Устройство для управления регулятором переменного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике и может быть .использовано для управления регуляторами-переменного напряжения :в цепях первичных об моток трансформаторов. Известно устройство.для управлени регулятором переменного, напряжения, содержащее релейный элемент, вход которого соединен с выходом фильтра, а выход - с формирователем управляющих импульсов pj . Недостаток известного, устройства- невозможность осуществления режима широтно-импульсного регулирования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению.является устройство для управления регулятором переменного напряжения, содержащее интегратор,, выполненный на операцион ном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, выход которого предназначен для подключения к тиристорам регулятора, выход подключен к первому входу релейного элемента, содержащего три резистора и первый операционный усилитель, прямой вход которого соединен.с первьм входом релейного элемента через первый резистор, инверсный вход - с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом форми рователя коротких импульсов, содержа щего первую интегрирующую RC -цепь, вьгход формирователя сигнала запрета соединен с первыми входами двух элементов И, второй и третий входы первого из которых соединены соответственно с первыми выходами релейного элемента и формирователя коротких им пульсов, выходы элементов И через формиров атели импульсов управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров ре гулятора 2j . Недостатком известного устройства является ненадежная работа элементов при малых углах управления, что вызы вает необходимость ограничения диапазона регулирования. Цель изобретения - расширение диг апазона регулирования. Поставленная цель достигается тем что устройство для управления регуля тором переменного напряжения, содержащее интегратор, выполненньй на :операционном усилителе, с конденсатором в цепи обратной, связи, вход кото рого предназначен.для подключения к тиристорам регулятора,, выход подключён к первому входу релейного- элемента, содержащего три резистора и первый операционный усилитель, прямой вход которого соединен с первьм входом релейного элемента черев первый резистор, инверсный вход - с общей шиной, первый вьгход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких.импульсов, содержащего первую интегрирующую ЯС-цепь, выход формирователя, сигнала запрета соединен с первыми входами двух элементов И, второй и третий входы первого из которых соединены соответственно с первыми выходами релейного элемента и формирователя .коротких импульсов , выходы элементов И через формирователи импульсов управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора переменного напряжения,снабжено источником задающего напряжения, интегратор снабжен, двумя стабилитронами, релейпьш элемент - вторым операционным усилителем., четвертым резистором и вторыми входом и выходом, формирователь коротких импульсов двумя инверторами, второй интегрирующей RC--цепью и вторыми входом и выходом, причем конденсатор .в цепи обратной связи интегратора включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, которьй через второй и третий резисторы этого элемента-соединен с прямыми входами обоих операционных . усилителей, инверсный вход второго из которых соединен через четвертый резистор с первым входом релейного элемента, выход каждого операционного усилителя является соответствующим выходом релейного элемента, второй из которых соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами которого являются входы инверторов, выход каж;,ого из которых через интегрирующую RC -цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен с третьим входом второго элемента H.i На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - вариант выполнения интегратора и релейного элемента; на фиг.З - диаграммы, поясняющие работуустройства. Устройство для управления, регуля тором 1 Переменного напряжения, выполненным в виде встречно-параллельно включенных тиристоров в цепи нагрузки 2, содержит интегратор 3, содержащий операционный усилитель 4, конденсатор 5 и стабилитроны 6 (или диоды 6 на фиг.2), релейный элемент 7, выполненный на операционных усилителях 8 и 9 (фиг.1), или на операционных усилителях 8, 9 и 10 (фиг,2) интегратор 3 может быть подключен к элементу 7 через ячейку 11 гальванической развязки, источник 12 задающего напряжения, элементы И 13 и 14, формирователи 15 и 16 импульсов управления, формирователь 17 коротких импульсов, выполненный в виде двух инверторов tS и 19 с интегрирую щими R С -цепями на резисторах 20 и 21 и конденсаторах ,22 и 23., формирователь 24 еигнала запрета. Устройство (фиг.2). позволяет обес печить меньшую величину, скачков на выходе, интегратора -3 и использовать в релейном .