Устройство для импульсного регулирования мощности в @ -фазной сети без нейтрали и схема управления вентилями устройства для импульсного регулирования мощности в @ -фазной сети без нейтрали Советский патент 1984 года по МПК H02M5/22 G05F1/66 

ки/ с-фазной сети без нейтрали при работе на HOI-фазных нагрузках, в схему дополнительно введен m -разрядный регистр, у которого информационные входы являются управляющими входами

схемы управления вентилями, выходы подключены к третьим входам схемы совпадения, а управляющий вход соединен с тактовым входом схемы управления вентилями.

1. Устройство для импульсного регулирования мощности вm-фазной сети без нейтрали, содержащее управляемые вентили в каждой фазе, синхронизатор, у которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход с зходом счетчика, схему управления вентилями, у которой синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход - к выходу счетчика, управляющие выходы - к управляющим электродам вентилей, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерной загрузки фазт -фазной сети без нейтрали при работе наМл -фазных нагрузок, в устройство введены преобразователь кодов, дополнительно (N-1) групп управляемых вентилей для N-1 нагрузок и (М-1) схем управления вентилями, у которых тактовые входы подключены к выходу счетчика, синхронизирующие входы - к синхронизирующим выходам синхронизатора, управляющие выходы - к управляющим электродам соответствующих вентилей, причем тактовые и синхронизирующие входы всех схем управления вентилями подключены к входам преобразователя кодов, выходы которого группами по т подключены к управляющимвходам схем управления вентилями. 2. Схема управления вентилями устройства для импульсного регулирог вания мощности fn-фазной сети без нейтрали, содержащая формирователь импульсов, тактовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, а выход является тактовым выходом схемы управления вентилями, гп -многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими взводами схемы управления вентилями, шифратор, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы ; являются управляющими выходами схемы | управления вентилями, триггер, пря- i мой выход которого соединен с вторым входами схем совпадения, счетчик, выход которого является синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент ИЛИ, причем первый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика, подключенного через элемент 1ШИ к выходам всех схем совпадений, о тличающа:яся тем, что, с целью обеспечения равномерной загрузг

