АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК G05B11/01 

1

Известно автоматическое регулирующее устройство, состоящее из МДМ-усилителя, переключателя режимов управления, кнопок и выходного балаисного каскада, содержащего коллекторный мост, выполненный на транзисторах, коллекторы которых соединены между собой и с одной шиной источника питания через соответствующие элементы нагрузки, базы через резисторы - с другой шиной источника питания, а эмиттеры соединены .лгежду собой через потенциометр.

Для повышения статической и динамической точности работы в предлагаемом устройстве вы.ходной балансный каскад содержит два полевы.х: транзистора, два конденсатора и два дополнительных потенцио.метра и выполнен в виде троимого моста, в котором стоки нолевых транзисторов подключены к одной шине источ1и:ка питания, истоки - к базам соответствующих транзисторов, а затворы через соответствующие конденсаторы - к другой шине источника питания, к которой через дополнительные потенциометры подключены э.миттеры транзисторов. Движки дополнительных потенциометров соединены с эмиттерами соответствующих транзисторов. Движок потенциометра соединен с третьей шиной источника питания и через резистор и соответствующие кнопки подключен к контактам «ручное переключателя режимов управления, перекидные

.контакты которого соедицены с затворами соответствующих полевых транзисторов. Фазочувствительный демодулятор МДМ-усилителя подключен к контактам «автомат переключателя режимов управления и другой шине источника питания, первая шина которого через резистор и соответствующие кнопки подключена к контактам «ручное переключателя режимов управления.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого устройства.

К выходу операционного усилителя 1 переменного тока подключен разделительный трансформатор 2, одна из вторичных обмоток которого подсоединена к демодулятору 3. Сигнал с выхода демодулятора 3 подается на функциональные обратные связи 4, выполненные, например, на 7 С-элементах, 15ыход которых замкнут на вход усилителя 1. Законы регулироваиия или автоматического управления формируются при помощи усилителя 1, трансформатора 2, демодулятора 3 и различных цепей 4. Другая вторичная обмотка трансформатора 2 подсоединена к демодулятору 5, выход которого через резисторы 6 и контакты «автомат переключателя 7 режимов управления подсоединен ,к затворам полевых транзисторов 8 п 9, запоминающим конденсаторам 10 и II и общей П1ике 12 ;1сточника питания. В качестве демодуляторов могут быть использованы

любые схемы, выполненные на активных элементах, например транзиеторные ключи.

Усилитель I, трансформатор 2, демодуляторы 3 и 5 и обратные связи 4 образуют МДМ силитель.

Полевые транзисторы 8 и 9 и их истоковые резисторы составляют мост, выполненный иа истоковом балансном повторителе, к истокам выходной диагонали которого подсоединены базы двойного коллекторио-эмиттерного моста, выполненного на транзисторах 13 и 14. Сопротивлепия пагрузок 15-17 и транзисторы 13 п 14 образуют коллекторный мост, а потенциометры 18-20 и те же транзисторы 13 и 14 - эмиттерный .мост. Движки потенциометров 18 и 20 подсоединены к эмиттерам транзисторов 13 и 14 соответственно, а движок потенциометра 19 - к источнику питания и через резистор 21 и кнопки 22 и 23 к переключателю режи.мов. Нормально разо.мкиутые контакты кнОПок через резисторы 21 и 24 подключены к шина.м источника питания.

Устройство работает следуюндим образо.м.

Все каскады работают в обычных нормальных режимах, а мосты при отсутствии входных сигпалов находятся в равновесном состоянии. Модуляция и демодуляция производятся сигналами частотой сети питания.

Входной сигнал отклонения, пропорциональный разности между регулируемым параметром и его заданной величиной, после модуляции и усиления в операционном усилителе 1 поступает на трансформатор 2, а затем на демодуляторы 3 и 5, что при необходимости обеспечивает гальваиическлчо развязку нагрузок 15-17 от входа и цепи 4 функциональной обратной связи, а та.кже наряду с равновесием мостов модулятора и выходного каскада знакочувствительность, высокую линейность статической характеристики и возможность изменения зоны или порога нечувствительности и способствует введению сигналов скоростной обратной связи.