элементе 7 операционные усилители 8 и 9 в однотипном включении, хотя для этого, и требуется дополнительный инвертор на операционно усилителе 10. Устройство работает в режиме широтно-импульсногорегулирования, ког да фазовьЕЙ угол регулирования должен быть минимален. В этом случае с формирователя 24 сигнала запрета периодически поступают сигналы Включено Отключено (фиг.Зе), а пороги срабатывания элемента 7, определяемые величиной напряжения источника 12, минимальны. При этом длительности паузы в напряжении на активно-индуктивной нагрузке 2 (фиг.Зо) и паузы между полуволнами тока (фиг.Зи) в режиме Щслючено минимальны, а .во время этих пауз на тиристорах регулятора 1 появляются короткие импульсы напряжения (фиг.ЗВ), которые интегрируются интегратором 3. Напряжение на вьиоде интегратора 3 за счет, конденсатора 5 в цепи обратной связи усилителя 4 изменяется по закону интегргша тока через конденсатор 5. К выходному напряжению добавляется постоянное- прямое падени напряжения или одного из стабилитронов 6 (фиг.1), или одного из диодов 6 (фиг.2). При смене знака напряжения на регуляторе 1 изменяемся направление тока через цепь обратной связи усилителя 4 и меняется знак падения -. напряжения на стабилитронах 6. В ре-; зультате в выходном, напряжении интегратора 3 появляется скачек (фиг.З). Когда выходное напряжение интегратора 3 достигает одного из порогов срабатывания-усилителей 8 и 9 элемента 7, на выходе одйого из усилителей 8, 9 появляется положительное напряжение (фиг.З). На выходе инверторов 18/ и 19 формирователя 17 это напря-; жение меняет уровень, а фронты полу-1 ченных импульсов .сглаживаются 1 С-цепями на резисторах 20, 21 и конденсаторах 22, 23 (фиг. Зо). На входы элементов 13 и 14 поступают напряжения (фиг. 32,q,e), в результате на их выходах формируются импульсы (фиг.ЗН;, р, которые запускают .формирователи 15 и 16. Для четкого срабатывания усилителей 8 и 9 необходимо не только пересечение порогов срабатывания входным сигналом, но и последующее снижение этого сигнала до порога отпускания. Положительная обратная связь в усилителях улучшает процесс срабатывания, но одновременно, создает гистерезис и отодвигает от него порог отпускания. Сблизить до нуля пороги срабатьшания двух усилителей невозможно, так как при этом пороги -отпускания выйдут за пределы допустимой зоны. Поэтому наличие скачков ,Б выходном сигнале интегратора в момент- смены знака напряжения, на регуляторе.позволяет элементу 7. переключиться сразу за сменой знака напряжения регулятора под действием прямого падения напряжгния- на включенных тиристорах. Таким образом, в предлагаемом устройстве теоретически, возможен режим работы с нупевьв4 углом фазовой задержки. Практически имеется -небольшая задержка на угол 2-5° (фиг.3а,б,w) За счет резкого уменьшения угла фазовой задержки предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон фазового регулирования,напряжения почти до 100%, повысить-энергетические показатели при импульсном регулировании за счет -повьш ения коэффициента мощности при активной нагрузке почти до едини1Ц 1.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕЖННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, . содержащее интегратор, выполненный на операционном , усилителе с конденсатором в цепи обратной связи,.вход которого предназначен, для подключения к тиристорам регулятора,- выход подключен к первому входу релейного элемента, содержаи;его три резистора и первый операциоиньш усилитель,- прямой вход которого соединен с первым входом релейногь элемента через первый резистор, инверсный вход - с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащего первую интегрируницую RC-цепь, выход формирователя .сигнала запрета соединен с первыми.входами двух элементов И, второй и третий входы перво1 о из которых соединены «соответственно с первыми,выходами-релейного элемента и.формирователя- коротких импульсов , выходы элементов И через формирователи импульсов - управления соединены с выводами для подключения к управлякщим электродам тиристоров регулятора, переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения, диапазона регулирования, оно снабжено источником задающего напряженияJ интегратор снабжен двумя.стабилитронами, релейный элемент - вторым операционным усилителем, четвертьгм резистором и вторыми входом и выходом, формирователь коротких импульсов - двумя инверторами, второй, интегрирующей RC -цепью и вторыми входом -и выходом, причем конденсатор в цепи обратной связи-интеграто(Л ра включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого эле,мента соединен с прямыми входами обоих операционных, усилителей, инверсный вход второго из которых соединен через четвертые резистор .с первым 00 входом релейного элемента, вьпсод кажi;o дого операционного усилителя является соответствующим выходом.-релейного iэлемента, второй из которых, соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами KOTfjporo,являются входы инверторов, выход каждого из которых через.интегрирующую RC-цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен, с третьим входом .второго элемента И.

и

УГ

„. vy