Устройство для регулирования преобразователя переменного тока в постоянный Советский патент 1989 года по МПК H02J7/04 

иян

§

(Л

ел to ел

00

о

со

тему импульсно-фазового управления 2 с выходом регулятора 1. В зависимости от внешних команд преобразователь может работать в резкнмах стабилизах ии напряжения и тока, при этом кoм тyтaтор 7 сигналов обратной связи и коммутатор 28 сигналов задания подключают к входу регулятора 1 соответствующие сигналы обратной связи и ограничения тока и напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях переменного тока в постоянный, преимущественно для потребителей, требующих регулирования тока наряду с регулированием напряжения, например аккумуляторных батарей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Тиристорный преобразователь 3 соединен через систему импульсно-фазового управления 2 с выходом регулятора 1. В зависимости от внешних команд преобразователь может работать в режимах стабилизации напряжения и тока, при этом коммутатор 7 сигналов обратной связи и коммутатор 28 сигналов задания подключают к входу регулятора 1 соответствующие сигналы обратной связи и ограничения тока и напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к преобразо нательной технике и может быть и.с- пользовано в преобразоват&т ях переменного гока в постоянньй для регули рования напряжения и тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства для регулирования тиристорного преобразователя.

Устройство содер5кит регулятор 1 , который подключен своим выходом через систем 2 импульсно-фазового управления к входу тиристорного преобразователя 3. Выход тиристорного преобразователя 3 связан с входом датчика 4 напряжения, а цепь нагрузки 5 тиристорного преобразователя 3 соединена с входом датчика 6 тока. Выходы датчика А напряжения и датчика 6 тока связаны соответствен 1о с аналоговыми входам XI, ХЗ и Х2, Х4 коммутатора 7 сигналов обратной связи, Инверс1- ый 13ХОД компаратора 8 oi- раничения тока подключен через резистор 9 к выходу первого интегратора 10 и через резистор 1 к выходу дат- чика 4 напряжения, а его неинверсный вход соединен через резистор .12 с источником 13 уставки ограничения тока, а через резистор 14 - с выходом датчика 6 тока. Выход компарато- рв 8 ограничения тока через элемент 15 задержки подключен к вторым входам первого 16 и второго 17 элементов 11Л1Л-ЫЕ, первые входы которых соединены соответственно с источниками логических сигналов И и 1 , посту паиг;их в устройство от внешних устройств управления преобразователем,

Инверс 1ый вход компаратора 18 ог- , раничения напряжения подключен через резистор 19 к выходу датчика 6 тока и через резистор 20 к выходу второго интегратора 21, а его неинверсный вход соединен через резистор 22 с выходом латчика 4 напряжения и через

0

5

0

5

д

5

0

5

5

резистор 23 с источником 24 уставки ограничения напряжения.

Первый интегратор 10, выпо;н1е11ный с применением конденсатора 25, своим входом через первый управляемый ключ 26 подключен к нсточнику 27 уставки напряжения, а выходом соединен с аналоговым входом X коммутатора 28 сигналов задания. Вход второго i.iirerpa- тора 21 , выполне1П1ого с применением конденсатора 29, связан через второй управляегиый ключ 30 с источником 31 уставки тока, а выход интегратора 21 подключен к аналоговому входу Х4 ком- мута 1 ора 28 сигналов задания. Аналоговые входы Х2, ХЗ коммутатора 28 связаны соответственно с источником 13 уставки ограничения тока и источником 24 уставки ограничения напряжения. Логические входы V,, V, V коммутатора 28 сигналов задания объединены с одноименными логическими входами коммутатора 7 сигналов обратной связи и связаны соответственно с выходами элементов ИПЛ-ПЕ 16 и 17 и выходом компаратора 18 ограничения напряжения. Логические входы первого 26 и второго 30 управляемых ключей соединены соответственно с первыми входами первого 16 и второго 17 элементов ИЛИ-НЕ. Между входом и выходом регулятора 1 включена цепочка, состоящая из последовательно соединенных управляемого ключа 32, резистора 33 и конденсатора 34, причем логический вход ключа 32 связан с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ 17, Выходы X коммутаторов сигналов задания и обратной связи подключены соответственно через резисторы 35 и 36 к входу регулятора 1.

Очередность подключения входных сигналов от аналоговых входов XI-Х4 к выходам коммутаторов 7 и 28 зави- сит от уровней сигналов на входах У,.,,Уз соответствует логическому выражению

устанавливается сигнал I, а на логических входах V,..,,Vj коммутаторов 7 и 28 - цифровой код 0-0-1, В соответствии с уравнением (1) коммутаторы 7 и 28 от аналоговых входов Х2 подключают к регулятору 1 сигнал источника 13 задания ограничения тока и сигнал обратной связи от датчика 6 тока. Преобразователь 3 автоматически переводится в редким ограничения тока, уставка которого соответствует предельно допустимому значению

X - (V,.V,.V.,).X, -н (7,.V.VJ.Xj (V,- V, 0/,.V.Vp X, (1)

Устройство работает следующим образом.

