Управляемый потребитель активного тока Советский патент 1990 года по МПК G05F1/12 

Изобретение относитея к электронике и может быть использовано для введения зондирующего сигнала в систему переменного тока, в частности при экспериментальной оценке ее динамических свойств.

Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение запаса устойчивости устройства.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства .

Управляемый потребитель активного

10

суммирующим и вычитающим входами р версивного счетчика 17, выходы кот рого включены на входы управляемых ключей 5, при этом более старший п весу выход реверсивного счетчика 1 связан через управляемый ключ 5 с более меньшим по величине резистором 4.

Управляемый потербитель активно го тока работает следующим образом

Входное напряжение синусоидальной формы, подаваемое на силовой вход потребителя, преобразуется с

тока содержит подключенный к силовому помощью мостового выпрямителя 1 в

входу мостовой выпрямитель 1, нагруженный через датчик 2 тока на п параллельно включенных цепочек 3, состоящих из последовательно соединенных взвешенных по двоичному закону резис- JQ тора 4 с управляемыми ключами 5, суммирующий усилитель 6, инвертирующий вход которого подключен к входу датчика 2 тока, а неинвертчрующий - к выводам для подключения источника уп- 25 равления, фазовращатель 7 на 90 , формирователь 8 коротких импульсов, ячейку 9 памяти, аналого-цифровой преобразователь (А1Ш) 10, дополнитель- ный выпрямитель И, компаратор 12, JQ первый 13 и второй 14 элементы И, счетчик с предустановкой 15, генератор 16 импульсов, и реверсивный счетчик 17, причем вход фазовращателя 7 90

подключен к силовому входу уст35

40

на

ройства, а его выход через формирователь 8 коротких импульсов - к управляющему входу ячейки 9 памяти и входу запуска АЦП 10, аналоговый вход ячейки 9 памяти соединен с выходом суммирующего усилителя 6, а к ее выходу подключены входы дополнительного выпрямителя 11 и компаратора 12, выход последнего соединен с первым прямым-входом первого 13 и первым . инверсным входом второго 14 элементов И, аналоговый вход АЦП 10 связан с выходом дополнительного выпрямителя 31, цифровой и синхронизирующий выходы АЦП 10 подключены соответственно к входам предустановки и записи счетчика с предустановкой 15, выход которого включен на вход останова генератора 16 импульсов, выход генератора 16 импульсов подключен к вычитающему входу счетчикл с предустановкой 15 и к вторым прямым входам элементов И 13 и 14, выходы этих эле- ментрв соединены соответственно с

50

55

двухполупериодное, что исключает и версный режим работы управляемых к чей 5. Величина потребляемого тока определяется текущими значениями входного напряжения и суммарного с противления, образованного набором резисторов 4. При этом подключение того или иного набора резисторов 4 осуществляется с помощью управляемых ключей 5 в зависимости от пода ного на них двоичного кода с выход реверсивного счетчика J 7. Напряжен с датчика 2 тока, пропорциональное двухполупериодному выпрямленному п требляемому току,поступает на инв тирующий вход суммирующего усилите 6. На неинвертирущщий вход этого у лителя подается напряжение задания зондирующего сигнала с входа управ ления устройства, соответствующее буемой амплитуде потребляемого ток Полученная арифметическая разность этих напряжений с выхода суммирующ усилителя 6 подается на аналоговый вход ячейки 9 памяти, где происход фиксирование напряжения рассогласо ния по поступлению синхроимпульса Формируемого формирователем 8 коро ких импульсов в моменты перехода ч рез нуль входного напряженияs сдви нутого на 90° фазовращателем 7. Та ким образом, запоминаемое на полпе да в ячейке 9 памяти напряжение ра согласования представляет собой ра ность амплитудных значений требуем го и действительного потребляемого тока. Знак отклонения выявляется к паратором 12, который с помощью эл ментов И 13 и 14 подготавливает со ответствующий режим работы реверси ного счетчика 17 (режим сложения, если напряжение рассогласования по жительно, или режим вычитания, есл оно отрицательно). Модуль величи

суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 17, выходы которого включены на входы управляемых ключей 5, при этом более старший по весу выход реверсивного счетчика 17 связан через управляемый ключ 5 с более меньшим по величине резистором 4.

Управляемый потербитель активного тока работает следующим образом.

Входное напряжение синусоидальной формы, подаваемое на силовой вход потребителя, преобразуется с

Q 5 Q

5

0

.

0

5

двухполупериодное, что исключает инверсный режим работы управляемых ключей 5. Величина потребляемого тока определяется текущими значениями входного напряжения и суммарного сопротивления, образованного набором резисторов 4. При этом подключение того или иного набора резисторов 4 осуществляется с помощью управляемых ключей 5 в зависимости от поданного на них двоичного кода с выходов реверсивного счетчика J 7. Напряжение с датчика 2 тока, пропорциональное двухполупериодному выпрямленному потребляемому току,поступает на инвертирующий вход суммирующего усилителя 6. На неинвертирущщий вход этого усилителя подается напряжение задания зондирующего сигнала с входа управления устройства, соответствующее требуемой амплитуде потребляемого тока. Полученная арифметическая разность этих напряжений с выхода суммирующего усилителя 6 подается на аналоговый вход ячейки 9 памяти, где происходит фиксирование напряжения рассогласования по поступлению синхроимпульса, Формируемого формирователем 8 коротких импульсов в моменты перехода через нуль входного напряженияs сдвинутого на 90° фазовращателем 7. Таким образом, запоминаемое на полпериода в ячейке 9 памяти напряжение рассогласования представляет собой разность амплитудных значений требуемого и действительного потребляемого тока. Знак отклонения выявляется компаратором 12, который с помощью элементов И 13 и 14 подготавливает соответствующий режим работы реверсивного счетчика 17 (режим сложения, если напряжение рассогласования положительно, или режим вычитания, если оно отрицательно). Модуль величины

