Цифровой регулятор напряжения Советский патент 1976 года по МПК G05F1/40 H02P13/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, точнее к устройствам управления вентильными преобразователями.

Известны цифровые регуляторы напряжения, построенные по одноканальному принципу и содержащие вентильный преобразователь, нагрузку, датчик напряжения, соединенный с преобразователями напряжения в интервал времени, устройство эталонного интервала, устройство Сравнения и усиления сигнала ошибки, а также устройство управления, содержащее нуль-орган и ячейки управления вентилями (1, 2).

Диапазон угла регулирования таких регуляторов составляет При необходимости

3

более глубокого регулирования следует переходить к трехканальному принципу построения регулятора, а это влечет за собой снижение надежности и помехоустойчивости.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

Это достигается тем, что в цифровой регулятор напряжения дополнительно вводится положительная обратная связь, состоящая из блока регулируемой задержки, первый вход которого подключен к выходу нуль-органа, а второй вход через инвертор и фильтр подсоединен к выходу датчика напряжения. Выход

блока регулируемой задержки соединен с ячейками управления вентилями.

На фиг. 1 изображена блок-схема цифрового регулятора напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

На чертеже приняты следующие обозначения:

СИ - синхронизирую щие импульсы;

ИП - импульсы поджига; 3 -задержка синхронизирующих импульсов

вп - выпрямленное напря-i жение вентильного преобразователя

при отсутствии положиа - угол регулирования тельной Обtn - момент прихода имратной связи пульса поджига на соответствующие вентили-

впз - выпрямленное напря-) жение вентильного преобразователя

при наличии «3 - угол регулирования положительной обратной пз -момент прихода импульса поджигга на сосвязиответствующие вентили

Цифровой регулятор напряжения содержит вентильный преобразователь 1, подключенный к нагрузке 2 и датчику напряжения 3. Датчик напряжения 3 через преобразователь напряжения в интервал времени 4 связан с первым входом устройства сравнения и усиления сигнала ошибки 5, второй 1вход которого соединен С-устройством эталонного интервала 6. Выход устройства сравнения и усиления сигнала ошибки 5 связан с ячейками управления вентилями 7 в устройстве управления 8. Устройство управления 8 содержит блок регулируемой задержки 9, выход которого соединен с ячейками управления 7, а его -первый вход связан с выходом нуль-органа 10. Второй вход блока регулируемой задержки 9 через инвертор 11 и фильтр 12 подсоединен к выходу датчика напряжения 3.

Работа цифрового регулятора напряжения осуществляется следуюш,им образом.

При отсутствии положительной обратной связи, как это наблюдается в известных регуляторах, регулировка и стабилизация напряжения вентильнаго преобразователя производится с помош,ью отрицательной обратной связи, включающей в себя датчик напряжения 3, преобразователь напряжения в интервал времени 4, устройство сравнения и усиления сигнала ощибки 5, устройство эталонного интервала 6, ячейки управления вентилями 7 и нуль-орган 10. Величина угла регулирования а определяется значением эталонного интервала В- устройстве эталонного интервала 6.

Выпрямленное напряжение UBU с датчика напряжения 3 поступает на преобразователь напряжения в интервал времени 4, где преобразуется в интервал времени t. Устройство сравнения и усиления сигнала ошибки сравнивает этот интервал t с эталонным интервалом ta и преобразует код ошибки рассогласования в фазу поджигающего импульса, вследствие чего импульс поджига приходит на соответствующие вентили в момент времени tn.

Преобразование ошибки рассогласования в фазу поджигающего импульса осуществляется таким образом, чтобы при уменьшении (увеличении) t/вп поджигающий импульс на соответствующие вентили приходил с меньшей (большей) задержкой, компенсируя это уменьшение (увеличение) выпрямленного напряжения /вп. Синхронизация работы цифрового регулятора напряжения осуществляется импульсами нуля анодного напряжения, выделяемыми нуль-органом 10.

При введении в цифровой регулятор напряжения положительной обратной связи импульсы нуля анодного напряжения, поступающие с нуль-органа 10 на первый вход блока регулируемой задержки 9, получают с помощью последнего задержку 4, обратно пропорциональную значению напряжения на выходе вентильного преобразователя, так как на вход инвертора 11 с датчика напряжения 3 через фильтр 12 подается выпрямленное напряжение вентильного преобразователя 1. Вследствие этого задержка синхроимпульсов в блоке регулируемой задержки 9 осуществляется пропорционально значению угла регулирования ОС. Импульс поджига на соответствующие вентили поступает в этом случае в момент времени tns. Из фиг. 2 видно, что выпрямленное напряжение увеличится 6впз вп, а угол регулирования уменьшится .

Таким образом, благодаря введению положительной обратной связи увеличение диапа зона регулирования осуществляется за счет смещения синхронизирующих импульсов в сторону уменьшения угла управления вентильного преобразователя.

Глубина предлагаемой положительной обратной связи выбирается существенно меньще отрицательной обратной связи с целью исключения возбуждения регулятора напряжения вентильного преобразователя.

Увеличение диапазона регулирования напряжения одноканального цифрового регулятора напряжения за счет введения простой положительной обратной связи делает аго более универсальным и создает условия к более широкому его применению в системах питания промышленных установок, мощных радиопередатчиков, промышленных высокочастотных Нагревательных установок и циклотронов, в электрохимической промышленности при электролизе, в управляемом электроприводе, в преобразователях частоты.

Формула изобретения

Цифровой регулятор напряжения, содержащий вентильный преобразователь, связанный с цепью нагрузки, датчик напряжения, соединенный со входом преобразователя напряжения в интервал времени, блок задания эталонного интервала, блок сравнения и усиления сигнала ошибки, блок управления, имеюШ.ИЙ нуль-орган и ячейки управления вентилями, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, блок управления снабжен элементом регулируемой задержки, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа, второй вход через фильтр и инвертор - с датчиком напряжения, а выход -с ячейками управления вентилями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Зюбин Ю. Ф. и ЛабунцоБ В. А. Построение цифровых систем управления вентильными преобразователями постоянного тока, - В сб. «Преобразовательная техника. Вып. 15,

1971 г., стр. 25-27.

2.Гусев О. А. и др. Стабилизированный тиристорный преобразователь с цифровым управлением, ПТЭ, 1972 г.. No 1.

Bf,

Uf,

ВП