РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1971 года по МПК G05B11/00 

Предлагаемый регулятор относится к области автоматического регулирования технологическими процессами. Устройство при работе совместно с интегрирующим звеном, которым может быть исполнительный механизм постоянной скорости, образует пропорционально интегральный регулятор.

Известны бесконтактные полупроводниковые релейные регуляторы, содержащие нелинейный мост на кремниевых диодах и переменном сопротивлении, питаемый напряжением высокой частоты от генератора, транзисторный усилитель, магнитный усилитель с положительной обратной связью, управляющий транзисторными или тиристорными выходными ключами, цепь инерционной обратной связи, выполненную на магнитном усилителе и RC элементах.

Недостатком известных приборов является то, что зона нечувствительности регулируется изменением смещения в магнитном усилителе с положительной обратной связью. В сочетании с малой линейной частью характеристики транзисторного усилителя это не позволяет получить более, чем четырех-пятикратное изменение диапазона регулировки зоны нечувствительности.

тудной характеристики по выходу транзисторного усилителя. При больщих входных сигналах порядка 2000 - 3000 мв выходной сигнал транзисторного усилителя уменьщается на столько, что он становится недостаточным для срабатывания магнитного усилителя с положительной обратной связью. Это явление нарущает нормальную работу регулирующего прибора при работе в схемах регулирования с больщими возм|ущениями, что может иметь место при работе; регулирующего прибора совместно с дифференциатором. Предлагаемый регулирующий прибор отличается от известных тем, что он имеет щирокий диапазон регулировки зоны нечувствительности, больщую линейность и стабильность характеристики по входу, нормально работает при больщих входных сигналах, что расщиряет область применения регулирующего прибора.

Это достигается тем, что на выходе транзисторного усилителя включен потенциометр таким образом, что его подвижный контакт соединен с одной из клемм входа прибора и

с одной из клемм выхода звена обратной связи. Другая клемма входа прибора соединена с другой клеммой выхода звена обратной связи и с общей точкой кремниевых диодов, которая является вершиной измерительной

гоналн (подвижный контакт переменного сопротивления) соединена с общей точкой транзисторного усилителя.

Предлагаемый регулятор содержит нелинейный мост 1, высокочастотный транзисторный усилитель 2, детектор 3, усилитель-демодулятор 4, магнитно-тиристорный усилитель 5, звено обратной связи 6, цень-звено инерционной обратной связи 7, генератор 8 напряжения: резисторы RI - 4, переменные сопротивления и Re, потенциометры н , диоды , стабилитроны (опорные диоды) Дэ и Дю, конденсаторы Ci - €7, транзисторы диоды Дц и , трансформаторы Tpi - Tpz, магнитный усилитель 9, тиристоры 10 и 11, магнитный усилитель-модулятор 12, неоновую лампу 13 и выходные клеммы 14-16 регулятора.

Регулятор содержит нелинейный мост 1, транзисторный усилитель 2, содержащий высокочастотный усилитель на транзисторе TI, детектор 3 на диоде, усилитель-демодулятор 4 на транзисторе Т, магнитно-тиристорный усилитель 5, охваченный положительной обратной связью, и день-звено инерционной обратной связи 7.

Нелинейный мост 1, выполненный на двух кремниевых диодах Д и Да, содержит потенциометр для балансировки моста. Нелинейный мост питается нанряжением высокой частоты от генератора 8 и постоянным напряжением, получаемым выпрямлением неременного напряжения генератора, снимаемого с обмотки /, трансформатора Tpi с помощью диода Дз и конденсатора Ci. Переменное напряжение прямоугольной формы снимается со стабилитронов Д и Дш и подается через разделительный конденсатор С на нелинейный мост. Высокочастотный усилитель 2, выполненный по схеме с общим эмиттером, содержит согласующий трансформатор Тр в цепи коллектора. Питание коллекторных цепей генератора 8 и усилителя 2 осуществляется от выпрямителя, выполненного на диоде и конденсаторе Cs- Амплитудный детектор выполнен на диоде Д4, конденсаторе Сб и резисторе з- Усилитель-демодулятор 4 выполнен по схеме двухтактного однонолупериодного фазочувствительного усилителя, нагрузкой его служит обмотка управления // магнитного усилителя 9. Потенциометр служит для регулирования зоны нечувствительности (степени отрицательной обратной связи). Магнитно-тиристорный усилитель содержит двухтактный однополунериодный магнитный усилитель 9 с самонасыщением, осуществляющий импульсное управление выходными тиристорами 10 и 11.

