Стабилизатор-регулятор переменного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/20 

Г,

ГГ

S зИ

7.П

ttad 4Е

7.П

(Л С

ел

со

3-1501009

ния (режим стабилизации и программного регулирования. В первом режиме в зависимости от знака отклонения выходного напряжения от нормального значения, задаваемого с помощью максимальных делителей напряжения 15 и 16, происходит изменение кода счетчи- (Са 25. Блок 6 управления в зависимое-.

ти от этого кода так воздействует на тиристоры мостов 2.1-2.П, что выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. Во втором-режиме в ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, позволяющая задавать определенную форму выходного напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к устройствам регулирования переменного напряжения, и может быть использовано в технологических стендах по автоматическому контролю параметров испытываемых объектов в различных режимах работы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного напряжения по заданной программе. Стабилизатор-регулятор может работать в двух режимах:линейного регулирования (режим стабилизации) и программного регулирования. В первом режиме в зависимости от знака отклонения выходного напряжения от нормального значения, задаваемого с помощью максимальных делителей напряжения 15 и 16, происходит изменение кода счетчика 25. Блок 6 управления в зависимости от этого кода так воздействует на тиристоры мостов 2. 1-2. N, что выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. Во втором режиме в ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, позволяющая задавать определенную форму выходного напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к электро- технике, в частности к устройствам дпя регулирования переменного напвя- жения, и может быть использовано в технологических стендах по автоматическому контролю параметров испыты- ваемых объектов в различных режимах работы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечения регу- лирования выходного напряжения по заданной программе.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора-регулятора переменного напряжения; на фиг. 2 3 - диаграммы, поясняющие работу стабилизатора.

Стабилизатор-регулятор содержит силовой вольторегулирующий орган I, выполненный в виде п однофазных ти- ристорных мостов 2.1-2.П, в диагональ переменного тока которых включены первичные обмотки 3..п и п трансформаторов 4.1-4.п.

Первичная обмотка З.п трансформа- тора 4.П соединена с входными выводами и диагональю переменного тока п-го тиристорного моста 2.п. Тирис- торные мосты 2.1-2.(п-1) своими диагоналями постоянного тока соединены с диагональю постоянного тока п-го тиристорного моста 2.п.

Вторичные обмотки (5.1-5.п) трансформаторов 4.1-4.П соединены согласно-последовательно и подключены к вы ходным выводам стабилизатора. Управ- лякидие входы тиристорных мостов 2.1- 2.п соединены с группой выходов блока 6 управления, вход которого сЪеди нен с выводами вторичной обмотки 7 трансформатора 4.п. Напряжение на вторичных обмотках (5.1-5.п) трансформаторов 4.1-4.П выбирают в соответствии с двоичным рядом.

0

5

0

0 д

5

Блок 6 управления содержит выпрямитель 8, вход которого является входом блока 6, а выход соединен через фильтр 9 с входом стабилизатора 10 и входом масштабного делителя 11 напряжения, выход которого соединен с первыми входами компараторов 12, 13.

Кроме того, выход выпрямителя 8 соединен с инвертирующим входом компаратора 14.

Выход стабилизатора 10 соединен через масштабные делители 15 и 16 напряжения с другими входами компараторов 12, 13 соответственно.

Масштабные делители 15, ,16 напряжения выполнены с возможностью регулирования коэффициента передачи.

Выход компаратора 14 через резис- тивный делитель (17, 18) соединен со своим неинвертирующим входом и стро- бирующим входом шифратора 19. Выход компаратора 20 соединен с первыми входами первой и второй групп входов элемента 2И-ИЛИ 21, первым входом элемента И 22, адресным входом старшего разряда шифратора 19. Выходы компараторов 13, 12 соединены соответственно с вторым входом элемента И 22 и вторым входом второй группы входов элемента 2И-ИЛИ 21.

Третьи входы второй группы входов элемента 2И-ИЛИ 21 и элемента Н 22 соответственно объединены и подключены к линейно регулирующему входу 23, а второй вход первой группы входов элемента 2И-ИЛИ 21 соединен с программно-регулирующим входом 24. Входы 23 и 21 соединены с выводами дпя подключения блока задания режима работы стабилизатора-регулятора.

Выходы элементов И 22 и 2И-Щ1И 21 соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика 25,выходы которого соединены с адресными входами младших разрядов шифратора 19. Выходы шифратора 19 соединены с управляющими входами ключей блока 26 переключений, выходы которого являются выходами блока 6 управления и подключены к управляющим входам тиристоров 27-30 тиристорных мостов 2.1-2.п.

В качестве шифратора 19 может быть использовано постоянное запоминающее устройство, построенное, например, на программируемых логических матрицах типа 556РТ5, РТ7 и т.д.

В случае необходимости регулирования скорости изменения выходного на- пряжения группу А старших разрядов адресных входов шифратора 19 соединяют с выводами для подключения блока задания программы (не показано). При

10

этом все поле шифратора 19 разбивает-20 мени

ся на А2хБ страниц. В ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, которая позволяет увеличить или уменьшать скорость изменения выходного напряжения, то есть задавать определенную форму выходного напряжения .

Работа стабилизатора-регулятора происходит следующим образом.

На входные выводы поступает переменное напряжение сети, представленное на временной диаграмме напряжений (фиг. За).

На выходе компаратора 20 формируется сигнал 1 в момент положительной полуволны входного напряжения (фиг. 36), поступающего с вторичной обмотки 7 трансформатора. На выходе выпрямителя 8 формируется пульсирующее напряжение (фиг. Зв),поступающее на инвертирующий вход компарато-- ра 14 и вход фильтра 9.

На выходе компаратора 14 формируются прямоугольные сигналы (фиг. Зг), пауза у которых t,-t соответствует моментам переключения компаратора, которые подбираются с помощью резис- тивного делителя напряжения (17,18).

На выходе стабилизатора 10 формируется постоянный уровень напряжения, который через масштабные делители 15, 16 поступает на входы компараторов 12, 13.

С помощью масштабных делителей 15, 16 с переменным коэффициентом передачи устанавливают уровни напряжения

и

10

on. 1J

on.i «а

6

входах

компараторов 12,

13, которые соответствуют выбранному номиналу напряжения (фиг. Зд, е), причем 1- оп,1 оп. г величину заданной точности стабилизации 2е.

На другие входы компараторов 12, 13 поступает напряжение с выхода масштабного делителя 11 напряжения, величина которого пропорциональна величине напряжения на входных выводах.

В случае, если напряжение с выхода делителя 11 меньше и, на выходе компаратора 12 формируется сигнал 1, разрешающий прохождение сигнала с выхода компаратора 20 через элемент 2И-ИЛИ 21 на суммирующий вход счетчика 25, увеличивая его код на единицу. На выходе шифратора 19 в течение вреt-7-t

формируется такое сочета5

0

5

0

ние сигналов, которое приводит к увеличению выходного напряжения на 2е.

Пауза t,-t выбирается из расчета исключения явления одновременного включения состояния четырех тиристоров 27-30 мостов 2.1-2.п.

По достижении выходным напряжением значения заданного номинального напряжения, когда напряжение с выхода делителя 11 становится больие

и

но меньше Г

Р„, компаратор в положение О и за12

5

0

5

СП. т

переключается прещает прохождение импульсов с выхода компаратора 20 на суммирующий выход счетчика 25.

При увеличении выходного напряжения выще уровня заданного номинального значения на величину больше 2е срабатывает компаратор 13. Происходит уменьшение кода счетчика 25 до тех пор, пока за счет соответствующего включения первичных обмоток трансформаторов 4.1-4.П не произойдет компенсация изменения выходного напряжения до уровня заданного с точностью 2е.

На выходе счетчика 25 формируется монотонно возрастающий код.