После подачи питания к устройству на неинверсный вход компаратора В ограничения тока от источника 13 поступает напряжение, благодаря которому компаратор 8 устанавливается в положение, при котором на выходе элемента 15 задержки формируется сигнал О. Одновременно напряжение от источника 2/4 уставки ,ния напряжения устанавливает на выходе компаратора 18 сигнал 1.

Включение преобразователя 3 в режим стабилизации напряжения произво- . дится по команде U , поступающей в виде 1 от внешнего устройства уп- равления к логическому входу ключа 26 и первому входу логического элемента ИЛИ-НЕ 16, При этом на логических входах V,,,,,УЗ коммутаторов 7 и 28 устгшавливается цифровой код 0-1-1, в соответствии с которым на основани выражения (1) от аналоговых входов XI к входам регулятора 1 подключается сигнал задания источника 27 уставки напряжения и сигнал обратной связи датчика 4 напряжения. Напряжение на выходе преобразователя 3 плавно нарастает до заданного значения с постоянной времени заряда конденсатора 25 интегратора 10 и далее при изменении нагрузки 5 стабилизируется на заданном уровне.

При работе преобразователя 3 в данном режиме на неинверсном входе компаратора 8 ограничения тока сравниваются сигналы от источника 13 уставки ограничения тока и датчика 6 тока. Как только величина выходного тока преобразователя 3 превышает предельно допустимое значение, компаратор 8 переключается, в результате

чего на выходе элемента 15 задержки

II II

0

0

выходного тока преобразователя 3, В режиме ограничения тока на инверсном входе компаратора 8 происходит сравнение сигналов с выхода интегратора 10 и датчика /) напряжения. При снижении нагрузки 5 преобразователя напряжение на его выходе возрастает. Как только сигнал датчика 4 напряжения превышает по величине уровень сигнала, поступающего с выхода интегратора 10, компаратор 8 переключается в исходное состояние. При этом на логических входах Vj,,.,,V.j коммутаторов

5 7j28 устанавливается цифровой код 0-1-1, благодаря чему преобразователь 3 снова переходит в режим стабилизации напряжения с устаёкой, задаваемой источником 27 уставки напряжения. Элемент 15 задержки нредот- враиает кратковременные переводы преобразователя 3 из режима стабилизации напряжения в режим токоограниче- ния и обратно при пуске и изменениях

5 нагрузки 5 преобразователя.

Включение преобразователя 3 в режим стабилизации тока производится по команде U, поступавшей в виде 1 от внешнего устройства управления к логическому входу ключа 30 и первому входу лошческого элемента ИЛИ-НЕ 17, В этом случае на логических входах V, ,.,,,V.5 коммутаторов 7 и 28 устанавливается цифровой код 1-0-1, в соответствии с которым от аналоговых входов Х/ коммутаторов к . входам регулятора 1 подключается сигнал задания от источника 31 уставки тока и сигнал обратной связи от датчика 6 тока. Интегратор 21 обеспечивает плавное нарастание тока преобразователя 3 до заданной уставки с постоянной времени заряда конденсатора 29, а регулятор 1 при изменениях нагрузки стабилизирует выходной ток преобразователя 3 на заданном уровне. Для обеспечения устойчивости работы устройства регулирования в широком диапазоне изменения уставки тока сигнал О с выхода эле0 мента ИЛИ-НЕ 17 включает управляемый ключ 32, благодаря чему к регулятору 1 подключается дополнительная корректирующая цепь, состоящая из резистора 33 и конденсатора 34,

При работе преобразователя 3 в режиме стабилизации тока на неинверсном входе компаратора 18 ограничения напряжения сравнивается сигнал от источника 24 уставки ограничения нап0

5

0

5

5

ряжения I сигнал датчика 4 напряжения. Как при снижении нагрузки 5 ведичана выходного напряжения превышает предельно допустимое значение, компаратор 18 ограничения нап ряжения переюночается, в результате чего на логичкс1сих входах V,.,.,Vg KOMi fyTaTopoB 7 и 28 устанавливается цифровой код 1-0-0. В соответствии с данным кодом от аналоговых входов ХЗ коммутаторов 7 н 28 к регулятору 1 подключшэтся сигнал источника 24 уставки ограничения напряжения и сигнал обратной связи от датчика 4 напряжения. Преобразователь 3 автоматически переводится в режим ограничения напряжения, уставка стабилизации которого соответствует предельно допустимому значению выходного напряжения преобразователя 3, В режиме ограничения напряжения преобразователя 3 на инверсном входе компаратора 18 происходит сравнение сигналов с выхода интегратора 21 и датчика 6 тока. Как только при увеличении нагрузки 5 преобразователя напряжения датчика 6 тока превышает величину напряжения на выходе интегратора 21, компаратор 18 переключается в исходное состояние. Тогда на логических входах V,,.,.,V коммутаторов 7 и 28 устанавливается цифровой код 1-0-1 и преобразователь 3 переводится в реж:1м стабилизации тока.

