Устройство для регулирования мощности переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M5/22 G05F1/66 

скнх элементов 13-15 и РРС 12 и указанное соединение элементов устройства обеспечивают при изменении питающего напрялсения изменение длительности импульсов на выходе формирователя 6 и связанное с ним изменение энергии импульса на тиристоре 2. Этим достигается поставленная цель, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве регулятора мощности переменного тока. Цель изобретения - стабилизация энергии импульсов при изменении напряжения питания сети. Устройство содержит источник питания 1, к первому выходу которого через тиристор 2 подключена нагрузка 3, а к второму - компаратор 4, генератор 5 тактовых импульсов, формирователь 6 импульсов, постоянно запоминающие блоки (ПЗБ) 7-9, регистры сдвига (PC) 10, 11, реверсивный регистр сдвига (РРС) 12 и логические элементы И 13-15. Выход генератора 5 соединен с первыми входами логических элементов 13, 14 и формирователя 6, выходом соединенного с управляющим входом тиристора 2 и установочными входами PC 10, 11 и РРС 12. Второй вход формирователя 6 соединен с выходом РРС 12. Выход компаратора 4 соединен со счетHbw входом PC 10 и вторым входом логического элемента 14, третьим входом соединенного с выходом предпоследне го разряда PC 10, а выходом - со счетным входом PC 11 и первым входом ло§ гического элемента 15, Выход PC 11 (Л соединен с вторым входом логического элемента 15, выходом соединенного с суммирующим входом РРС 12, вычитающий вход которого соединен с выходом логического элемента 13, вторым входом соединенного с выходом последнего разряда PC to. Вход 16 компаратора 4 являto ется установочным для задания опорного о ел со напряжения, а вход 17 - входом управ-г ления. Информационные выходы ПЗБ 7-9, соединены с информационными входами 4ib PC 10, 11 и РРС 12. Введение формиро00 вателя 6, ПЗ 8, 9, PC 10, 11, логиче

Изобретение относится к злектротекнике, и частности к преобразовательной технике.

Целью изобретения является стабилизация энергии импульсов при изменении напряжения питания сети.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для регулирования мощности переменного тока содержит источник 1 питания, в состав которого входят источник переменного напряжения и модулятор, тиристор 2, вход которого соединен с первым выходом источника 1 питания (выходом источника переменного напряжения), а выход подкл очен к выводу- для подключения нагрузки 3, компаратор 4, первый вход которого подключен к второму выходу источника 1 питания (выходу модулятора) . Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первым входом формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом тиристора 2. Информационные В1)1ходы постоянно зaпoминaющIix блоков 7-9 соединены с ипформационными входами регистров 10 и 11 сдвига и реверсивного регистра 12 сдвига. Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первыми входами логических элементов 13 и 14, выход компаратора 4 - со счетным входом регистра 10 сдвига и вторым входом логического элемента 14, третий вход которого соединен с выходом предпоследнего разряда регистра 10 сдвига, а выход - со счетным входом регистра 11 сдвига и первым входом логического элемента 15, второй вход которого соединен с выходом регистра 11 сдвига, а выход - с суммирующим входом реверсивного регистра 12 сдвига, выход которого соединен с вторым входом формирователя 6. Выход

последнего соединен с установочными входами регистров 10 и 11 сдвига и реверсивного регистра 12 сдвига. Вычитающий вход реверсивного регистра

12 сдвига соединен с выходом логического элемента 13, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда регистра 10 сдвига. Вход 16 компаратора 4 является установочным

входом для задания опорного напряжения, а вход 17 - входом управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии компаратор 4

установлен в нуль, так как на входе 17 присутствует нулевой потенциал, на входе 16 выставлено опорное напряжение Uo. Источник 1 питания преобразу.ет напряжение источника переменного

напряжения частотой F в пульсирующее ,с частотой 2F (U , фиг.2). Тиристор 2 закрыт нулевым потенциалом, поступающим с выхода формирователя 6, нагрузка 3 обесточена. Генератор 5

формирует последовательность импульсов частотой F (Uj, фиг.2). В регистры 10 и 11 сдвига и в реверсивный регистр 12 введены из соответствующих постоянно запоминаюп;их блоков 7-9 в

коде значения N, N и Nj. Коды

представлены в позиционной форме вида 100 ... 00, где на п-й позиции присутствует логическая единица. (При появлении частоты на счетном входе

регистров сдвига единица структурно сдвигается вправо). Логические элементы 13-15 закрыты нулевыми потенциалами, присутствующими на выходах регистров 10-12 сдвига. Значения N,

N2 и NJ хранятся в постоянно запоминающих блоках 7-9 и могут изменяться оператором перед началом работы устройства. При.работе в регистрах 10 и 12 сдвига позиции слева от единицы заполняются нулями (для этого единичный вход регистров соединяется

на корпус), а в регистре 11 - единицами (единичный вход подключен к шине питания). Код N пропорционален т-му периоду частоты 2F и определяет время задержки включения тиристора 2, т.е. NJ - т-1 . Выбор кода Nj определяется минимальным значеширины импульса, форнием (. ц

мируемого на выходе компаратора 4 при

максимальном уменьшении амплитуды на- пряжения источника переменного напряжения, т.е. N FO где , . t., -длительность импульса на выходе компаратора 4 при напряжении источника переменного напряжения без изменений; Ломаке изменение времени включения тиристора 2, вызванное максимальным уменьшением ., амплитуды U источника переменного напряжения. В постоянно запоминающем блоке 9 хранится код Nj определяющий время задержки т.е. минимальное время задержки 1, , вызванное максимальным уменьшением UMOKC амплитуды напряжения источника переменного напряжения tjo

МИН

Cjo - соответственно, значение кода NJ находится как N3

Т

FO . Момент включения 7: ти30

мим

ристора 2 определяется tj и t, т.е.

