Устройство импульсного регулирования мощности в @ -фазной сети без нейтрали Советский патент 1986 года по МПК G05F1/66 H02M5/22 

соединенный с сетью 2 и со входом счетчика 3, соединенного с тактовым входом формирователя А импульсов управления. Бых.од формирователя 4 сое- дикен со входом трехтактного распределителя 5 и входом Установка 1 триггера 6. Выходы распределителя 5 соединены со вторыми входами соответствующих схем И.7, 8, 9, .первыми входами, подключенными к синхронизирующим выходам синхронизатора 1, третьими - к прямому выходу триггера 6 , а выходами - ко входам шифратора 10. Выходы шифратора 0 соединены с управляющими электродами вентилей 11, 12, 13, подключенных последовательно с частями 1А, 15, 16 нагрузки к сети 2, Параллельные выходы дополнительно введенного счетчика 23, счетный суммирующий вход которого связан с выходом введенноИзобретение относится к электротехнике, предназначено для дискретного регулирования мощности электротермических установок, подключенных к трехфазной сети переменного тока без нейтрали, и является усовершен- ствованием изобретения по авт.ев, № 596930.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства импульсного регулирования мощности в т-фазпой сети без нейтрали (для )«

Устройство содержит синхронизатор 1, соединенный своими входами с шинами А, В и С сети 2, а тактовым выходом - с входом первого счетчика 3, выход которого соединен с тактовым входом формирователя 4 импульсов управления, а выход формировате- ля 4 соединен с входом трехтактного распределителя 5 и входом Установка 1 триггера 6. Выходы распределителя 5 соединены с вторыми входами соответствующих схем И 7, В и 9, первые входы которых подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора 1, третьи входы - к прямому

го накапливающего сумматора 24, поразрядно соединены с соответствующими входами Счетчика 17. Выход счетчика 17 соединен со входом записи счетчика 23 и входом записи сумматора 24. Параллельные входы счетчика 23 : л сумматора 24 соединены с (n-S) старшими 25 и S младшими разрядами шины 27 п-разрядного сигнала управления. Вход счетчика 17 через схему ИЛИ 18 соединен с выходами схем И 7, 8, 9, а выход - со входом установка О триггера 6. Введение сукматора 24 и счетчика 23 позволяет ограничить наибольшее значение мощности в нагрузке на требуемом - уровне и осуществить чередование порядка использования фаз сети и потребление мощности от этих фаз во времени изменением направления переключения распределителя

1 ил.

выходу триггера 6, а выходы - к входам шифратора 10, выходы которого подключены к управляющим -электродам вентилей 11, 12 и 13, подключенных последовательно с частями 14, 15 и 16 нагрузки к сети 2, Кроме того, вход второго счетчика 17 соединен через схему ИЛИ 18 с выходами схем И 7,8 и 9, а выход подключен к входу Установка О триггера 6. Шифратор 10 содержит схемы ИЛИ 19, 20 и 21, входы которых соединены с его входом,причем с первым входом соединены входы схем 19 и 20, с вто- рьпу входом - входы схем 20 и 21 , с третьим входом - входы схем 21 и 19, а выходы этих схем являются выходами шифратора 10. Кроме того, к параллельным входам формирователя 4 подключены шины 22 сигнала управления ) старших разрядов шиньз сиг- Haxia длительности интервала регулирования , Параллельные выходы дополнительного счетчика 23, счетный суммирующий вход которого связан с выходом накапливающего сумматора 24, поразрядно соединены с соответствующими входами второго счетчика 17, выход которого соединен также с входом

24, а параллельные входы счет- и накапливающего сумматора

записи дополнительного счетчика 23 и входом записи накапливающего сумматорачика 23

24 соединены с (n-S) старшими 25 и S младшими 26 разрядами шины 27 п- разрядного сигнала управления.

Устройство работает следующим образом.

При появлении напряжения на шинах сети 2 синхронизатор 1 генерирует синхроимпульсы, совпадающие с моментами переходов через нуль напряжений фаз сети, которые поступают на вход первого счетчика 3 и на первые входы соответствующих схем И 7,.8 и 9. Первый счетчик 3 формирует импульсы синхронизации формирователя 4 импуль- .сов управления делением частоты входных синхроимпульсов на целое число, что п озволяет ограничить наибольшее значение мощности в нагрузке на нужном уровне.

Импульсы синхронизации поступают на тактовый вход формирователя 4 импульсов управления, на параллельные входы которого подключены n-S старших разрядов п-разрядного сигнала длительности интервала регулирования Тр, т.е. число N/d, определяюще- .го длительность подинтервала tp Tp/d, где d - число подинтерва- лов Тр; N - относительная длительность интервала регулирования.

Формирователь 4 импульсов управления в данном спучае работает в режиме делителя частоты с коэффициентом деления, равным числу на его параллельных входах N/d, и формирует на своем выходе тактовые .импульсы управления.

Тактовые импульсы управления поступают на вход трехтактного распределителя 5, чередующего порядок под5

10

ее входах. Например, если в предыду щий момент времени до прихода такто вого импульса была подключена схема И 9, то после прихода импульса трех тактный распределитель 5 переключается в последующее состояние и подключает схему И 7, отключив схему И 9. Последующий тактовый импульс подключает схему И 8, отключив схему И 7, и т.д. В любом случае на выходе каждой из схем И 7, 8 и 9, подключенной в данный момент трехтактным распределителем 5, последовательно во времени появляются импульсы, синхронные с моментами пе рехода через нуль напряжений соответствующих фаз сети. Так, при вклю чении схемы И 7 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с линейным напряжением (U ) сети, на выходе схемы И 8 при ее включении - импульсы, синхронные.с линейным на15.

20

30

35

пряжением сети (U), на выходе схе мы И 9 - импульсы, синхронные с ли- 25 нейньм напряжением сети () . Ко- . личество импульсов в течение под- интервала Tp/d между двумя тактовыми импульсами управления определяется длительностью включенного состояния триггера 6,которая в свою очередь опре деляется моментом обнуления второго счетчика 17 ,на вычитающий вход которо го через схему ИЛИ 18 поступак т импульсы с выходов схем И 8, 7 или 9, а на параллельные входы - код числа с параллельных выходов дополнительного счетчика 23, которьй записывается в счетчик 17 каждым тактовым импульсом, поступающим на вход записи второго счетчика 17 с выхода формирователя ч импульсов управления. После поступления на вычитающий вход второго счетчика 17 числа импульг.ов, равного содержимому счетчика 17, последний обнуляется и сигналом запи40

ключения схем И 7, 8 и 9 к входамсин- - си, возникающим при этом, устанав- хронизатора 1 во времени, Одновремен- ливает триггер 6 в нулевое срстоя- но тактовые импульсы поступают на ние, который в свою очередь запира- вход Установка 1 триггера 6, перек- ет схемы И 7, 8 и 9. лючая его в единичное состояние, и на вход записи второго счетчика 17, ° который записывает слово, находящееся на параллельных выходах допол-. нительного счетчика 23. Сигнал с прямого выхода триггера 6 поступает на все схемы И 7, 8 и 9, снимая запрет 55 на их включение. Для включения любой схемы И 7, 8 и 9 необходимо совпадение во времени сигналов на всех

Таким образом, если в дополнитель ш.:й счетчик 23 записано число

X-XS

-j-- , где X - количество импульсов

мощности; XS -число на входах накапливающего сумматора, установленное на его параллельных входах 25, то до момента появления сигнала заема второго счетчика I7 и установки в ноль

5

10

2446524

ее входах. Например, если в предыдущий момент времени до прихода тактового импульса была подключена схема И 9, то после прихода импульса трехтактный распределитель 5 переключается в последующее состояние и подключает схему И 7, отключив схему И 9. Последующий тактовый импульс подключает схему И 8, отключив схему И 7, и т.д. В любом случае на выходе каждой из схем И 7, 8 и 9, подключенной в данный момент трехтактным распределителем 5, последовательно во времени появляются импульсы, синхронные с моментами перехода через нуль напряжений соответствующих фаз сети. Так, при включении схемы И 7 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с линейным напряжением (U ) сети, на выходе схемы И 8 при ее включении - импульсы, синхронные.с линейным на 15.

20

пряжением сети (U), на выходе схемы И 9 - импульсы, синхронные с ли- нейньм напряжением сети () . Ко- личество импульсов в течение под- интервала Tp/d между двумя тактовыми импульсами управления определяется длительностью включенного состояния триггера 6,которая в свою очередь определяется моментом обнуления второго счетчика 17 ,на вычитающий вход которого через схему ИЛИ 18 поступак т импульсы с выходов схем И 8, 7 или 9, а на параллельные входы - код числа с параллельных выходов дополнительного счетчика 23, которьй записывается в счетчик 17 каждым тактовым импульсом, поступающим на вход записи второго счетчика 17 с выхода формирователя ч импульсов управления. После поступления на вычитающий вход второго счетчика 17 числа импульг.ов, равного содержимому счетчика 17, последний обнуляется и сигналом запи

си, возникающим при этом, устанав- ливает триггер 6 в нулевое срстоя- ние, который в свою очередь запира- ет схемы И 7, 8 и 9.

си, возникающим при этом, устанав- ливает триггер 6 в нулевое срстоя- ние, который в свою очередь запира- ет схемы И 7, 8 и 9.

