Изобретение относится к регулированию электрических величин и может быть использовано в качестве высокоточного исполнительного и автономного устройства в прецизионных системах автоматического регулирования, например, температурных режимов электротермического оборудования, в частности в технологических процессах иодидного рафинирования.
Цель изобретения - улучшение качества регулирования и повышение надежности.
На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - принципиальная схема МПМ; на фиг. 3 - принципиальная схема формирователя сигнала управления; на фиг. 4 - принципиальная схема обнаружителя аварий;на фиг, 5 - принципиальная схема измерителя ДЗНиТ.
Регулятор мощности (фиг. 1) содержит силовую цепь из последовательно соединенных тмристорного исполнительного органа 1, силового согласующего трансформатора 2 и выводов для подключения нагрузки 3. кроме того, блок включения тиристорного исполнительного органа 4, выходом связанный с его входами управления, а входом с выходом узла управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности введен силовой контактор 6, включенный между выводами для подключения сети 5 и входами тиристорного исполнительного органа 1, узел управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ) 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, коммутатор аналоговых сигналов (КАС) 10, датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока 12, первый 11 и второй 17 измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ). цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, сумматор 16, формирователь сигнала управления 14. обнаружитель аварий 15, триггер 18 и реле 19, при этом информационный вход МРМ 7 соединен с информационным выходом АЦП 9, а первый вход и третий выход МПМ 7 с выходом готовности и входом запуска АЦП 9 соответственно, информационный выход МПМ 7 соединен с информационным входом ЦАП 13. а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ 7с объединенными входом синхронизации ЦАП 13 и входом синхронизации триггера 18 и со вторым входом синхронизации ЦАП 13 соответственно, выход индикации состояния МПМ 7 подключен к информационному входу триггера 18, а вход прерывания МПМ 7 и вход сброса триггера
18 к выходу обнаружителя аварий 15. первый и второй выходы МПМ 7 соединены с входами управления КАС 10, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП 9, первый, второй и третий аналоговые входы КАС
Ю соединены с выходом задатчика 8 и с первым 11 и вторым 17 выходом измерителя ДЗНиТ соответственно, входы первого 11 и второго 17 ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока 12, выходы
второго 17 ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора 16, выход которого соединен со вторым входом обнаружителя аварий 15 и со вторым входом формирователя сигнала управления 14. первый вход которого и первый входобнае ружителя аварий 15 соединены с выходом ЦАП 13, выход триггера 18 через реле 19 соединен со входом управления силового контактора б, а выход формирователя сигнала управления 14 с входом блока включения тиристорного исполнительного органа 4.
В качестве блока включения тиристорного исполнительного органа может использоваться серийно выпускаемый промышленностью типа РН-1.
В качестве силового контактора - контактор типа КТ6043 или другого типа, рас5 считанный на коммутацию максимального тока, протекающего через первичную обмотку силового согласующего трансформатора.
МПМ включает в себя (фиг. 2) однокри- стальную микроЭВМ 20 (из серии К1816) и
0 БИС параллельного ввода/вывода 21 (КР580ВВ55).
Формирователь сигнала управления выполнен (фиг. 3)на операционных усилителях и реализует ПИ закон регулирования с параметрами минимизирующими время пе5 реходного процесса и гарантирующими устойчивость системы в целом.
Схема обнаружителя аварий (фиг. 4) состоит из двух параллельно включенных компараторов, реализованных на операционных усилителях с определенной (5-10%) зоной нечувствительности к разности вход0
0
5
ных сигналов.
Измерители ДЗНиТ фиг. 5 могут быть реализованы по схеме, причем первый измеритель 11 должен быть прецизионным и настраивается таким образом, чтобы обеспечить минимальную погрешность измерений, а второй измеритель ДЗНиТ 17 настраивается так, чтобы при погрешности до 10% он обеспечивал минимальное время измерений.
В предлагаемом регуляторе применен АЦП КР 572 ПВ1А и ЦАП К 572 ПА2.
Предлагаемый регулятор мощности может работать: 1) автономно, когда регулирование осуществляется по заданной функциональной зависимости (от времени, величины сопротивления нагрузки и др.), которая хранится в памяти МПМ7 в виде таблицы; 2) под управлением от задатчика.
Регулятор мощности работает следующим образом. В соответствии с программой, заложенной в МПМ7, и режима работы (1 или 2) вначале осуществляется ввод задания. При работе в первом режиме задание уже хранится в виде таблицы в памяти МПМ7. При работе во втором режиме МПМ7 устанавливает на входах управления коммутатора 10 логическую комбинацию сигналов при которой к аналоговому входу АЦП 9 подключается сигнал задатчика 8 и включает сигнал запуска АЦП 9 выходом три. После окончания цикла преобразования АЦП 9 устанавливает на выходе сигнал готовности данных и МПМ7 считывает по информаци- онному входу данные в память.
После окончания ввода задания МПМ7 переходит к подпрограмме регулирования. Эта подпрограмма осуществляет ввод ДЗНиТ с прецизионного измерителя 11 в память МПМ7. расчет управляющего кода и запись его в ЦАП 13. Перед началом регулирования МПМ7 включает контактор 6. Для этого устанавливается логическая единица на информационном входе триггера 18 и записывается в него с приходом синхронизирующего импульса. Триггер 18 включает реле 19, которое подает напряжение к управляющей обмотке силового контактора 6. Напряжение питающей сети 5 подключает- ся к тиристорному исполнительному органу 1 и мощность поступает через трансформатор 2 в нагрузку 3. Мгновенное значение напряжения и тока измеряются датчиком 12 и поступают-соответственно на первый и второй вход прецизионного измерителя ДЗНиТ 11. МПМ7 в соответствии с программой регулирования как и в случае ввода задания (описано выше), управляя коммутатором 10 и АЦП 9 вводит в память циф- ровое значение измеренных ДЗНиТ. После этого МПМ 7 рассчитывает мощность по формуле
Р - ия д.
где Уд - действующее значение напряжения:
1Д - действующее значение тока, и код управления в соответствии с алгоритмом
0
5 0 5
0 5 0 5 0
5
где N - код управления, записываемый в ЦАП 13.
Рассчитанный код управления устанавливается на информационном выходе МПМ 7 и при подаче стробирующих импульсов на входы ЦАП 13 записывается в него. Аналоговый сигнал с выхода ЦАП 13 поступает на первый вход формирователя сигнала управления 14 и первый вход обнаружителя аварий 15. На второй вход формирователя сигнала управления 14 и второй вход обнаружителя аварий 15 подается сигнал обратной связи с выхода сумматора 16. Сигнал обратной связи формируется датчиком 12 и измерителем ДЗНиТ 17. Блок включения ти- ристорного исполнительного органа 4 в зависимости от уровня сигнала на выходе формирователя сигнала управления 14 изменяет угол открывания тиристоров и, следовательно, мощность, выделяемую в нагрузке.
В схеме обнаружения аварий 15 (фиг. 4) осуществляется контроль допустимого рассогласования напряжения задания с ЦАП 13 и сигнала обратной связи с сумматора 16. Уровень этого допустимого рассогласования выбирается, исходя из нормирующих параметров нестабильности питающей сети и, как правило, лежит в диапазоне ± 10 %. В случае превышения допустимого рассогласования (вследствие аварии питающей сети, пробоя тиристоров, короткого замыкания и нагрузке и т.п.) срабатывает один из компараторов обнаружителя аварий 15. происходит сброс триггера 18, включение реле 19, силового контактора 6 и, следовательно, отключение напряжения питающей сети 5 от тиристорного исполнительного органа 1 и нагрузки 3. Одновременно сигнал с обнаружителя аварий 15 подается на вход прерывания МПМ 7, который устанавливает в исходное состояние все элементы схемы.