Изобретение относится к области регулирования электрических величин и предназначено для дискретного регулирования мощности многоканальных электротермических установок с омическим нагревом, подключенных кт фазной сети без нейтрали. Известны устройства дЛя импульсного регулирования мощности переменного тока, регулирутощие мощность изменением числа подключений нагрузки к сети со временем каждого подключения , кратным целому числу полупериодов питающего напряжения, в течение постоянного интервала, времени, назы ваемого интервалом импульсного управ ления. Известно устройство для цифрового регулирования мощности, содержащее синхронизатор, своими входами связанный с питающей сетью, и схему управления вентилями, тактовый вход которой соединен с тактовым выходом синхронизатора а тактовый выход, являющийся в то же время управляющим выходом схемы управления вентилями, подключается к управляющим электродам вентилей через блоки импульсных усилителей lj . Известно устройство для импульсно го регулирования мощности, содержащее управляемые вентили, синхронизатор, у которого входы связаны с питающей сетью, тактовый выход - со входом счетчика, и схему управления вентилями, у которой синхронизирующи входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход - к выходу счетчика, управляющие выходы к управляющим электрода вентилей 2j . При использовании указанных устройств для управления электрической мощностью нескольких нагрузок, питаю щихся от оПпейт-фазной сети без нейтрали, подключение нагрузок к тем или иным фазам сети происходит без взаимного учета фазности подключения каждой нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является устройство для импульсного регулирования мощности вЖ-фазной сети без нейтрали,содержащее управляемые вентили, синхронизатор, У которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход - с входом счетчика, схему управления вентилями, у которых синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход - к выходу счетчика, управляющие выходы к управляющем электродам вентилей fsj. Недостатком известного устройства является то, что равномерная загрузка фаз сети осуществляется только при управлении мощностью одной т-фазной нагрузки. При управлении мощностью N № - фазных нагрузок подключение каждой нагрузки к фазам питающей сети будет происходить без учета того, сколько нагрузок и к каким фазам сети подключались на предьщущих тактах и подключаются на текущем такте, что в случае irj-фазной сети без нейтрали на текущем такте, что в случае Ип-фазной сети без нейтрали приводит как к возникновению несимметричных режимов работы, так и к импульсным перегрузкам сети, которые ухудщают качество использования питающего напряжения и отрицательно влияют на подключенное к сети электрообору- дование. Известна схема управления вентиями устройства для цифрового регулирования мощности, представляющая форирователь импульсов управления, актовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, включающий в себя распределитель, вход которого явля.ется тактовым входом формирователя, многоразрядную схему совпадения и схему Ш1И, выход которой является одновременно выходом формирователя и тактовым и управляющим выходами схемы управления вентилями, причем входы схемы ИЛИ соединены с выходом многоразрядной схемы совпадения и тактовым вхо(Дом формирователя, первые входы многоразрядной схемы совпадения поразрядно соединены с соответствующими выходами.распределителя, а вторые входы - с соответствующими выходами регистру, на входы которого подается сигнал управления 1 . Известна схема управления вентиля ми устройства для импульсного регулирования мощности, содержащая формирователь импульсов управления, так товый входКоторого является тактовьм входом схемы управления вентилями, включающий в себя два накапливаю щих сумматора, своими выходами пораз рядно соединенные с первыми и вторым входами компаратора, регистр, входы которого соединены с шинами сигнала управления, В1.гходы - с информационны ми входами первого сумматора, и логи ческий элемент И, первый вход которого соединен с тактовым входом формирователя, второй вход - с выходом компаратора, а выход, являющийся выходом формирователя, подключен к управляющему входу второго сумматора причем управляющие входы регистра и первого сумматора подключены к такто вому входу формирователя, информацио ные входы второго сумматора - к щина установки интервала регулирования, а выход формирователя является одновременно тактовым и управляющим выхо дом схемы управления вентилями 2j. Однако при использовании таких схем управления вентилями при регулировании мощности Eirn-фазных нагруз ках, подключенных к т-фазной сети без нейтрали, не обеспечивается равномерная загрузка фаз сети. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является схема управления вентилями, используемая в устройстве импульсного регулирования мо ности в п Фазной сети без нейтрали, содержащая формирователь импульсов, тактовый вход которого является такт вым входом схемы управления вентилями, а выход - тактовым выходом схе1674 мы управления вентилями, fh.-многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими входами схемы управления вентилями, шифратор, входыкоторого соединены с выходами схем совпадения, а выходы являются управляющими выходами . схемы управления вентилями, триггер, прямой выход которого соединен со вторыми .входами схем совпадения, счетчик, вькод которого является синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент ИДИ, причем первый вХод триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика, подключенного через элемент ИЛИ к выходам всех схем совпадения з . При использовании такой схемы управления вентилями равномерная загрузка фаз сети возможна только для каждой fn-фазной нагрузки в отдельности. В целом же при управлении мощностью в m-фазных нагр узках подключение каждой нагрузки к фазам сети происходит без взаимного учета фазности подключения остальных нагрузок, что приводит к несимметричным режимам -и импульсным перегрузкам се- ти. Целью изобретения является обеспечение равномерной загрузки фаз tii-фазной сети без нейтрали при работе на Hw-фазных нагрузок. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для импульсного регулирования мощности в Vn-фазной сети без нейтрали,, содержащее управляемые вентили в каждой фазе, синхро-; низатор, у которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход с входом счетчика, схему управления вентилями, у которой синхронизируннцие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход - к выходу счетчика,управляющие выходы - к управляющим электродам вентилей, введены преобразователь кодов, дополнительно (N-1) групп управляемых вентилей .для Ц-1 нагрузок и (К-1) схем управления вентилями, у которых тактовые входы подключены к выходу счетчика, синхронизирующие входы - к синхронизирующим выходам синхронизатора, управляю1Щ1е выходы - к управляющим электродам соответствующих вентилей, причем тактовые и синхронизирующие входы всех схем управления вентилями подключены к входам преобразователя кодов, выходы которого, группами по № подключены к управляющим входам схем управления вентилями. При этом в каждую схему управления вентилями устройства для импульс ного регулирования MonpjocTHm-фазной сети без нейтрали, содержащую фор-мирователь импульсов, тактовый вход которого является тактовым входом схе№1 управления вентилями, а выход является тактовым выходом схемы управления вентилями,Ш-многовходовьк логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирую щими входами схемы управления вентилями, шифратор, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы являются управляющими выходами схемы управления вентилями, триггер, прямой выход которого соеди нен с вторыми входами схем совпадения, счетчик, выход которого являетгся синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент ИЛИ, причем первый вход триг гера подйлючен к выходу формировател импульсов, а второй соединен с выходо счетчика, подключенного через элемен ИЛИ к выходам всех схем совпадений, дополнительно введен ffi-разрядный регистр, у которого информационные вхо ды являются управляющими входами схе мы управления вентилями, выходы подключены к третьим входам схемы совпадения, а управляющий вход соединен с тактовым входом схемы управления вентилями. . На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для импульсного регулирования мощности вm-фазной се ти без нейтрали для случая трехфазно сети (), на фиг.2 - то же, схемы управления вентилями для случая трех фазной сети ().

