Устройство для управления регулятором переменного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M5/22 

11

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления импульсными регуляторами мощности электротермических установок, подключенных к сети переменного тока

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 (а, б) - диаграммы, поясняющие его работу.

Регулятор состоит из последовательно подключенных к сети 1 тиристора 2 и нагрузки 3, а устройство для управления содержит элемент И 4 управляемый делитель 5, делитель 6, ключ 7, выход которого noaKJH04eH к управляющему электроду тиристора 2, RS-триггер 8, выход которого соединен с первым входом элемента А, преобразователь 9 напряжения в частоту и формирователь 10 синхроимпульсов, подключенные входами к сети, а выходами - соответственно к второму входу элемента 4 и тактовому входу триггера 8. На управляющие входы делителя 5 подается код 11 управления, а выход делителя 6 непосредственно и через элемент НЕ 12 соединен соответственно с S- и R-входами триггера 8.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу с момента, когда триггер 8 находится в нулевом, состоянии, счетчик делителя 6 обнулен и на его выходе формируется единичный сигнал. В этом состоянии схема ожидает прихода очередного синхроимпульса с выхода формирователя 10 в момент перехода напряжения сети Up (фиг. 2) через нуль.

Этот синхроимпульс проходит через управление тиристором 2 через ключ 7, так как на втором его входе присутствует разрешающий потенциал с выхода делителя 6, и устанавливает триггер 8 в состояние единицы, в результате того, что на его S-вхо- де присутствует единичный потенциал с выхода делителя 6, а на R- входе - нулевой потенциал с выхода элемента 12, а синхроимпульс выполняет роль тактового импульса. Элемент 4 в этом случае пропускает импульсы с выхода преобразователя 9 на вход делителя 5, где их число делите на величину X, кода 11. Число импульсов на выходе преобразователя 9 за полупе

02

риод напряжения сети 1 при номинальном значении напряжения равно максимальному сигналу управления N, при котором на нагрузке выделяется

полное напряжение. Число импульсов на выходе делителя 5 за полупериод сетевого напряжения равйо целой части числа N/X,j. Дробный остаток учитывается в следующих полупериодах,

с делителя 5 импульсы поступают на суммирующий вход счетчика делителя 6 и задают его коэффициент деления К концу полупериода в делителе 6 оказывается записано какое-то число,

из-за чего на его выходе появляется нулевой потенциал. Это приводит к появлению сигналов и на выходах триггера 8, ив момент прихода следующего синхроимпульса на

его тактовый вход триггер 8 опроки- дьшается, запирая элемент 4. Преобразователь 9 отключается от входа делителя 5, исключая запись импульсов делителя 5 в делитель 6 до восстановления состояния триггера 8.

Синхроимпульсы формирователя 10 поступают на вход делителя 6, каждый из которых вычитает единицу из числа N/X,. Когда на вход поступает N/X,

синхроимпульсов, на выходе делителя 6 появляется единица, которая, во- первых, открывает ключ 7 и, во-вторых, готовит к опрокидьшанию триггер 8. Далее с приходом очередного синхроимпульса цикл работы повторяется. Таким образом, импульсы на вход тиристора 2 проходят с частотой, равной fpXy/N, т.е. изменяя Х, можно менять число полупериодов напряжения

сети, прошедших к нагрузке 3. Так как дробный остаток числа N/Xy учи- тьшается в следующих циклах, то информация о величине напряжения не теряется.

Если напряжение сети увеличивается, число импульсов с выхода преобразователя 9 за полупериод увеличивается на jSN. При этом ()/X, увеличивается, т.е. частота импульсов управления тиристором уменьшается, что компенсирует увеличение напряжения сети.

Пусть N 8, X, 3 (фиг. 2, а). В начале счетчик делителя 6 обнулен и на входах триггера 8 сигналы О, и 1, но триггер находится в нулевом состоянии, так как отсутствует синхроимпульс на тактовом входе триггера 8. Элемент 4 закрыт, ключ 7 подготовлен к срабатыванию.

Первый синхроимпульс U,p проходи через ключ 7 на тиристорах 2, а также устанавливает триггер 8 в единицу, открывая элемент А, тем самым разрешая деление частоты импульсов Un делителем 5, (деление N на Ху). После первых трех импульсов U делитель 5 обнуляется и сигнал U,- с его выхода проходит на запись единицы в счетчик делителя 6. Одновременно записывается число Ху кода 11 в делитель 5, После записи единицы в счетчик делителя 6 на теля 6 и инвертора 12

выходах дели- появляются

сигналы

1, и 0, но триггер

8 остается в прежнем состоянии до очередного синхроимпульса.