Высокая статистическая точность предлагаемого регулятора определяется точностью прецизионного измерителя 11 и АЦП 9.
Таким образом, предлагаемый регулятор позволяет увеличить статистическую точность, улучшить динамические характеристики и повысить его надежность.
Предложенное устройство испытано в опытно-промышленных условиях на Донецком химико-металлургическом заводе (акт испытаний прилагается).
Внедрение в производство запланировано там же на 1991 год.
Формула из обр е т е н и я Устройство регулирования электрической мощности переменного тока, содержащее силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов для подключения нагрузки, блок включения тиристорного исполнительного органа, выходом связанный с его входами управления, а входом - с выходом узла управления, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности, введён силовой контактор, включенный между выводами для подключения сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, первый и второй измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ). сумматор, формирователь сигнала управления, обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом информационный вход МПМ соединен с информационным входом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ - с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно, информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП, а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ - с объединенными входом синхронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно, выход индикации состояния МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывания - к выходу обнаружителя аварий, первый и второй выходы МПМ соединены с входами управления
КАС, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходом. измерителя ДЗНиТ соответственно, входы
первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, выходы второго ДЗНиТ соединены с вторым входом обнаружителя аварий и с вторым
входом формирователя сигнала управления, первый вход которого и первый вход обнаружителя аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управления силового контактора, а
выход формирователя сигнала управления - с выходом блока включения тиристорного исполнительного органа.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ | 1992 |
|
RU2037870C1 |
ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (ВАРИАНТЫ) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ | 2015 |
|
RU2577078C2 |
СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ | 2003 |
|
RU2256937C1 |
Быстродействующий датчик составляющих тока | 1983 |
|
SU1205039A1 |
Устройство для симметрирования токов трехфазных четырехпроводных сетей | 1990 |
|
SU1758773A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ СУДОВОЙ ЛЕБЕДКИ | 1994 |
|
RU2074501C1 |
УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ | 2016 |
|
RU2625351C1 |
Устройство для симметрирования токов трехфазных сетей | 1988 |
|
SU1686600A1 |
Стробоскопический цифровой осциллограф с асинхронной записью | 1980 |
|
SU960636A1 |
Устройство для автоматического сбора и обработки диагностической информации о состоянии оборудования | 1988 |
|
SU1600883A1 |
Использование: изобретение относится к регулированию электрических величин. Сущность изобретения; устройство регулирования электрической мощности переменного тока содержит силовую цепь из последовательно соединенных тиристорно- го исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов для подключения нагрузки, кроме того, блок включения тиристорного исполнительного органа, выходом связанный с его входами управления, а входом - с выходом узла управления. Устройство также содержит силовой контактор, включенный между выводами для подключения сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, первый и второй измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). сумматор, формирователь сигнала управления, обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом инфор- мационный вход МПМ соединен с информационным выходом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ - с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно. Информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП. а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ-с объединенными входом синхронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно. Вход индикации состояния МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывания - к выходу обнаружителя аварий. Первый и второй выходы МПМ соединены с входами управления КАС, выходы которого подключены к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходами ДЗНиТ соответственно, входы первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, выходы которого ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала управления, первый вход которого и первый вход обнаружителя аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управления силового контактора, а выход формирователя сигнала управления соединен с входом блока включения тиристорного исполнительного органа. 5 ил. сл с 00 со о сл hO CJ
g
ш во
Фиг. 1
cr
CM
in о со
со
/Ч
Ю
;
2
-4
ft м
т М UггП-
I V ш.1 ш.аIJL JL ;
Т чя f тягт
iTJr
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Регулятор электрической мощности переменного тока | 1982 |
|
SU1056170A1 |
кл | |||
Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
US № 3373330 | |||
А, кл | |||
Способ изготовления фасонных резцов для зуборезных фрез | 1921 |
|
SU318A1 |
Приспособление для контроля движения | 1921 |
|
SU1968A1 |
Авторы
Даты
1993-07-30—Публикация
1991-01-08—Подача