51

отклонения выделяется дополниетльным выпрямителем 11 v подается на аналоговый вход А1Ш 10, который по заднем фронту синхроимпульса, поступающего на вход запуска с формирователя 8 коротких импульсов, формирует соответствующий напряжению рассогласования параллельный п разрядный двоичный КОД. К СИГНалу С СИНХРОНИЗИРУЮ-

щего выходя А1Л1 10, свидетельствующему об окончании цикла преобразования и подаваемому на вход записи счетчика с предустановкой 15, сформированный код с цифрового выхода AUII 10 заносится в качестве исходной информация в счетчик с предустановкой 15. На выходе счетчика с предустановкой 5 возникает сигнал, разрешающий работу генератору 16 импульсов. По- следовательность высокочастотных пульсов с выхода генератора 16 импульсов поступает одновременно на один из входов реверсивного счетчика )7 (суммирующий или вычитающий) и на вычитающий вход счетчика с предустановкой 15. При достижении содержимым счетчика с предустановкой 15 нуля на его выходе появляется сигнал, останавливающий генератор 6 импуль- сов. К этому моменту содержимое реверсивного счетчика 17 изменится на величину хода рассогласования, причем так, что подключенный к силовому входу устройства через датчик 2 то- ка и мостовой выпрямитель 1 с помощью управляемых ключей 5 набор резисторов 4 скомпенсирует возникшее отклонение амплитуды тока от заданной.

Таким образом, измерение и компен- сация рассогласования производится в предлагаемом устройстве так же, как и у известного, один раз в полпериода входного напряжения, при достижении им амплитудного значения. Отра- ботка же этого отклонения осуществляется значительно быстрее и определяется выбором тактовой частоты генератора 16 импульсов, которая ограничивается лишь частотными свойствами транзисторов, используемых в качестве управляемых ключей 5. Благодаря этому во время эксперимента устройство дает возможность подавать зондирующий сигнал типа ступенька.

Кроме того, введение АЦП 10 счетчика с предустановкой 15 и генератора 16 импульсов позволило существенно увеличить запас устойчивости и

536

тем самым исключить вознпсновение в работе устройства процесса динамического перерегулирования.

Формула изобретения

Управляемый потребитель активного тока, содержащий мостовой выпрямитель, входом подключенный к силовому входу, а выходом через датчик тока - к п параллельно включенным цепочкам, состоящим из последовательно соединенных резистора и управляемого ключа, суммирующий усилитель, инвертирующий вход которого подключен к входу датчика тока, а неинвертирующий - к выводам для подключения источника управления, фазовращатель на 90°, входом подключенный к силовому входу, а выходом соединенный с входом формирователя коротких импульсов, выход которого подключен к управляющему входу ячейки памяти, аналоговый вход которой соединен с выходом суммирующего усилителя, a FM- уод - с входом дополнительного выпрямителя и входом компаратора, зы- ход которого подключен к первому прямому входу первого элемента И и к инверсному входу второго элемента И, выход первого элемента И подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом которого элемента И, при этом выходы реверсивного счетчика подключены к входам соответствую- гаих управляемых ключей, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения запаса устойчивости , в него введены аналого-цифровой преобразователь, счетчик с предустановкой и генератор импульсов, причем вход запуска аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а аналоговый вход - с выходом дополнительного выпрямителя, цифровой и синхронизирующий выходы аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к входам предустановки и записи счетчика с предустановкой, выход которого соединен с входом останова генератора импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу счетчика с предустановкой, к второму прямому выходу первого элемента И и прямому входу второго элемента И.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для введения зондирующего сигнала в систему переменного тока, в частности, при экспериментальной оценке ее динамических свойств. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение запаса устойчивости устройства. Управляемый потребитель активного тока содержит мостовой выпрямитель 1, датчик тока 2, несколько параллельно включенных цепочек 3, состоящих из последовательно соединенных резистора 4 и управляемого ключа 5, суммирующий усилитель 6, фазовращатель на 90° 7, формирователь коротких импульсов 8, ячейку памяти 9, дополнительный выпрямитель 11, компаратор 12, элементы И 13 и 14 и реверсивный счетчик 17. Благодаря введению аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, счетчика с предустановкой 15 и генератора импульсов 16 каждые полпериода входного напряжения непосредственно после момента измерения сигнала рассогласования его величина оцифровывается с помощью АЦП, а полученный код заносится в счетчик с предустановкой, который обуславливает формирование генератором импульсов необходимого для требуемого состояния реверсивного счетчика количества импульсов. 1 ил.