Система управления группой импульсных регуляторов Советский патент 1978 года по МПК H02P13/16 G05F5/00 

1

Изобретение относится к области электротехники. Система может быть использована для регулирования напряжения (тока, мощности, температуры) группы потребителей, например нагревательных установок, при питании от сети как переменного, так и постоянного напряжения.

Известен способ управления группой импульсных регуляторов, выполненных на ключевых силовых элементах, синхронизированных между собой поочередно-носледовательными включениями последуюндих ведомых регуляторов при отключениях предыдущих ведущих регуляторов 1.

Система управления группой регуляторов по указанному сопособу состоит из последовательно включенных в контур релейной обратной связи каждого регулятора датчика регулируемой величины (напряжения, тока, мощности, температуры), фильтра низких частот (апериодическое звено, интегратор), релейного и суммирующих элементов и схемы управления ключами и из включенных между выходом релейного элемента устройств взаимной синхронизации, представляющих собой управляемые генераторы переменного пилообразного напряжения.

Известна система управления группой регуляторов, реализующая указанный способ без

применения релейной обратной связи 2. Однако система, не использующая для импульсной модуляции релейную обратную связь, существенно сложное и не обеспечивает стабнлизации регулируемой величины без дополнительной обратной связи, которая дополнительно усложняет систему.

Недостатком нзвестной системы, принятой

в качестве прототипа 1, является некоторое снижение энергетических показателей и увеличение колебаний напряжения сети из-за возможных включений ведомых регуляторов по отношению к моментам отключения ведуЩих с запаздыванием нлн опережением на время минимально возможной паузы между включениями, например в период напряжения сети неремснного тока. При этом величина изменений общего тока групны регуляторов больше величины тока одного регулятора (что получается при отсутствии запаздывания или опережения), а нри большой частоте включений это значнтель 10 снижает энергетические показатели.

В целях уменьшения энергетических показателей и уменьшения влияния на питающую сеть в предлагаемой системе релейный элемент цепи обратной связи ведущего регулятора соединен с блоком синхронизации ведомого регулятора и с блоком управления ведущего регулятора через элемент задержки.

На чертеже приведена функциональная схема двзх регуляторов в цепи взаимной синхронизации многих регуляторов.

Система управления состоит из ведущего 1 и ведомого 2 регуляторов, подключенных к сети 3 и работающих на свои нагрузки 4. Каждый из регуляторов включает в себя силовой ключевой элемент 5 (например, тиристорный) со схемой управления, датчик 6 регулируемой величины, подключенный к выходу ключевого элемента нри стабилизации электрической величины (мощности) или к нагрузке при стабилизации технологической величины (температуры), фильтр 7 низких частот (интегратор) с суммирующими элементами 8 на входе и 9 на выходе, релейный элемен 10, выход которого через элемент И импульсной задержки отключения соединен со схемой управления ключевого элемента. Между выходом элемента И ведущего регулятора и входом суммирующего элемента 9 ведомого регз лятора включено устройство 12 взаимной синхронизации.

Ключевой элемент 5 со схемой управления выполнен так, что независимо от момента поступления сигналов на его включение и отключение сами включения происходят только в моменты перехода через нуль напряжения сети из отрицательных значений в положительные, а отключения - из положительных в отрицательные. Сигналы на включения (в виде положительного уровня) с выхода релейного элемента 10 без задержки поступают на ключевой элемент 5 через элемент 11 импульсной задержки отключения. Сигнал на отключение (в виде нулевого уровня) с выхода релейного элемента поступает на вход эле.мента импульсной задержки отключения, а на его выходе появляется с импульсной задержкой в момент ближайшего по времени тактового импульса. Тактовые импульсы являются общими для всех элементов импульсной задержки.

Положительный уровень сигнала на выходе релейного элемента 10 появляется при отрицательном сигнале на его входе, т. е. на выходе суммирующего элемента 9, а нулевой- лрн положительном. На входах элемента 9 суммируются -сигналы с выхода фильтра 7 низких частот и устройства 12 взаимной синхронизации. Неременное пилообразное напряжение этого устройства синхронизировано задними фронтами сигнала элемента И импульсной задержки отключения ведущего регулятора. Отсутствие постоянной составляющей в сигнале на выходе элемента обеспечивается, например, включением на его выходе конденсатора или трансформатора.

На вход фильтра 7 низких частот через суммирующий элемеит 8 поступает разность сигналов с выхода датчика 6 и какого-то сигнала задания. В режиме автоколебаний (при отсутствии синхронизирующего сигнала) и вынужденных колебаний релейная обратная связь поддерживает среднее значение сигнала на выходе датчика 6 равным сигналу задания.

Нри возникающем в ведомом регуляторе режиме вынужденных колебаний под действием пилообразного сигнала обеспечивается точное совпадение момента включения ведомого регулятора, в момент отключения ведущего.

В предлагаемой системе схеме управления ведомого регулятора предоставляется строго фиксированное и вполне достаточное время для срабатывания релейного и ключевого элементов.

Формула изобретения

Система управления группой импульсных регуляторов, соединенных по схеме ведущий - ведомый, охваченных каждый цепью обратной связи, имеющей релейный элемент, датчик регулируемой величины и фильтр низких частот, и содержащих блок синхронизации и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и уменьшения влияния на питающую сеть, релейный элемент цепи обратной связи ведущего регулятора соединен с блоком синхронизации ведомого регулятора и с блоком управления ведущего регулятора через элемент задержки.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №377752, кл. Н 02Р 13/16, 1973.

2.Лабунцов В. А. и др. Система управления группой тиристорных регуляторов напряжения, обеспечивающая повышение коэффициента .мощности. Сборник «Электротехническая промышленность. Нреобразовательная техника, 1975. вып. 1 (60).