Резисторы в источниках 13, 24, 27, 31 необходимы для регулирования уставок напряжения или тока и настройки порогов срабатывания компараторов 8 и 18. Управляемые ключи 26 и 30 и элементы ИЛП-НЕ 16 и 17 могут иметь болыиее число аналоговых и логических входов, причем аналоговые входы ключе 26 и 30 соединяются в этом случае с дополнительными источниками уставок напряжения или тока, а к до- полинтельнгмм логическим входам указанных ключей и элементов liJIIi-HE подаются внепние команды управления. Тогда при заряде аккуг-1уляторной батареи (ЛБ) или пнтании других потре- бv тeлeй мо;кно автоматически по внешним командам управления переходить иа любую заданную уставку стабилизации напряжения или тока преобразователя, Нифроуой код на логических вхоппх , , . с . , т, коммутаторов 7 и 28 приведен pNpie для варианта устровств

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

когда в качестве коммутаторов применены микросхемы типа 590 КН6,

Изобретение расширяет функциональные возможности устройства, так как позволяет использовать преобразователь с данным устройством для режи- г мов автоматического заряда АБ по заданной программе, подзаряда АБ с одновременным питанием других потребителей, а таюке питания различного типа потребилетей, включая потребители с большой кратностью пусковых токов и содержащих требования по ограничению уровня перенапряжений.

Формула изобретения Устройство для регулирования преобразователе, переменного тока в постоянный, содержащее регуля- /р, подключенный своим выходом через систему импульсно-фазового управления к входу преобразователя, датчик напряжения, соединенный с выходом преобразователя, датчик тока цепи нагрузки преобразователя, компаратор ограничения тока, инверсный вход которого через первый резистор связан с выходом датчика напряжения, а неинверсный вход подключен через второй и третий резисторы к источнику уставки ограничения тока и выходу датчика тока, источник уставки напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмоясностей устройства, оно снабжено компаратором ограничения напряжения, коммутаторами сигналов задания и обратной связи, каждый из которых имеет четыре аналоговых X,,...,Xi и три лоп1ческих V ,.,,,V входа, а сигнал на выходе X каждого коммутатора определен логическим выражением X (VrV,,.V3)-X, + (V, V.V,)

+ (v,-v.3) + (v,-v,-v,)-x,,

двумя управляо;.ыгш ключами и двумя интеграторами, элементом задержки, двумя элементами ИЛИ-НЕ, источниками уставок тока и ограничения напряжения, цепочкой, состоящей из последовательно соединенных третьего управляемого ключа, четвертого резистора и конденсатора, а также пятым - одиннадцатым резисторами, причем инверсный вход компаратора ограничения тока связан через пятый резистор с выходом первого интегратора, а выход указанного компаратора через элемент задержки подключен к вторым входам

первого и второго элементов ИЛИ-НЁ, первые входы которых соединены с логическими входами первого и второго управляемых ключей, инверсный вход компататора ограничения напряжения подключен через шестой и седьмой резисторы к выходам датчика, тока и вто рого интегратора, а его неинверсный вход связан через восьмой и девятый резисторы с выходом датчика напряжения и источником уставки ограничения напряжения, входы первого и второго интеграторов соединены через первый и второй управляемые ключи с источниками уставок напряження и тока, а выходы интегратора подключены к входам X,, Х коммутатора сигналов задания, входы Х, Хд которого соединбны с источниками уставок ограничения тока и напряження, входы V,.....Vj

коммутатора сигналов задания объединены с одноименными входами коммутатора сигналов обратной связи и связаны с выходами первого и второго элементов ИПИ-НЕ, выходом компаратора ограничения напряжения, входы Х, Xj коммутатора сигналов обратной связи подключены к выходу датчика напряжения, а входы Х, Х этого коммутатора соединены с выходом датчика тока, выходы обоих коммутаторов подключены через десятый и одиннадцатый резисторы к входу регулятора, между

входом и выходом которого включена цепочка, состоящая из последовательно соединенных третьего управляемого ключа, четвертого резистора и конденсатора, логический вход управляемого

ключа связан с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ.