Устройство регулирования мощности Советский патент 1990 года по МПК G05F1/66 

Изобретение относится к электротехнике ,

Целью изобретения является повышение точности регулирования и снижение спектральной плотности мощности помех на информационные каналы и электромагнитного излучения в эфир.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит управляемый генератор I постоянного тока (УГПТ) с источниками 2 и 3 опорного напряжения, выход первого из которых соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 4 аналоговой ошибки управления, выход другого - с опорным входом ЦАП 5, инвертирующий вход первого компаратора 4 соединен с выводом 6 для подключения управляющего

напряжения, выход первого компаратора 4 соединен с неинвертирующим входом второго компаратора 7 и является выходом 8 аналоговой ошибки УГПТ 1, инвертирующий вход второго компаратора 7 соединен с выходом ЦАП 5 и входом неинвертирующего усилителя 9, выход 10 которого является дискретным выходом УГПТ 1, выход второго компаратора 7 через элемент 11 направления счета соединен с входом сложения и вычитания реверсивного счетчика 12, вход синхронизации которого является входом 13 синхронизации УГПТ 1, цифровые выходы реверсивного счетчика 12 соединены с цифровыми входами ЦАП 5 и являются цифровым выходом 14 УГПТ 1. Устройство также содержит первый 15 и второй 16 элементы И,

Сл

СО СО СО Ј

элемент 17 синхронизации, сЬормирова тель 18 первого импульса управления, детектор 14 Лаз и нулевых значений (), вход которого соединен с выходом источника 20 переменного напряжения, выход 21 отрицательных фаз - с вторым входом элемента 17 синхронизации, выход 22 положительных фаз - с первым входом элемента 17 синхронизации, с вторым входом первого элемента И 15нс входом 13 синхронизации УП1Т 1 , выход 23 нулевых значений - с вторым входом второго элемента И 16, с вторым входом формирова- чены к выводам 50 для подключения

теля 18 первого импульса управления, и входом 24 синхронизации преобразователя 25 код - длительность (ПКД), являющимся входом синхронизации элемента 26 пересчета по модулю. ПКД 25 20 содержит также дешифратор 27 ошибки управления (ДОУ), входы которого являются цифровыми выходами 14 УГПТ 1, выходы 28 ДОУ 27 от 1 до k соединены с соответствующими первыми входами 25 первых k элементов 29 совпадения, выходы 30 ДОУ 27 от k+1 до п соединены с первыми входами коммутатора 31 задания верхнего предела мощности, выходы которого соединены с первыми входами элементов 29 совпадения от k+1 до п, выход элемента 26 пересчета по модулю через мультиплексор 32 соединен с входами дешифратора 33 синхронизации (ДС), выход 34 которого соединен с S-входом триггера 35, четные выходы 36 от 2 до 2k - с входами коммутатора 37, содержащего k ключей, выходы 38 которых объединены и присоединены к вторым входам первых k элементов 29 совпадения, четные выходы 39 ДС 33 от 2k+2 до 2п соединены с соответствующими первыми входами ком30

35

40

нагрузки и выводам 51 для подключен источника электропитания.

Устройство работает следующим об разом.

В режиме разгона при напряжении выводе 6, равном нулю, анапоговая ошибка управления на выходе компара тора 4 равна опорному напряжению ис точника 2 и больше нуля. При положи тельной аналоговой ошибке и по фрон импульса отрица-i е п.ных фат, поступающих на элемент 17 синхронизации соответственно с выхода 8 УГПТ 1 ц хода 21 ДФНЗ 19, элемент 26 пересче та по модулю устанавливается в О при следующем импульсе положительно фазы, поступающем с выхода 22 ДФНЗ на первый вход элемента I7 синхрони зации, tпереводит .его выход в О. О новременно но фронту импульса нулевых значений, поступающего с выхода 23 ДФНЗ 19 на вход 24 синхронизации ПКД 25, запускается элемент 26 пере счета по модулю, производя счет импульсов, поступающих па его вход 24 с частотой 10 Гц. По фронту первого импульса нулевых значений и фрон ,ту импульса на выходе 34 ДС 33, воз никающих синхронно, триггер 35 уста

В режиме разгона при напряжении на выводе 6, равном нулю, анапоговая ошибка управления на выходе компаратора 4 равна опорному напряжению источника 2 и больше нуля. При положительной аналоговой ошибке и по фронту импульса отрица-i е п.ных фат, поступающих на элемент 17 синхронизации соответственно с выхода 8 УГПТ 1 ц вы хода 21 ДФНЗ 19, элемент 26 пересчета по модулю устанавливается в О при следующем импульсе положительной фазы, поступающем с выхода 22 ДФНЗ 19 на первый вход элемента I7 синхронизации, tпереводит .его выход в О. Одновременно но фронту импульса нулевых значений, поступающего с выхода 23 ДФНЗ 19 на вход 24 синхронизации ПКД 25, запускается элемент 26 пересчета по модулю, производя счет импульсов, поступающих па его вход 24 с частотой 10 Гц. По фронту первого импульса нулевых значений и фрон- ,ту импульса на выходе 34 ДС 33, возникающих синхронно, триггер 35 устамутатора 31 задания верхнего предела мощности, с вторыми входами элементов навливается в единичное состояние и в 29 совпадения от k+1 до п, выходы ко- нагрузке 50 формируется положитель- то рых объединены и подключены к R-вхо- ду триггера 35, выход которого является выходом 40 ПКД 25 и соединен с входом элемента 41 задержки и через первый переключатель 42 вида нагрузок с первым входом первого элемента И 15, третий вход которого соединен с дискретным выходом JO ошибки управле50

ная полуволна в момент перехода напряжения (тока) через О с целым числом волн.

Рассмотрим случай, когда напряжение источника 2 опорного напряжения В, а напряжение на выходе источника 3 опорного напряжения IWs 1,28 В, ПДП 5 - четырехразрядный. На выходе второго компаратора 7 устанавливается напряжение 8,72 В, на входе ЦАП 5 - код 1111. На выходах 36, 39 ДС 33 циклически формируются сигналы синхронизации, на 15-м

ния УГПТ 1, вход 43 установки з О ПКД 25 соединен с выходом элемента 17 синхронизации, выход первого элемента И 15 через моностабильный триггер- ный каскад 44 соединен с первым входом

второго элемента И 16, выход элемента 41 задержки соединен через первый переключатель 42 вида нягрузок с первым входом первого элемента И I5 и через формирователь 18 первого импульса управления с первым входом элемента ИЛИ 45, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 16, выход которого и выход элемента НИИ 45 через второй переключатель 46 вида нагрузок, пусковой генератор 47 соединен с входом триака 48 с Rr-звеном 49, силовые выводы триака 48 подклю05 0

5

40

нагрузки и выводам 51 для подключения источника электропитания.

Устройство работает следующим образом.

В режиме разгона при напряжении на выводе 6, равном нулю, анапоговая ошибка управления на выходе компаратора 4 равна опорному напряжению источника 2 и больше нуля. При положительной аналоговой ошибке и по фронту импульса отрица-i е п.ных фат, поступающих на элемент 17 синхронизации соответственно с выхода 8 УГПТ 1 ц выхода 21 ДФНЗ 19, элемент 26 пересчета по модулю устанавливается в О при следующем импульсе положительной фазы, поступающем с выхода 22 ДФНЗ 19 на первый вход элемента I7 синхронизации, tпереводит .его выход в О. Одновременно но фронту импульса нулевых значений, поступающего с выхода 23 ДФНЗ 19 на вход 24 синхронизации ПКД 25, запускается элемент 26 пересчета по модулю, производя счет импульсов, поступающих па его вход 24 с частотой 10 Гц. По фронту первого импульса нулевых значений и фрон- ,ту импульса на выходе 34 ДС 33, возникающих синхронно, триггер 35 уста навливается в единичное состояние и в нагрузке 50 формируется положитель-

навливается в единичное состояние и в нагрузке 50 формируется положитель-

0

ная полуволна в момент перехода напряжения (тока) через О с целым числом волн.

Рассмотрим случай, когда напряжение источника 2 опорного напряжения В, а напряжение на выходе источника 3 опорного напряжения IWs 1,28 В, ПДП 5 - четырехразрядный. На выходе второго компаратора 7 устанавливается напряжение 8,72 В, на входе ЦАП 5 - код 1111. На выходах 36, 39 ДС 33 циклически формируются сигналы синхронизации, на 15-м

выходе ДОУ 27 постоянно установлена 1 и при совпадении логических единиц с 15-го и 30-го выходов дешифраторов 27 и 33 срабатывает 15-я ячейка элемента 29 совпадений и триггер 35 переключается в О при 30-м импульсе отрицательных фаз, при следующем 31-м импульсе, соответствующем импульсу положительной фазы, триггер 35 активизируется и мощность снова в течение всего цикла подается в нагрузку 50. При этом переключения мощности управления постоянного тока на выходе триггера 35, на выходах элементов И 15 и 16 и выводах 50 соответствуют 15 импульсам положительных фаз, 30 или четному числу импуль- , сов нулевых значений и 15 целых волн напряжения сети.

При напряжении на 6-м входе Uy U0n2 опз мощность на выводах 50 снижается и регулятор мощности входит в пропорциональную зону. Например, при Uy (10,00-1,28) В и В на выходе компаратора 4 устанавливается аналоговая ошибка 1 В, на входе ПДП 5 код 1011, на выходе - дискретное напряжение 938,7 В, на 11-м выходе ДОУ 27 1 и в нагрузке при цикле в 15 волн формируется импульс с одиннадцатью целыми волнами и паузой, равной четырем волнам.

При аналоговой ошибке управления 85,3 597 мВ на входе ПАП-5 устанавливаются вариации кодов от 0001 до 0110, на выходах от 1 до 6 ДОУ 27 устанавливается в цикле одна 1, однако ДС 33 позволяет для всех указанных реализаций прекратить формирование длительности управления постоянного тока только по фронту k-ro импульса относительно фронта импульса с первого выхода 34 ДС 33 или после формирования в нагрузке импульса с количеством целых волн, равным k, установленным с помощью коммутатора 37, являющегося ограничителем случайной спектральной плотности мощности (СПМ)

Таким образом, выполняя основную свою функцию, предлагаемый регулятор мощности позволяет задавать необходимый диапазон случайной СПМ регулирующих воздействий относительно спектра полезного сигнала, излучать в эфир ограниченный относительно частоты электропитания диапазон электромагнитных колебаний и исключать перерегулирование. Необходимая зона пропорцио-

1543394

нальностп задается источником опорного напряжения U

опз

При Попг НОПЗ ис0

5

0

5

пользуется один источник, зона разгона отсутствует.

Формула изобретения

Устройство регулирования мощности переменного тока, содержащее управляемый генератор постоянного тока (УГПТ), который содержит два компаратора, источник опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), реверсивный счетчик и элемент направления счета, причем инвертирующий вход первого компаратора соединен с выводом для подключения источника управляющего напряжения, другой его вход присоединен к источнику опорного напряжения, а выход подключен к прямому входу второго компаратора и является выходом аналоговой ошибки УГПТ, инвертирующий вход второго компаратора соединен с выходом ПАИ, а его выход через -элемент направления счета соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход синхронизации которого является входом синхронизации

O УГПТ, цифровые выходы реверсивного счетчика соединены с цифровыми входами ЦАП и являются цифровым выходом УГПТ, преобразователь код - длительность (ПКД), содержащий элемент пересчета по модулю, мультиплексор, дешифраторы ошибки управления (ДОУ) и синхронизации (ДС), коммутатор задания верхнего предела мощности, элемент совпадения и триггер, выход которого является выходом ПКД, входы ДОУ являются входами ПКД и подключены к цифровым выходам УГПТ, выходы ДОУ от I до k соединены с соответствующими первыми входами первых k элементов совпадения, выходы ДОУ от k+I до п соединены с соответствующими входами коммутатора задания верхнего предела мощности, выходы которого присоединены к соответствующим первым входам

0 элементов совпадения от k+1 до п, вход синхронизации элемента пересчета по модулю является входом синхронизации ПКД, а его выходы через мультиплексор соединены с входами ДС, первый выход которого соединен с S-входом триггера, выходы от 2k+2 до 2п ДС соединены с соответствующими входами первого коммутатора, а также с соответствующими вторыми входами элемен5

0

5

5

тов совпадения от k+1 до п, пыходы которых объединены и подключены к R-входу триггера, обнуляющий вход элемента пересчета по модулю является входом сброса ПКД, выход ПКД через первый переключатель вида нагрузок подключен к первому входу первого элемента И, второй элемент И, первый вход которого через моностабильный JQ триггерный каскад соединен с выходом первого элемента И, формирователь первого импульса управления, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки и через первый пере- 15 ключатель вида нагрузок - к первому входу первого элемента И. элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго элемента И и формирователя первого импульса управления, детек- -JQ тор фаз и нулевых значений (ДФНЗ), вход которого подключен к вспомогательному источнику переменного напряжения, выход положительных фаз ДФНЗ присоединен к первому входу элемента синхро- 5 низации, второму входу первого элемента И и входу синхронизации реверсивного счетчика УГПТ9 выход отрицательных фаз ДФНЗ - к второму входу, элемента синхронизации, выход нуле-30

вых значений ДФНЗ - к вторым входам второго элемента И и формирователя первого импульса управления и входу синхронизации ПКД, запускающий генератор, вход которого через второй переключатель вида нагрузок соединен с выходами второго элемента И и элемента ИЛИ, а выход подключен к управляющему входу триака, включенного в силовую цепь и снабженного ЕС-звеном вход сброса ПКД соединен с выходом элемента синхронизации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования и снижения спектральной плотности мощности помех на информационные каналы и электромагнитного излучения в эфир, введены неинвертирующий усилитель, второй источник опорного напряжения и коммутатор, содержащий k ключей, вы ходы которых объединены, а входы подсоединены к четным выходам от 2 до 2k ДС, а выходы - к вторым входам первых k элементов совпадения, второй источник опорного напряжения подсоединен к опорному входу ЦАП, выход которого через неинвертирующий усилитель подключен к третьему входу первого элемента И.

EteJ

«i« «w

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности регулирования и снижения спектральной плотности мощности помех на информационные каналы и электромагнитного излучения в эфир. Регулирование напряжения осуществляется за счет изменения напряжения управления на входе. На выходе преобразователя код-длительность формируется сигнал, синхронизированный с напряжением на входных выводах, который включает триак. Причем для активной нагрузки включение осуществляется в момент перехода напряжения через ноль, а для индуктивной нагрузки при переходе тока через ноль. Положительный эффект достигается за счет применения коммутатора, который позволяет ограничивать спектральную плотность мощности помех, а также введения источника опорного напряжения и усилителя, которые позволяют повысить точность регулирования. 1 ил.

Составитель О.Назаров Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ AGO

Тираж 6Д9

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113075, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

б-i1

so

Подписное