Таким образом, если в дополнитель- ш.:й счетчик 23 записано число

X-XS

-j-- , где X - количество импульсов

мощности; XS -число на входах накапливающего сумматора, установленное на его параллельных входах 25, то до момента появления сигнала заема второго счетчика I7 и установки в ноль

AS

триггера 6 одна из схем И 7, 8 или 9 (в зависимости от состояния трех- тактно о распределителя 5) на подинX-XS

тервале tp пропускает --- синхроимпульсов, соответствующих моменту перехода через ноль напряжений 11 , или Ufft .

Импульсы с выходов схем И 7, 8 или 9 поступают на входы шифратора 10, с его выходов подаются на входы управляемых вентилей 11, 12 и 13. Каждый импульс поступает на входы двух схем ИЛИ на трех, имеющихся в шифраторе, включая в течение полупе- риода сетевого напряжения два вентиля на трех. Например, импульсы на выходе схемы И 7, совпадающие по фазе с моментами перехода через нуль напряжения U сети, поступают на входы схем ИЛИ 19 и 20, одновремен- ..но включая вентили 11 и 12 и подключая части 14 и 15 нагрузки к фазам А и В сети в течение одного полупериода сети каждый. Импульсы на выхо- де схемы И 8, синхронизированные с напряжением , одновременно поступают на входы вентилей 12 и 13, подключая части 15 и 16 нагрузки к фазам В и С сети, а импульсы на вы- ходе схемы 9 подключают аналогично части 16 и 14 нагрузки к фазам С и А сети.

Длительность подключения нагрузки к сети на каждом подинтервале опре- деляется количеством синхроимпульсов поступающим на один из входов шифратора 10, и при коэффициенте деления первого счетчика 3, равном 1, каждый синхроимпульс подключает нагруз- ку на один полупериод.

Трехтактный распределитель 5 обеспечивает равномерную загрузку фаз в пределах интервала регулирования Тр, Например, если некоторым тактовым импульсом с выхода формирователя импульсов управления 4 распределитель 5 устанавливается в состояние, при котором открыта схема И 7 и при этом нагрузка подключается к фазам АВ, то следующим тактовым импульсом распределитель 5 переключается - открьтает схему И 8, а нагрузка подключается к фазам ВС сети, и т.д.

Таким образом, устройство осущест вляет чередование порядка использования фаз сети и потребление мощности от этих фаз во времени

РЛВ - Per - /cft - РАО - Ьозможен и обратный порядок подключения фаз Р - ..., что достигается измене нием направления пефеключения трехтактного распределителя 5,

Пусть количество импульсов мощноти , . С появлением первго тактового импульса в дополнительный счетчик 23 записывается -число 53, а в сумматор - число 7. На выходе сумматора появляется сигнал, когда его содержимое равно d (в данном случае ). Так как 7 т 10, то на вьжоде накапливающего сумматора 25 сигнал отсутствует, а на параллельные входы счетчика 17 подается число 53. В соответствии с этим за подинтервал t.125 устройство пропускает в нагрузку 53 полупериода сетевого напряжения. Сигнал заема второго счетчика 17 записывает в дополнительный счетчик 23 число 53, а в накапливающий сумматор 25 прибавляет число 7. При этом содержимое накапливающего сзгмматора 25 становится равным 14, а так как 14 10 то появляется сигнал переполнения, который увеличивает содержимое дополнительного счетчика 23 до 54, а в накапливающем сумматоре 25 остается остаток, равный 4. С приходом второго тактового импульса устройство пропускает за период регулирования 54 полупериода сетевого напряжения .

Формула изобретения

Устройство импульсного регулирования мощности в т-фазной сети без нейтрали по авт. св. № 596930, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в него введены накапливающий сумматор и дополнительный счетчик, выход накапливающего сумматора соединен со счетным суммирующим входом дополнительного счетчика, параллельные входы дополнительного счетчика и накапливающего сумматора соединены соответственно с (n-S) стар- шими и S младшими разрядами шины сигнала управления, второй счетчик вьшолнен с параллельными входами, с которыми соединены параллельные выходы дополнительного счетчика, и входом записи, соединенным с выхо712446528

дом формирователя импульсов управ-. ности интервала регулирования, при- ления, на параллельные входы кото- чем выход второго счетчика соединен рога поданы (n-S) старших разрядов с входом записи дополнительного счет- шины п-разрядного сигнала длитель- чика и накапливающего сумматора.

Изобретение относится к области электротехники, предназначено Для дискретного регулирования мощности электротермических установок, под- ключенных к трехфазной сети переменного тока без нейтрали и является усовершенствованием устройства по авт.св.№ 596930. Цель, изобретения - улучшение динамических характеристик. Уствойство содержит синхронизатор 1 , ГЧ)