На выходе устройства формируется ступенчато увеличивающееся напряжение и до момента равенства кода счетчика 23 А , при котором U - I

- иг

Далее счетчик 25 продолжает считать до 2 (А А, но информация на выходе шифратора не изменяется (фиг. 2).

Начиная с кода счетчика 25 ,- -А на выходе стабилизатора-регулятора формируется ступенчато уменьшающееся напряжение. В момент возникновения импульса переполнения счетчи ка 25 напряжение на выходе равно минимальному значению - е.

Если выбрать е 1 В, п 9, то точность стабилизации или дискретность регулирования составит 2 В без существенного искажения формы выходного напряжения. Максимальная величина выходного напряжения 511 В.

Мощность трансформаторов 4.п и мощность тиристорных мостов 2.1- 2. (п-1) будут распределяться в соответствии с двоичным рядом.

Предложенный стабилизатор-регулятор обладает более широкими функциональными возможностями, позволяющими

стабилизировать выходное напряжение на любом выбранном уровне внутри диапазона регулирования, может использоваться в режиме программного регулятора выходного напряжения, что позволяет эффективно применять его в ла- бораторно-исследовательских устройствах при отработке режимов, контроле прочности изоляции и т.д.

Ф о рмула изобретения

Стабилизатор-регулятор переменного напряжения, содержащий силовой вольторегулирующий орган, включенный между входными и выходными выводами, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам воль торегулирующего органа, причем в состав блока управления входят выпрями- тель, вход которого использован в качестве входа блока управления, а выход соединен с входом фильтра и ин- вертирующим входом первого компара- тора, резистивный делитель напряже- ния, вход и средняя точка которого соединены соответственно с выходом и неинвертирующим входом первого компаратора, второй и третий компараторы, первые входы которых через первый масштабньй делитель напряжения подключены к выходу фильтра, а вторые входы соответственно через второй и третий масштабные делители напряже

0

5

0

5

0 5 Q 5

ния соединены с выходом стабилизатора, вход которого подключен к выходу фильтра, реверсивный счетчик и блок переключений, выходы которого используются как выходы блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного напряжения по заданной программе, в блок управления введены четвертый компаратор, шифратор, элемент И, элемент 2Н-ИЛИ, кроме того, блок управления снабжен выводами для подключения блока задания режима работы, первые из которых образуют линейно регулирующий, а вторые - программно-регулирующий входы блока управления, а также выводами для подключения блока задания программы, причем один вход четвертого компаратора соединен с входом блока управления, второй вход - с общей шиной, а выход - с адресным входом старшего разряда шифратора, .первым входом элемента И и первыми входами первой и второй групп входов элемента 2И-1-ШИ, второй вход второй группы входов которого соединен с выходом второго компаратора, а второй вход элемента И - с выходом третьего компаратора, третьи входы соответственно второй группы входов элемента 2И- ИЛИ и элемента И объединены и подключены к линейно регулирующему входу блока управления, программно-регулирующий вход которого соединен с вторым входом первой группы входов элемента 2Н-1ШИ, выходы элемента 2И-ИЛИ и элемента И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выходы которого подключены к группе адресных входов младших разрядов шифратора, группа адресных входов старших разрядов которого соединена с выводами для подключения блока задания программы, выход первого компаратора подключен к стробирующему входу шифратора, выходы которого соединены с управляющими входами блока переключений, кроме того, силовой вольторегулирующий орган выполнен в виде п тиристорных мостов, диагонали переменного тока которых соединены с выводами первичных обмоток соответствующих п трансформаторов, диагонали постоянного тока п тиристорных мостов объединены, а диагональ переменного тока п-го тирйсторного моста соединена с входными выводами, вторичные обмотки п трансформаторов соединены синфазно-последовательно и подключены к выходным выводам, выводы второй вторичной оба

и,

max

мотки п-го трансформатора соединены с входом блока управления, управляющие входы тиристоров и тиристорных мостов являются управляющими входами вольторегулирующего органа.

т

Фи8.2