Способ регулирования мощности и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК H03K17/56 

-

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, более конкретно к способам и устройствам двухпозиционного тиристорного регулирования мощности с времяимпульсным (циклическим) управлением, и может быть использовано для регулирования мощности, подводимой к сильноточным нагрузкам, а также для ограничения мощности в нагрузке, в химической, металлургической промышленности при управлении электропечами, реакторами, термостатами, а также в других областях.

Цель изобретения - расширеьше функциональных возможностей за счет управления целым числом волн.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Способ регулирования мощности заключается в том, что мощности сети переменного тока подводят к нагрузке через управляемьш ключ, преобразуют сетевое переменное напряжение в им пульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз, генерируют управляющие импульсы постоянного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонения регулируемого параметра от заданного значения, формируют импульсь постоянного тока, получают четные импульсы посредством перемножения импульсов нулевых значений на сформированные импульсы постоянного тока, подают четные импульсы на управляющий электрод управляемого ключа, формируют первую последог вательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы, и сравнения полученного числа с первой уставкой, одновременно формируют вторую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы и сравнения полученного числа с второй уставкой, формируют Ьуммарную последова

тельность задающих импульсов, перед ние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов второй последовательности, перемножают задающие импульсы суммарной последовательности на импульсы положи т tin ьных фаз с полу25

10

15

20

30

35

40

45

50

55

чением ограничиваю1дей последовательности импульсов положительных фаз, перемножают импульсы положительных фаз ограничивающей последовательности на управляющие .импульсы постоянного тока.

Устройство содержит последователь- o соединенные входной каскад 1 , первый моностабильный триггерный каскад 2, элемент И 3, генератор 4, импульсный трансформатор 5, управляе- 6, нагрузку 7, параллельно включенное ключу 6 RC-звено 8, блок 9 питания, блок 10 стабилизации, детектор 11 прохождения через нуль, второй моностабильный триггерный каскад 12, блок 13 ограничения максимальной выходной мощности, первый вход блока 9 питания соединен с первой ймной источника переменного напряжения, с RC-звеном 8 и первым входом управляемого ключа 6, второй вход блока 9 питания соединен с второй шиной источника переменного напряжения и нагрузкой 7, выход блока 9 питания соединен с первым входом детектора 1 1 прохождения через нуль, второй вход элемента И 3 соединен с вторым выходом детектора 11 прохождения через нуль, первый вход второго моностабильного триггерного каскада 12 и первый вход блока 13 ограничения максимальной вькодной мощности соединены с первым выходом детектора 11 прохождения через нуль, второй вход блока 13 ограничения максимальной выходной мощности соединен с выходом второго моностабильного триггерного каскада 12, третий вход - с вторым выходом детектора 11 прохождения через нуль, а выход - с вторым входом первого моностабильного триггерного каскада 2.

Устройство работает следующим образом.

Мощность сети переменного тока подводится к нагрузке 7 через управляемый ключ 6. Управляющие импульсы постоянного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонения регулируемого параметра от заданного значения, поступают на вход входного каскада 1, и на его выходе появляется сигнал высокого уровня.

В то же время на вход детектора 11 прохождения через нуль поступает переменное Напряжение с блока 9 питания, который с гальваническим разделением

от сети, нарплу с фпрмнрои-лиием нхол- ного сигнала д.;1П детекто к 1 1 прохождения через нуль, обеспечивает через блок 10 стабилизации рабочее напряжение для электронных схем. Детектор 11 прохождения через нуль преобразует сетевое nepenetiHoe напряжение в импульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз. Импульсы положительных фаз, формируемые на первом выходе детектора 11 прохождения через нуль, соответствуют пересечениям нулевого уровня лишь полож 1 тельными полуволнами сетевого напряжения, нулевые импульсы, формируемые на втором выходе детектора 11 прохождения через нуль, соответствуют пересечениям нулевого уровня как положительными, так и отрицательными полуволнами. Импульсы с первого выхода детектора 11 прохождения через нуль деблокируют второй моностабильный триггерный каскад 12, длительность импульсов на выходе которого больше tf/W, но меньше 2 Н/а1, (( частота сетевого напряже- ния). Выходной сигнал второго моностабильного триггерного каскада 12 перемножается с импульсами с второго выхода детектора 11 прохождения через нуль. Благодаря взаимодействию второго моностабильного триггерного каскада 12 и блока 13 ограничения мак симальной выходной мощности первый импульс соответствует импульсу положи тельной фазы. В результате работы блока 13 ограничения максимальной выходной мощности формируется суммарная последовательность задающих импульсов, передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последова - тельности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов вто- рой последовательности. Задающие импульсы суммарной последовательности перемножаются на импульсы положительных фаз, поступающие с детектора 11 прохождения через нуль. Выходной сигнал (ограничивающая последовательность импульсов положительных фаз) перемножается в первом моностабильном триггерном каскаде 2 с управляюш 1ми импульсами постоянного тока с выхода входного каскада 1, Таким образом, при наличии на обоих входах высокого уровня первьш моностабильный триггерный каскад 2 формирует на своем выходе импульс постоянного тока длитель0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