Вторые три импульса Ug с выхода преобразователя повторяют предыдущую операцию, что приводит к записи второй единицы в счетчик делителя 6 И наконец, оставшиеся два импульса Ug до конца полупериода вычитаются из содержимого делителя 5, оставляя в нем единицу. Действительно, так как N/X, 2 2/3, в течение полупериода в реверсивный счетчик делителя 6 записывается число два, а в делителе 5 остается число один.

Второй синхроимпульс не проходит на управление тиристором 2, так как ключ 7 заперт нулевым потенциалом с выхода делителя 6, а поступая на тактовый вход триггера 8, опрокидьта ет его согласно информации на его R- и S- входах, запирая тем самым элемент 4. Этот же синхроимпульс вычитает единицу из счетчика делителя 6.

Третий синхроимпульс вычитает из счетчика делителя 6 оставшую- ся в нем единицу, ключ 7 открывается и на управление тиристором проходит импульс управления U-, . Кроме того, этот синхроимпульс приводит к опро- кидьшанию триггера 8 в соответствии

,j и и. Эле- повторяется one- учетом осс новыми значениями U мент 4 открывается и рация деления N/X, но татка от делителе

первого же импульса с выхода преобразователя 9 он обнуляется и выдает единицу в реверсивный счетчик делителя 6 и т.п.

50

Устройство для управления регул тором переменного напряжения, содер жащее преобразователь напряжения в частоту и формирователь синхроимпульсов, входы которых предназначен для подключения к питающей сети выход формирователя синхроимпульсов подключен через ключ к выходу устройства, и RS-триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено элементом И, управляемым делителем частоты, делителем частоты, содержа щим реверсивный счетчик и элемент НЕ, причем выходы преобразователя напряжения в частоту и RS-триггера подключены через элемент И к входу управляемого делителя частоты, выхо которого соединен с суммирующим вхо дом реверсивного счетчика делителя частоты, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с S-BXOпредыдущего цикла. Так в

5 оставалась единица, после дом RS-триггера и через элемент НЕ

с R-входом RS-триггера, выход форми рователя синхроимпульсов соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика делителя частоты и с такто

0

5

0

5

Последовательность управляющих импульсов U7 на выходе ключа 7 и полупериодов напряжения на нагрузке 3 (фиг. 2, а) соответствует оптимальному закону их распределения.

Если напряжение сети увеличивается, увеличивается и число импульсов, генерируемых преобразователем 9 на полупериод сетевого напряжения на величину AN, например, равную двум (фиг. 2, б).

Тогда результат деления увеличивается и равен трем и в делителе 5 остаток равен двум. Так как в счетчик делителя 6 записьшается число три, при увеличении напряжения следующий импульс на триггере появляется через два пропуска, т.е. с ростом напряжения сети частота выходных импульсов уменьшается, что компенсирует увеличение напряжения сети (фиг. 2,6).

Предлагаемое устройство содержит меньшее количество элементов, по сравнению с известным, что позволяет повысить его надежность и технологичность.

Формула изобретения

Устройство для управления регулятором переменного напряжения, содержащее преобразователь напряжения в частоту и формирователь синхроимпульсов, входы которых предназначены для подключения к питающей сети выход формирователя синхроимпульсов подключен через ключ к выходу устройства, и RS-триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено элементом И, управляемым делителем частоты, делителем частоты, содержащим реверсивный счетчик и элемент НЕ, причем выходы преобразователя напряжения в частоту и RS-триггера подключены через элемент И к входу управляемого делителя частоты, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика делителя частоты, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с S-BXOдом RS-триггера и через элемент НЕ

с R-входом RS-триггера, выход формирователя синхроимпульсов соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика делителя частоты и с такто513160706

вым входом RS-триггера, а управляю- тоты предназначены для подачи кода щие входы управляемого делителя час- управления.

auci 2 3 Ч S б 78

Редактор Н.Лазаренко

Составитель В.Миронов Техред И.Попович

Заказ 237 /56Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-Полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления импульсными регуляторами мощности. Целью изобретения является повы- надежности устройства. Синхроимпульс с формирователя 10 проходит на тиристор 2 через ключ 7 и устанавливает триггер 8 в единичное состояние. Элемент И 4 пропускает импульсы с преобразователя 9 на вход делителя 5, где их число делится на величину кода управления. Сигнал с делителя 5 задает коэффициент деления делителя 6. В момент поступления следующего синхроимпульса на тактовый вход триггера 8 он опрокидьшается, запирая элемент 4. Преобразователь 9 отключается от входа делителя 5, исключая запись импульсов делителя 5 в делитель 6 до восстановления состояния триггера 8. При появлении на выходе делителя 6 единицы ключ 7 открывается и готовится к опрокидыванию триггер 8. Далее с приходом очередного импульса цикл работы повторяется. 2 ил. У СО «wr