БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1969 года по МПК G05B11/16 

Известны бесконтактные релейные регуляторы, использующие магнитные релейные усилители.

Предложенное устройство отличается от известяых тем, что оно позволяет повысить быстродействие и стабильность работы.

На чертеже дана принципиальная схема устрой ст1ва, где / - .первый магнитный усилитель с рабочими обмотками IWi и 2 - второй магнитный усилитель с рабочими обмотками 2Wi и 3 - мультивибратор; 4 - триггер с тиристорами 5 и 6; 7-8 - транзисторные реле; 9-10 - тр.анзистордые ключи; 11 - выходной блок; TI-TS - транзисторы; Д:-Дц - диоды и стабилитроны; - резисторы; Ci-€4, - конденсаторы; а, б, в, г - точки схемы.-.

Устройство ра-ботает следующим образом.

Мультивибратор 3 переключает триггер 4 на тиристор.ах 5 н 6 -с помощью цепочек и RsCz. При этом на .рабочие обмотки усилителей 1 и 2 Через разделительные диоды поступает пульсирующее напряжение с .крутым передним фронтом и плавным спадом, ic выбросом напряжения в начале участка спада за счет перезаряда емкостей Сз и Ci.

включены согласно цепи подключения обмоток (не показаны).

Условимся считать рабочим полупериодом питающего напряжения для каждого из магнитных усилителей такой полупериод, при котором -срабатывает соответствующее полупроводниковое реле 7 или 8. Противоположный полупериод будем считать вспомогательным. Из схемы видно, что рабочий полупериод напряжения питания для одного из магнитных усилителей будет всломогательным для другого и наоборот.

Напряжение питания на эмиттеры транзисторов TS и Тб полупроводниковых реле лостулает с коллекторов транзисторов Тз и Т только в рабочие полупериоды усилителей 1 и 2. Например, IB рабочий лолупериод для усилителя 2 напряжение питания лриложено к обмотке IWi, и лри этом открыт ключевой транзистор TS. Ключи 9 и 10 на транзисторах Т и Г4 необходимы для исключения ложного срабатывания полупроводниковых реле в конце рабочего лолулериода от выброса напряжения в начале участка спада за счет перезаряда

ем.костей Сз или С.

Пусть результирующие ампер-витки управления положительны. Через рабочие обмотки усилителя / в рабочие полупериоды будут протекать импульсы тока и на резисторах нагрузширина которых пропорциональна величине результирующего сигнала, а максимальная ам1плитуда в режиме насыщения равна напрян ению |Питания. В течение .вспомогательного полуиериода по этим резисторам протекает ток иерезаряда емк01сти Сз. По -резисторам нагрузки R-, и В течение вспомогательного и рабочего полупериода будут протекать только токи перезарядки емкости С.

При отрицательных результирующих а.мпервитках управления диаграмма сигналов противоположйа.

Таким образом, ири положительных результирующих ампер-витках управления импульсы напряжения между точками а и б появляются только в рабочие лолуиериоды. При отрицательных результирующих ампер-витках такие импульсы появляются между точками в и г.

При небольших результирующих ампер-витках управления небольшие изменения последних вызывают значительные изменения амнлитуды имлульсов ,на резисторах 5 или Rs, что соответствует работе магнитных усилителей на начальном нелинейном участке своей характеристики. При дальнейшем увеличении результирующих ампер-витков управления амплитуда импульсов напряжения остается неизменной, а щирина их увеличивается пропорционально сигналу управления, что .соответствует работе усилителя на линейном участке характеристики. Как расчеты, так и опыты показывают, что наклон кривой зависимости амплитуды импульса от сигнала управления на начальном участке хар актеристики в 10-15 раз больше максимального наклона характеристики .магнитного усилителя, определяющей зависимость среднего з.начения напряже.ния на выходе от сигнала управления при включении магнитного усилителя ио о.бычной схеме с выходом на постоянном токе, фильтром и нолуп.роводниковым реле на транзисторах.

Эти обстоятельства используются в предлагаемом регуляторе. Если амплитуда импульса напряжения или fJ становится больше напряжения Upg пробоя стабилитро.на Дз или Дб, равного нанряжению срабатывания соответствующего реле напряжения, то открывается транзистор Ге (или Tg) и упра.вляющие токовые импульсы поступают на .выходной блок 11, формирующий выходное напря.жение соответствующей .нолярности.

Регулятор настраивается таким образом, что если результирующие ампер-витки управления, положительные или отрицательные, меньше ампер-витков обмотки задания зоны

нечувствительности, то амплитуда импульса Uas или (Jgi меньше Lfpg, транзисторы TS или TQ не открываются и на выходе блока 11 сигнал отсутствует.

Схема блока // может быть различной. Возможно построение схемы в виде моста на двух тиристорах, последовательно с резисторами нагрузки. Для получения реверсивного выхода полезная нагрузка подключается в

диагонали моста.

Регулято р практически не обладает петлевой характеристикой, коэффициент возврата К S3 1; инерционность его определяется только инерционностью магнитных усилителей, так

как ника1ких до.иолнительных инерционных фильтров для выделения среднего значения в нем не содержится. Кроме того быстродействие регулятора может быть увеличено повышением напряжения и частоты источника питающего напряжения.

Высокая стабильность регулятора (iVo) объясняется тем обстоятельством, что в качестве рабочего участка выбран начальный .не.тинейный участок характеристики, работа ма.гнитного усилителя на .котором отличается повышенной стабильностью.

Каждая рабочая обмотка усилителей регулятора зашунтирована цепочкой из последовательно .соединенных кремниевого стабилитрона и полупроводникового диода , что обеспечивает нормальную работу регулятора в случае появления на обмотках управления значительных ампер-витков, запирающих один из магнитных усилителей.

Предмет изобретения

Бесконтактный релейный регулятор, содержащий два магнитных усилителя с двумя рабочими обмотками каждый, диоды, стабилитроны, резисторы, тиристорный триггер, мультивибратор и два транзисторных реле и ключа, отличающийся тем, что, с целью .повышения стабильности и быстродействия устройства,

в нем одноименные рабочие обмотки магнитных усилителей, зашунтированные последовательно включенными диодами и стабилитронами, подсоединены через резисторы нагрузки и разделительные диоды соответственно к первому и второму выходам тиристорного триггера, а две разноименные обмотки магнитных усилителей подключены к транзисторным реле, к амиттеру каждого из которых подсоединены выходы ключей, связанных с выходами мультивибратора.

t: ::±:°J