состоящий из последовательно подключенных к сети тиристора и нагрузки, накопительного сумматора и формирователя синхроимпульсов, подключенного входом к сети, и шин записи сигнала управления и установки интервала регулирования. отлич ающийся тем, что, с целью упрощения и улучшения динамических характеристик, он снабжен двумя схемами запрета, по одной схеме ИЛИ на входе каждого разряда параллельного входа накопительного сумматора и общей схемой ИЛИ, причем на инверсные входы первых схем запрета поразрядно- подключены шины установки интервала регулирования, на прямые входы вторых схем запрета поразрядно подключены шины записи.сигнала управления, вторые входы первых и вторых схем запрета соединены с выходом переноса старшего разряда нако§ пительного сумматора, а их выходы через схемы ИЛИ в каждом разряде соедиО) нены с параллельными входами накопительного сумматора, а входы об.щей схемы ИЛИ соединены с выходом формирователя синхроимпульсов и выходом переноса старшего разряда накопительного сумматора, а выход - с тактовым входом этого сумматора.