Аналого-цифровое устройство импульсного регулирования мощности Советский патент 1986 года по МПК H02M5/22 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве импульсного регулятора мощности электротермических установок, подключенных к сети переменного тока.

Цель изобретения - упрощение и улучшение динамических характеристик за счет уменьшения времени запаздывания.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит подключенный к сети 1 формирователь синхроимпульсов (ФСИ) 2, последовательно соединенные и подключенные к сети 1 выпрямитель-сумматор 3, преобразователь 4 напряжения в число импульсов (ПНЧ) и вычитающий счетчик 5, на параллельные входы которого подключены шины 6 кода интервала регулирования, выход его нулевого состояния соединен с S-входом RS-триггера 7. R-вход этого триггера подключен к выходу ФСИ 2, а единичный выход через ключ-формирователь 8 соединен с управляющим электродом тиристора 9, подключающего к сети нагрузку 10. Управляющий сигнал 11 подается на вход выпрямителя-сумматора 3.

Рассматривают работу устройства с момента, когда триггер 7 находится в нулевом состоянии, в вычитающем счетчике 5 разрешающим потенциалом с его выхода нулевого состояния записан код интервалов регулирования N с шин 6. В этот момент приходит очередной синхроимпульс с выхода схемы, совпадая с переходом напряжения сети через ноль. Этот импульс, поступая на R-вход триггера 7, проверяет его состояние. Если он находится в состоянии нуля, то это состояние сохраняется и управляющий импульс на тиристор 9 не проходит. Если он находится в состоянии единицы, то он опрокидывается и своим перепадом напряжения через ключ 8 открывает тиристор 9, считывая тем самым информацию, записанную в триггер в предыдущем такте.

В начале каждого полупериода преобразователь 4 начинает формировать на своем выходе импульсы, число или частота которых определяется величиной сетевого напряжения и сигналом управления. При нулевом управляющем сигнале сумма напряжений на выходе выпрямителя-сумматора равна нулю и на выходе преобразователя импульсы отсутствуют. Состояние счетчика 5 не изменяется, триггер 7 находится в нулевом состоянии и импульсы на управление тиристором не приходят.

Параметры схемы подбираются так, что при максимальном управляющем сигнале и номинальном сетевом напряжении число импульсов, генерируемых преобразователем 4 в течение полупериода сетевого напряжения, равно величине кода интервала регулирования N на шинах 6. Поэтому к концу каждого полупериода сетевого напряжения счетчик 5 обнуляется импульсами с выхода пре

0

5

0

5

0

5

0

5

образователя 4. При этом в триггер 7 импульсом с выхода нулевого состояния счетчика 5 записывается единица, приводящая к формированию следующим синхроимпульсом сигнала управления тиристором, и этим же импульсом опять записывается в счетчик 5 код числа N с щин 6.

Любое изменение сигнала управления приводит к изменению напряжения на выходе выпрямителя-сумматора, а значит, и к изменению числа импульсов на выходе преобразователя 4. Например, при управляющем сигнале, равном половине максимального, и числе N 100 при номинальном сетевом напряжении на выходе преобразователя 4 каждый полупериод формирует 50 импульсов. Поэтому после первого полупериода из счетчика 5, в котором было записано число 100, вычитается 50 импульсов. Триггер 7 не изменяет своего состояния и сигнал на выход не проходит. После второго полупериода счетчик 5 обнуляется, с{)0рмирует сигнал на управление тиристором и далее цикл повторяется.

Таким образом, к нагрузке пропускается половина величины сетевого напряжения, что соответствует сигналу управления.

Изменение напряжения сети в схеме эквивалентно изменению входного сигнала, только с противоположным знаком. Например, увеличение напряжения сети приводит эквивалентно к уменьщению управляющего сигнала, и наоборот.

Например, увеличение напряжения сети в рассмотренном примере на 10% эквивалентно уменьщению частоты преобразователя 4 на 10%, т.е. на его выходе формируются не 50, а 40 импульсов. А это приводит к тому, что из счетчика 5 после первого полупериода вычитается 40 импульсов, а остается 60. Во втором полупериоде вычитается еще 40 импульсов, а остается 20. И в третьем полупериоде вычитается 40 импульсов, но в два этапа, т.е. сначала вычитается 20 импульсов до обнуления счетчика, после чего записывается единица в триггер 7 и с щин 6 в счетчик опять записывается число N 100. Затем из этого числа вычитаются оставщие- ся 20 импульсов.

Таким образом, если при номинальном напряжении число неподключенных и подключенных к нагрузке импульсов чередуются по закону ...01010101..., то при повышенном на 10% напряжении, это чередование имеет вид ...0010100101..., т.е. частота следования импульсов напряжения уменьшается, компенсируя тем самым увеличение напряжения сети.

При уменьшении напряжения сети аналогичным образом Частота следования импульсов увеличивается.

Таким образом, происходит компенсация изменения сетевого напряжения.

Формула изобретения

Аналого-цифровое устройство импульсного регулирования мощности, содержащее тиристор, последовательно соединенный с выводом для подключения нагрузки, формирователь синхроимпульсов, входом подключенный к выводам для подключения сети, преобразователь напряжения в число импульсов, входом подключенный к выводам для подключения к сети, а выходом к счетному входу вычитающего счетчика, к параллельным входам которого подключены щины кода интервала регулирования, и RS-триггер, выход

которого через ключ-формнрователь соединен с управляющим электродом тиристора, R-вход - с выходом формирователя синхроимпульсов, S-вход - с выходом нулевого состояния вычитающего счетчика и его тактовым входом, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучщения динамических характеристик за счет уменьщенля времени запаздывания, введен выпрямитель- сумматор, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в число импульсов, один вход - с сетью, а другой вход - с шиной задания управляющего сигнала.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве импульсного регулятора мощности электротермических установок. Цель изобретения - упрощение и улучшение динамических характеристик за счет уменьшения времени запаздывания. Устройство содержит подключенные входами к питающей сети 1 формирователь синхроимпульсов (ФСИ) 2, выпрямитель-сумматор 3 и через тиристор 9 нагрузку 10. Выход ФСИ 2 соединен с R-входом триггера 7. Выход выпрямителя- сумматора 3 через преобразователь 4 напряжения в число импульсов соединен со счетным входом вычитающего счетчика (ВС) 5. Тактовый вход ВС 5 и его выход нулевого состояния соединены с S-входом триггера 7. Параллельно входам ВС 5 подключены щины 6 кода интервала регулирования. Выход триггера 7 через ключ-формирователь 8 соединен с управляющим электродом тиристора 9. На управляющий вход выпрямителя-сумматора 3 подается сигнал 11 управления. Благодаря введению выпрямителя-сумматора 3 работа регулятора организуется таким образом, что в нагрузке пропускается половина величины сетевого напряжения, что соответствует сигналу 11 управления. Увеличение напряжения сети приводит эквивалентно к уменьщению частоты следования импульсов сигнала управления и наоборот. Это обеспечивает компенсацию изменения сетевого напряжения. 1 ил. о сл ю to со со ю