Положительная обратная связь осуществляется подачей тока с анодов тиристоров в обмотку обратной связи магнитного усилитгля через резистор R. Выходные тиристоры 10 и 11 питаются нанряжением, выпрямляемым диодом Дц. Цепь инерционной обратной связи содержит магнитный усилитель-модулятор 12 с трансформаторным выходом. Рабочие обмотки магнитного усилителя питаются от вторичной обмотки силового трансформатора Трз. Неоновая лампа 13 детектирует сигнал, снимаемый с выходной обмотки магнитного усилителя 12, и разделяет цепь разряда конденсатора Сз от цепи заряда (скорость заряда конденсатора Сз определяется сопротивлением РБ, время разряда конденсатора Сз - сопротивлением PS- Резистор PZ служит для увеличения входного сопротивления нелинейногомоста по цепи инерционной обратной связи. При отсутствии сигнала управления на

входе регулирующего прибора на нелинейный мост 1 воздействует сигнал переменного тока трапецеидальной формы, снимаемой со стабилитронов Дд и Дю. В течение одного полупериода этот сигнал

разбалансирует диодный мост на диодах Дг и Д2 с одним знаком, что приводит к появлению выходного сигнала высокой частоты определенной амплитуды и фазы. Другой полупериод приводит к появлению выходного сигнала

высокой частоты обратной фазы, но имеет равную с первым амплитуду. Через конденсатор С4 выходной сигнал подводится к высокочастотному усилителю 2 на транзисторе IzУсиленный высокочастотный сигнал через

вторичную обмотку трансформатора Tpz поступает на диод Д. При отсутствии управляющего сигнала на входе диода Д действует только вспомогательный высокочастотный сигнал неизменной амплитуды. В этом случае

на выходе диода Д4 после конденсатора С сигнал отсутствует, в результате чего выходной сигнал усилителя-демодулятора 4 равен нулю. При воздействии на вход моста управляющего сигнала постоянного напряжения разбалансировка моста станет асимметричной, в результате чего на выходе детектора появится огибающая сигнала промыщленной частоты, которая усиливается и преобразуется в

сигнал постоянного тока усилителем-демодулятором 4. При изменении полярности сигнала управления разбалансировка моста будет такой, что амплитуда напряжения высокой частоты в течение первого полупериода будет

больщей, чем во втором полупериоде. Это приведет к изменению фазы сигнала на выходе детектора диода Д4 на 180° и появлению постоянного тока на выходе усилителя-демодулятора 4 с противоположным знаком. Выходным током усилителя-демодулятора 4 управляется магнитно-тиристорный усилитель 5, имеющий характеристику трехпозиционного реле с гистерезисом. К выходным клеммам 14 -16 регулирующего прибора подключается нагрузка. При открывании тиристора 10 постоянный ток протекает по нагрузке, подключенной к клеммам 14 и 15. При открывании тиристора 11 - по нагрузке, подключенной к клеммам 15 и 16. При срабатывании тиристоусилителя-модулятора 12 протекает ток. На выходной обмотке // усилителя-модулятора получается знакопеременное напряжение с несимметричной амплитудой.

Полуволна переменного напряжения большей амплитуды детектируется неоновой лампой 13, при этом происходит заряд конденсатора Сз через сопротивление Ре- Напряжение отрицательной обратной связи с конденсатора Сз через резистор подается на диагональ нелинейного моста 1. В результате охвата прямого канала усилителя, содержащего нелинейный мост /, транзисторный усилитель 2 и магнитно-тиристорный усилитель 5, являющийся трехпозиционным реле, инерционной отрицательной обратной связью 7 регулирующий прибор при наличии на входе сигнала управления формирует на выходе импульсы, чередующиеся паузами. Интегрирование этих импульсов дает пропорционально интегральный закон регулирования. В регулирующем приборе регулирование зоны нечувствительности производится в широком диапазоне изменением коэффициента усиления транзисторного усилителя с помощью потенциометра R&.

Необходимая зона возврата релейной характеристики регулирующего прибора выставляется изменением глубины положительной обратной связи в магнитно-тиристорном усилителе 5 с помощью резистора . Время интегрирования прибора определяется параметрами сопротивления R, резистора и конденсатором Сз. Скорость связи регулирующего прибора (коэффициент усиления регулятора) определяется параметрами выходного напряжения магнитного усилителя 12, напряжением горения неоновой лампы 13, конденсатором Сз, сопротивлением Rs и делителем на резисторах 2 и RI.

Предмет изобретения

Релейный регулятор, содержащий нелинейный мост, выполненный в виде двух кремниевых диодов и потенциометра, подсоединенный к источнику напряжения высокой частоты и источнику выпрямленного напряжения, выполненного в виде моста, к диагонали которого подключены два опорных диода, включенных на выход вторичной обмотки силового трансформатора, транзисторный усилитель, магнито-тиристорный усилитель р положительной обратной связью, отличающийся тем, что,

с целью повышения стабильности характеристик, расширения линейности усилителя и диапазона регулирования зоны нечувствительности, в нем параллельно выходу транзисторного усилителя включен потенциометр, подвижный контакт которого соединен с одной из клемм входа и одной из клемм выхода звена инерционной обратной связи, вторая клемма выхода которого соединена со второй клеммой входа регулятора и с общей точкой кремниевых диодов, являющейся вершиной измерительной диагонали нелинейного моста, а вторая вершина этой диагонали соединена с общей точкой транзисторного усилителя.

. 1