Устройство для импульсного регулирования мощности в трехфазной () сети без нейтрали (фиг.1) содержит синхронизатор 1, своими входами соединенный с шинами сети 2, тактовым выходом - с входом счетчика 3 схемы управления вентилями 4.1, 4.2,...,4.г) группы управляемых вентилей 5.1,5.2, ...,5.П, посредством которой каждая трехфазная нагрузка 6.1,6.2,...,6.11 подключена к сети 2, и преобразователь 7 кодов.

выходы 19 подключены к управляющим электродам соответствзтощих вентилей. Работа устройства при трехфазном питании заключается в следующем.

При появлении питания на шинах сети 2 синхронизатор 1 на своих синхронизирующих выходах генерирует импульсы, совпадающие с моментами пеS рехода через нуль напряжений Ид , UBC и (сц сети, которые поступают на синхронизирующие входы схем управления вентилями. Импульсы с тактово676Схема управления вентилями (фиг,2) содержит формирователь 8 импульсов, у которого тактовый вход является тактовым входом 9 схемь управления вентилями, а выход соединен со входом Установка в 1 триггера 10 и является тактовым выходом 11 схемы управления вентилями,m -разрядный регистр 12, информационные входы которого являются управляющими входами 13.1-13.3 схем управления вентилями, управляющий вход его подключен к тактовому входу 9 схемы управления вентилями, а выходы - к третьим входам схем 14 - 16 совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими входами 17.1-17.3 схемы управления вентилями, вторые входы подключены к прямому выходу триггера 10 и выходы - к входам шифратора 18, выходы которого являются управляющими выходами 19.1-19.3 схемы управления вентилями. Кроме того, вход счетчика 20 соединен через схему ИЛИ 21 с выходами схем 14 - 16 совпадения, а выход, который является синхронизирующим выходом 22 схемы управления вентилями, подключен ко входу Установка в О триггера 10. Шифратор 18 содержит схемы ИЛИ 23 - 25, входы которых соединены с его входами, причем с первым входом шифратора 18 соединены входы схем 23 и 25, а к информационны входам формирователя 8 подключены шины 26 управления формирователем. Кроме того, тактовые входы 9 схем управления вентилями подключены к выходу счетчика 3, синхронизирующие входы 17 - к синхронизир щим выходам формирователя 1, тактовые выходы 11 и синхронизирующие выходы 22 - к входам преобразователя 7 кодов, выходы которого группами по три подключены к зпправляющим входам 13 схем управления вентилями, а управляющие 71 го выхода синхронизатора 1 поступают на вход счетчика 3, с выхода которого импульсы, образованные делением частоты импульсов на целое число, равное коэффициенту деления счетчика 3, поступают на тактовые, входы 9 схем управления вентилями 4.1,...,4. и соответственно на вход формирователя 8 каждой схемы управления венти лями. Формиров§тель 8 на своем выходе в течение интервала импульсного управления формирует тактовые импульсы управления, число которых определяет ся кодом на шине 26 формирователя 8. Каждым тактовым импульсом на выходе формирователя должна подключиться к сети нагрузка на время Тр, кратное длительности полупериода сетевого напряжения. Тактовые импульсы управления с вы хода формирователя 8 поступают на вход Установка в 1 триггера 10, переключая его в единичное состояние При этом сигнал прямого выхода триггера . 