Устройство для дискретного регулирования мощности Советский патент 1993 года по МПК H02M5/22 

00 CJ

со ю сл VI

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления регуляторами мощности электротермических установок, подключенных к сети переменного тока.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для дискретного регулирования мощности содержит релейный блок контроля параметра регулирования, два элемента 2И 2 и 3, два реверсивных счетчика 4 и 5, два программируемых запоминающих устройства (ПЗУ) 6 и 7, кольцевой счетчик 8, мультиплексор 9, цифровой за- датчик 10, формирователь запускающих импульсов 11, формирователь 12 синхроимпульсов, два формирователя 13 и 14 счетных импульсов, исполнительный орган 15, информационные выводы которого соединены с выходами формирователя 11 запускающих импульсов, а энергетические выводы - с выводами для подключения трехфазной питающей сети и выводами нагрузки 16. Блок 1 контроля регулируемого параметра содержит датчик 18 и аналоговый задатчик 19 параметра регулирования, выводы которого соединены с соответствующими входами сумматора 20, а также пороговый элемент 21, вход которого соединен с выходом сумматора 20, а инверсный и прямой выходы, являющиеся выходами блока 1 контроля регулируемого параметра - с первыми входами соответствующих элементов И 2 и 3. Выходы элементов И 2 и 3 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 4, входы параллельной загрузки которого соединены с .выходами Точно цифрового задатчика 10. Адресные входы ПЗУ 7 соединены с выходами реверсивного счетчика 4, а выходы - с информационными входами мультиплексора 9, адресные входы которого соединены с выходами кольцевого счетчика 8. Выход переполнения кольцевого счетчика 8 соединен с вхорыми входами элементов И 2 и 3, а вход - с одним выходом формирователя 12 синхроимпульсов, входами подключенного к выводам для присоединения трехфазной питающей сети. Прямой и инверсный выходы мультиплексора 9 через формирователи 13 и 14 счетных импульсов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 5, входы параллельной загрузки которого соединены с выходами Грубо цифрового задатчикз. Адресные входы ПЗУ б соединены с выходами реверсивного счетчика 5, а выходы - с информационными входами формирователя 11 запускающих импульсов, вход запуска которого соединен с другим выходом формирователя 12 синхроимпульсов.

Входы параллельной загрузки реверсивных счетчиков 4 и 5 соединены с кнопкой 22 Запись счетчиков.

Устройство работает следующим образом.

Оператором с помощью ключевого цифрового 10 и аналогового 19 задатчиков выставляется заданная величина параметра регулирования (например, температура в зоне печи).

Сигнал с аналогового задатчика 19 поступает на вычитающий вход сумматора 20, на суммирующий вход которого поступает сигнал сдатчика 18 параметра регулирования. Разностный сигнал поступает на вход

порогового элемента 21. Если разностный сигнал превышает уровень срабатывания порогового элемента 21, то на его прямом выходе устанавливается сигнал лог. 1, а на инверсном выходе - лог. 0.

Закодированный сигнал Грубо и Точно (Кг и Кт) с цифрового задатчика 10 поступает на входы параллельной загрузки реверсивных счетчиков 5 и 4 соответственно. При нажатии кнопки Запись код, зафиксированный на его входах параллельной загрузки, записывается в счетчики 4, 5 и появляется на их выходах.

Цифровой код Кт задает соотношение между длительностями подключения нагрузки 16 к сети по двум смежным схемам ее соединения, задаваемых кодом Кг.

Цифровой код Кт с выходов реверсивного счетчика 4 поступает на адресные входы ПЗУ 7, на выходах которого устанавливается 1-разрядная информация, заложенная в ПЗУ 7. Количество разрядов I определяется количеством периодов питающего напряжения на периоде регулирования (повторяемости) Тп : I - Тп/2 ж. Указанный 1-разрядный

параллельный код

m

п

50

10

0)

подается на информационные входы мультиплексора 9, адресные входы которого

55 управляются кольцевым счетчиком 8. Кольцевой счетчик 8 считает импульсы с одного из выходов формирователя синхроимпульсов 12 в моменты перехода соответствующего напряжения через нуль из одной

знаковой области в другую до числа I на

отрезке О, Тп, после чего обнуляется и повторяет счет. На выходе мультиплексора 9 с частотой следования синхроимпульсов на входе кольцевого счетчика 8 1-разрядный параллельный код преобразуется в последовательный.

При появлении сигнала первой лог, 1 на прямом выходе мультиплексора 9, на суммирующем входе реверсивного счетчика 5 появляется импульс, увеличивающий его содержимое на единицу. Цифровой код с выходов реверсивного счетчика 5 поступает на адресные входы ПЗУ 6. Соответственно цифровому коду ПЗУ 6 формирует на своих выходах комбинацию логических 1 и О, которая поступает на входы формирователя 11 запускающих импульсов и обеспечивает открывание - закрывание соответствующих полупроводниковых ключей исполнительного органа 15 и заданной схеме включения нагревателей нагрузки 16 мощностью Р Ш длительностью 20т мс, где т - количество 1 в 1-разрядном коде ПЗУ 7.