иостью большей / /со, но меньшей z /T/u . Сформированные импульсы постоянного тока перемножаются на элементе И 3 с импульсами нулевых значений с выхода детектора 11 прохождения через нуль, образуя тем самым четные импульсы, деблокирующие генератор А после каждого прохождения через нуль положительных полуволн сети. Выход генератора 4 гальванически отдепен от цепи нагрузки 7 посредством импульсного трансформатора 5. Пусковые импульсы на выходе импульсного трансформатора 5 запускают управляемый ключ 6. RC- звено 8 служит в качестве фильтра предельной dU/dt стойкости и препятствует нежелательному запуску тиристоров вследствие пиков напряжения.

Формула изобретения

1. Способ регулирования мощности, заключаюшлйся в том, что преобразуют сетевое переменное напряжение в импульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз, генерируют управляющие иьтульсы постоянного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонения регулируемого параметра от заданного значения, формируют импульсы постоянного тока, перемножают импульсы нулевых значений и сформированные импульсы постоянного тока, полученными четными импульсами управляют мощностью сети переменного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления целым числом волн, формируют первую последовательность задаюших иг- пульсов путем подсчета числа нулевых имлуль- сов, первый из которых соответствует и myльcy положительной фазы, и сравнения полученного числа с первой уставкой, одновременно формируют вторую последовательность задаюших импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы, и сравнения полученного числа со второй уставкой, после чего формируют суммарную последовательность задаюших импульсов, передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности, а задние фронты - с передними фронтами задаюших импульсов второй последовательности, перемножают

задающие импульсы суммарной последовательности на импульсы положительных фаз с получением ограничивающей последовательности импульсов положительных фаз, затем перемножают импульсы положительных фаз ограничивающей последовательности на управляющие импульсы постоянного тока.

2. Устройство регулирования мощное ти, содержащее последовательно соединенные входной каскад, первый моно- ст бильный триггерный каскад, элемент И, пусковой генератор, импульсный трансформатор, управляемый ключ, нагрузку, а также КС-звено, включенное параллельно управляемому ключу, и блок питания, первый вход которого соединен с первой шиной источника переменного напряжения, с RC-звеном и с первым входом управляемого ключа, второй вход блока питания соединен с второй шиной источника переменного напряжения и с нагрузкой, выход блока питания соединен с первым входом детектора прохождения через нуль, второй вход элемента И соединен с вторым

выходом детектора прохождения через нуль, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено вторым моностабильным триггерным каскадом и

0 блоком ограничения максимальной выходной мощности, причем первый вход второго моностабильного триггерного каскада и первы вход блока ограничения максимальной выходной мощности

5 соединены с первым выходом детектора прохождения через нуль, второй вход блока огранич.ения максимальной выходной мощности соединен с выходом второго моностабильного триггерного

0 каскада, третий вход - с вторым выходом детектора прохождения через нуль, а выход соединен с вторым входом первого моностабильного триггерного каскада.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, в частности к способам двухпозиционного тиристорного регулирования мощности с времяимпульсным управлением целым числом волн, и может найти применение для регулирования мощности, подводимой к сильноточным нагрузкам. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для этого формируют первую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы. Сравнивают полученное число с первой уставкой. Одновременно формируют вторую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует nNmynb- су положительной фазы, и сравнивают полученное число с второй уставкой. Затем формируют суммарную последовательность задающих импульсов, передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов второй последовательности. Перемножают задающ1-1е импульсы суммарной последовательности на импульсы положительных фаз и получают ограничивающую последовательность импульсов положительных фаз. Далее перемножают импульсы поло- , жительньгх фаз ограничивающей последовательности на управляющие импульсы постоянного тока. Устройство, реализующее способ, содержит входной каскад 1, моностабильные триггерные каскады 2 и 12, элемент И 3, генератор 4, импульсный трансформатор 5, управляемый ключ 6, нагрузку 7, RC-звено 8, блок 9 питания, блок 10 стабилизации, детектор 11 прохождения через нуль и блок 13 ограничения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (С (Л со О) 1с