Ч 3 ti .

При поступлении положительного потенциала на вход 17 устройства импупульсное напряжение Ut источника 1 питания сравнивается компаратором 4 с опорным напряжением Uo . На выходе компаратора 4 формируются П-образные импульсы частотой 2F (U, фиг.2). Каждый импульс уменьшает значение кода NJ на единицу посредством структурного сдвига вправо содержимого регистра ТО. На первом (Ц , фиг.2) и втором (и, , фиг.2) выходах регистра

10последовательно во времени появляются единичные импульсы длительностью 1/2F в соответственно Ст-1)-м и т-м периодах частоты.;

Если напряжение источника переменного напряжения не изменяется, то на выходе компаратора 4 формируется длительность импульса 7, равная расчетному значению (и4, фиг.2), т.е. Т

-с- ,

Этот импульс в (т-1)-и период на время i открывает второй логический элемент 14. За это время с выхода элемента 14 на счетный вход регистра

11сдвига поступают импульсы с частотой FJ от генератора 5 (U,, фиг.2). Код регистра 11 сдвига изменяется до значения (l1 ... 111 за время t,. , , ,

L-JО МИЧ

и счет в регистре 11 сдвига прекращается (и , фиг.2).. При этом за время . t (Ut5 , фиг. 2) на выходе логического элемента 15 появляются импульсы с частотой FO, которые суммируются в регистре сдвига. В этом случае

At t t,- (Тц„ - 2Д1ма с) ИЛИ

t 24Tf,aictj

а в регистре 12 сдвига код увеличится на величину -dNj At-Fo ZAt-HQ х X FO и достигает значения Nj N +

(t« + 4Nj , FO , так как N;

)-FO + 2дт

- 2Д1„а

маис o

Об1цее время задержки в т-м периоде равно t ,,„ tj + ju .

В m-M периоде импульсог с второго выхода регистра 10 сдвига на период 1/2F открывается логический элемент 13 (U,j , фиг.2), с выхода которого на вычитающий вход регистра 12 сдвига поступает частота FO . Через время tj регистр 12 сдвига обнуляется (и, , фиг.2), и на выходе формирователя 6 появляется импульс (U, фиг.2) длительностью 1/FO . Фронтом импульса (и , фиг.2) в момент 1, включается , тиристор 2 на время1/2F - ц , этим же импульсом устанавливаются в исходные состояния регистры 10-12 сдвига, цикл работы устройства заканчивается и начинается следующий цикл по описанной схеме.

При наличии возмущения +ди напряжения источника переменного напряжекия и myльc 1 на выходе компаратора 4 изменяется на величину , а время At, на которое открывается третий логический элемент 15., также изменится на ±2йг,

Код N3 в реверсивном регистре 12 сдвига в (m-l)-M периоде становится равным NJ. (Ijo - 2-37: ).FO + (2д7макс ± )-Fp, т.е. Nj (t о ± 2&г) -F, .

При этом общее время задержки определяется как

(t, +Ai)+ (Tj6± 2), .

тогда tj, tj + Tjo +4 .

Частота F определяется погрешностью стабилизации энергии t импульса г )i 1 х. t;:,- ь; - 2 где - чувствительность компара тора. Время t сравнения опорного напряжения формирователя 6 с напряжением и можно определить следующим обра зом. Из равенства выражений, характери зующих изменение энергии импульса ти ристора за счет возмущения напряжени питания 4U и за счет приращения дли тельности импульса на величину , получаем выражение 1 К 2ду (1) 2 (и +.ди) . где k О - - - длительность импульса тиристора в радианах. Выражение (1) связывает амплитудно возмущение импульса тиристора с равнозначным ему временным. Изменение длительности импульса на выходе формирователя 6 (фиг,2) за счет изменения питающего напряжения определяетс выражением Л ,, .-.1-.. (2 Из, равенств (1) и (2) получаем выражение,.определяющее время t в зависимости от длительности импульса тиристора Ч (к).-. Величина опорного напряжения формирователя 6 определяется при невозмущенном напряжении источника переменного напряжения Ui U- sinto t , где и - напряжение на входе формирователя 6, Формула изобретения Устройство для регулирования -мощности переменного тока, содержащее тиристор, вход которого соединен с выводом для подключения источника питания, а выход соединен с выводом для подключения нагрузки, генератор тактовых импульсов, компаратор с установочным входом для задания опорного напряжения и первое постоянно запоминающее устройство, отличающееся тем, что, с целью стабилизации энергии импульсов при изменении напряжения питания сети, в него введены формирователь импульсов, второе и третье постоянно запоминающие устройства, первый и второй регистры сдвига, реверсивный регистр сдвига, первый, второй и третий логические элементы И, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом тиристора и с установочными входами первого, второго и реверсивного регистров сдвига, информационные входы которых соединены с информационными выходами соответственно первого, вторЬго и третьего постоянно запоминающих устройств, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом формирователя импульсоь и первыми входами первого и второго логических элементов И, первый вход компаратора подключен через модулятор к вьпсоду для подключения источника питания, а второй вход компаратора является входом управления, выход компаратора соединен со счетным входом первого регистра сдвига и. вторым входом второго логического элемента И, третий вКод которого соединен с выходом предпоследнего разряда первого регистра сдвига, а выход соединен со счетным входом второго регистра сдвига и первым входом третьего логического элемента, второй вход которого соединен с выходом второго регистра сдвига, а выход соединен с суммирующим входом реверсивного регистра, выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, вычитающий вход реверсивного регистра сдвига соединен с выходом первого логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда первого регистра сдвига.

д

%

УУЛ

Фиг. 2