При переключении переключателя 7 режимов управления в положение А сигнал отклонения параметра от задания с демодулятора 5 поступает на затворы полевых транзисторов 8 и 9 и запоминающие конденсаторы 10 и 11, заряжая их. С выходной диагонали этого моста - с истоков транзисторов 8 и 9 - сигнал подается на базы транзисторов 13 и 14 двойного моста.

В качестве нагрузок могут быть использованы однополярные токовые прямые или инверсные нагрузки (нагрузка 16 или 17), байцасные однополярные токовые нагрузки 16 и 17, прямая или инверсная токовая двухполярная нагрузка 15, двуплечевая нагрузка иа электродвигательные исполнительные устройства как постоянной, так и переменной скорости (исполнительные усилители, магнитные пускатели, контакторы и т. д.). Установку величин начальнЫХ токов в нагрузках и их балансировку, а также балансировку мостов осуществляют потенциометрами 18 и 20. Потенцио.метр 19 может быть использован как в качестве органа настройки начального положения регулирующего органа, так и в качестве «ручной форсировки.

При переключении 7 режимов в положение Р («ручное) конденсаторы 10 и 1 1 запоминают выходной сигнал регулирующего устройства или станции управления нагрузкой, снимающийся в режиме

«автомат с резисторов 6, что обеспечивает «безударность переключения с режима «авто.мат на режим «р)чное управление, а также поддерживает значение сигнала в нагрузках за счет большой постоянной времени разряда, определяемого величиной емкости конденсаторов и высокоомностью входов полевых транзисторов 8 и 9. После этого сигналами нагрузки можно управлять вручную (как с пульта самого устройства, так и с

дистанционного пульта) при помощи кнопок

22и 23 («мягкое ручное управление) или при помощи отградуированных потенциометров, например потенциометра 19 («жесткое ручное управление).

Регулируя движ.ками потенциометров 18 и 20, устанавливают начальное положение регулирующего органа или начальные токи в нагрузках. При нажатии вручную кнопки 22 или

23регулирующий орган перемещается или изменяется ток в нагрузках. После отпускания

кнопок конденсаторы запоминают входной сигнал и поддерживают новые значения токов в нагрузках.

Интегрирующий и дифференцирующий конденсаторы регулирующего устройства при ручном управлении остаются неотключенны.ми и продолжают работать в режимах слежения за их входны.ми сигналами.

Кроме того, «безударность переключения

обеспечивается также, если канал обратной связи включить последовательно или параллельно с элементом 15, т.е. в диагональ моста, при этом для питания лучще использовать переменный ток частотой сети.

предмет и з о б р е т е и и я

Автоматическое регулирующее устройство, состоящее из МДМ-усилителя, переключателя

режимов управления, кнопок и выходного балансного каскада, содержащего коллекторный мост, выполненный на транзисторах, коллекторы которых соединены между собой и с одной П1И1;ОЙ источника питания через соответствующие элементы нагрузки, базы через резисторы - с другой шиной источника питания, а эмиттеры соединены между собой через потенциометр, отличающееся тем, что, с целью повышения статической и динамической точности

работы, выходной балансный каскад содержит два полевых транзистора, два конденсатора и два дополнительных потенциометра и выполнен в виде тройного моста, в котором стоки полевых транзисторов подключены к одной

шине источника питания, истоки - к базам

-соответствующих транзисторов, а затворы через соответствующие конденсаторы - к другой щине источника питания, к которой через дополнительные потенциометры подключены эмиттеры транзисторов, движки дополнительных потенциометров соединены с эмиттерами соответствуюп;их транзисторов, движок потенциометра соединен с третьей шиной источника питания и через резистор и соответствующие кнопки подключен к,контактам «ручное переключателя режимов управления, перекидные контакты которого соединены с затворами соответствующих полевых транзисторов, фазочувствительный демодулятор МДМ-усилителя подключен к контактам «автомат переключателя режимов управления и другой щине источника питания, первая шина которого через резистор и соответствующие кнопки подключена к контактам «ручное переключателя режимов правления.