10 поступает на вторые входы схем 14-16 совпадения, снимая запрет их включения.. На первые входы схем 14 - 16 совпадения поступают импульсы соответствующие моментам перехо- да через нуль напряжений фаз сети 2 с синхронизирующих выходов синхронизатора 1. Для включения любой из схем 14 - 16 необходимо совпадение вовремени сигналов на всех ее выходах, по каждому тактовому импульсу с выхода формирователя 8 может включиться только одна из схем 14 - 16, что определяется сигналами с вькодов регистра 12, поступающими на третьи входы схем 14 - 16. Сигнал Логичес- кая 1, обуславливающий включение одной из схем 14 - 16, может быть только на одном из выходов регистра 12, что определяется преобразователе кода 7. При включении любой из схем 14 - 16 на е:е выходе появляются импульсы, синхронные с моментами перехода через нуль напряжений соответст вующих фаз сети. Так, при включении схемы 14 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с напряжением сети, на выходе схемы 15 при ее включении - импульсы, синхронные с напряжением Ug. , а на выходе схемы 16 - импульсы, синхронные с напряжением и сА Количество импульсов в течение интервала между двумя тактовыми км7пульсами управления определяется длительностью включенного состояния триггера 10, которая в свою очередь, определяется основанием счета счётчика 20, на вход которого через схему Ш1И 21 поступают импульсы с выходов схем 14 - 16. Счетчик 20 подсчитывает число импульсов на выходах этих схем в соответствии с основанием его счета, после чего в момент окончания последнего импульса счета выдает сигнал на установку в О триггера 10, запирая схемы 14 - 16 и ограничивая число импульсов, пропускаемых в течение интервала Тц, т.е. длительйость единичного импульса мощности в нагрузке. В рассматриваемом случае основание счетчика 20 равно двум, что соответствует единичному импульсу мощности длительностью в два полупериода сетевого напряжения, т.е. Т„ Т. Импульсы с выходов схем 14 - 16 поступдют на входы шифратора 18, а с его выходов, которые являются управляющими выходами схемы управления вентилями, подаются на управляю щие .электроды соответствующих вентилей,i Каждый импульс, поступаювщй на один из входов шифратора, поступает на входы двух из трех схем ИЛИ, имеющиеся в шифраторе, включая в течение полупериода сетевого напряжения два вентиля из трех. Например, импульсы на выходе схемы 14, совпадаюпре с моментами перехода через нуль напряжения Uflg сети, поступают на входы схем 23 и 24, включая затем вентили 27.1 и 27.2 (фиг.1) и подключая части 28 . 1 и 28 . 2 нагрузки 6.1 к фазам А и.В сети в течение одного полупериода сети каждый. Импульсы на выходе схемы 15,- синхронизированные с напряжением UBC сети, одновременно посту„ ют йа входы схем 24 и 25, подключая вентилями 27.2 и 27.3 части 28.2 и 28.3 нагрузки 6.1 к фазам В и С сети, а импульсы на выходе схемы 16 подключают аналогично части 28.1 и 28.3 нагрузки 6.1 к фазам А и С сети. В рассматриваемом случае длительность Tg, что соответстподключения Т вует основанию счета счетчика 20, равному двум. Формирователи 8 каждой схемы управления вентилями формируют тактовые импульсы управления в ВЦДЁ двоичного кода, который в последовательном виде поразрядно поступает с выходов формирователей на тактовые выходы схем управления вентилями сихронно с импульсами, поступающими на тактовые входы формирователей с выхода счетчика 3.

С началом очередного такта Тц на тактовом выходе каждой схемь управления вентилями присутстйует сигнал Логическая 1 в случае, если необходимо подключать соответствующую нагрузку к сети, либо сигнал Логический О в случае, если нагру:. ка на этом такте Тц к сети не подключается .

С синхронизирующего выхода 22 схемы управления вентилями, которые подключают нагрузку к сети, на соответствующий вход схемы преобразовать ля. кодов 7 поступит импульс, фаза которого определяется фазностью подключения нагрузки к сети.

Фиг. г