При появлении сигнала первой лог. 1 на инверсном выходе мультиплексора 9, на вычитающем входе реверсивного счетчика 5 появляется импульс, уменьшающий его содержимое на единицу. Новый цифровой код с выходов реверсивного счетчика

5поступает на адресные входы ПЗУ 6. Соответственно новому цифровому коду ПЗУ

6формирует на своих выходах другую комбинацию логических 1 и О, обеспечивающих открывание - закрывание соответствующих полупроводниковых ключей исполнительного органа 15 и другой схеме включения нагревателей нагрузки 16 мощностью Р ш длительностью 20п мс, где п - количество О в 1-разрядном коде ПЗУ 7.

Если разность между величинами контролируемого параметра и его уставкой превышает уровень срабатывания порогового элемента 21, на его прямом выходе устанавливается сигнал лог. Т. В момент обнуления счетчика 8, то есть в момент начала последующего цикла регулирования Тп, когда на выходе переполнения счетчика 8 появляется импульс лог. 1, этот сигнал поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, уменьшает его содержимое на единицу. Новый цифровой код с входов реверсивного счетчика 4 поступает на адресные входы ПЗУ 7, на выходах которого устанавливается 1-разрядная информация

и

т-1

п+1

10

которая поступает на информационные входы мультиплексора 9, управляющего работой реверсивного счетчика 5, В результате ПЗУ 6 формирует на своих выходах одну ком- бинацию логических Г и О, обеспечивающих включение нагревателей нагрузки 16

мощностью Р1 длительностью 20(т-1) мс, а другую комбинацию логических 1 и О, обеспечивающих включение схемы нагревателей нагрузки 16 мощностью длительностью 20(п+1) мс,

Если через Тп 20 I мс разность между величинами контролируемого параметра и его уставкой все еще будет превышать уровень срабатывания порогового элемента 21, то в момент прихода с выхода переполнения кольцевого счетчика 8 импульса лог. 1, содержимое реверсивного счетчика 4 уменьшится на единицу. На выходах ПЗУ 7

установится 1-разрядная информация

т-2

п+2

25

110О

(3)

30

35

40

45

50

55

В результате ПЗУ 6 формирует на своих выходах одну комбинацию логических 1 и О, обеспечивающих включение схемы нагревателей нагрузки 16 мощностью Р т длительностью 20(т-2) мс, а другую комбинацию логических 1 и О, обеспечивающих включение .схемы нагревателей нагрузки 16 мощность длительностью 20(п+2) мс.

Если же через Тп 20 I мс разность между величинами контролируемого параметра и его уставкой меньше уровня срабатывания порогового элемента 21, на его инверсном выходе устанавливается сигнал лог. 1 и в момент прихода импульса лог. 1 с выхода переполнения кольцевого счетчика 8, содержимое реверсивного счетчика 4 увеличивается на единицу, на выходе ПЗУ 7 устанавливается код (1) и схема работает как описано выше.

Таким образом, предложенное устройство позволяет на периоде регулирования Тп 2 I мс осуществить подключение нагрузки к сети с одной схемой длительностью 2-0(1-1) мс, i О, I, а с другой схемой - длительностью 20 i мс, что при j возможных схемах включения нагрузки позволяет получить число ступеней регулирования К Ij, в результате повышается точность регулирования контролируемого параметра.

Формула изо бретения

Устройство для дискретного регулирования мощности, содержащее релейный

блок контроля параметра регулирования, цифровой задатчик параметра регулирования, первое запоминающее устройство, формирователь запускающих импульсов, информационные входы которого соединены с выходами запоминающего устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, введены второе запоминающее устройство, формирователь синхроимпульсов, мультиплексор, кольцевой счетчик, два реверсивных счетчика, два формирователя счетных импульсов, два элемента И, причем первые входы элементов И соединены с соответствующими выходами релейного блока контроля параметра регулирования, а вторые входы -с выходом переполнения кольцевого счетчика, вход которого соединен с одним выходом формирователя синхроимпульсов, входами подключенного к выводам для присоединения трехфазной питающей сети, выходы элементов И соединены с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, входы параллельной загрузки которого соединены с выходами Точно цифрового

задатчика, адресные входы второго запоминающего устройства соединены с выходами первого реверсивного счетчика, а выходы - с информационными входами мультиплексора, адресные входы которого соединены

с выходами кольцевого счетчика, суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика соединены через формирователи счетных импульсов с прямым и инверсным выходами мультиплексора соответственно, входы параллельной загрузки второго реверсивного счетчика соединены с выходами Грубо цифрового задатчика, а его выходы - с адресными входами первого запоминающего устройства, вход запуска формирователя запускающих импульсов соединен с другим выходом формирователя синхроимпульсов.

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления регуляторами мощности. Сущность изобретения: заданная величина параметра регулирования задается аналоговым задатчиком 19 и цифровым задатчиком 10. По коду Кт задается соотношение между длительностями подключения нагрузки 16 к сети по двум смежным схемам соединения, задаваемых кодом Кг. Временное соотношение между длительностями подключения нагрузки 16 к сети по разным схемам корректируется один раз за цикл Тп блоком контроля параметра регулирования по импульсам кольцевого счетчика 8, управляющего работой мультиплексора 9. Алгоритм перехода с одной схемы соединения нагрузки 16 на другую заложен в программируемом запоминающем устройстве 6. При возможных схемах включения нагрузки 16 и I Тп/2л периодах сетевого напряжения на цикле регулирования Тп схема обеспечивает К IJ устойчивых ступеней регулирования, за счет чего достигается поставленная цель. 1 ил. сл С