Предлагаемое устройство предназначено для дискретного регулирования мощности электротермических установок, подключенных к трехфазной сети переменного тока без нейтрали. Известно устройство импульсного, регулирования мощности в цепях переменного тока 1, 2. Из известных устройств наиболее близкими по технической сущности к изобретению является устройство цифрового регулирования мощности 2. Это устройство содержит последовательно соединенные связанный с сетью синхронизатор, формирователь импульсов управления, схемы И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, управляемые вентили и нагрузку. Недостатком этого устройства является то, что регулирование мощности в нагрузке производится без учета мощностей, потребляемых нагрузкой от различных фаз сети. В случае трехф)азной сети без нейтрали это приводит как к возникновению несимметричных режимов ра,боты, так и к импульсным перегрузкам сети, которые отрицательно влияют на подключенное к сети электрооборудование. Кроме того, известное устройство обеспечивает при максимальном сигнале управления значение мощности в нагрузке, равное величине мощности прямого (нерегулируемого) подключения нагрузки к сети, что сужает возможную область его применения, поскольку обычно электротермические установки работают при наибольших значениях мощности, которые значительно меньше мощности прямого подключения нагревателей. Применение известного устройства для управления такими установками приводит к сужению диапазона регулирования мощности и снижению эффективности регулирования. Целью изобретения является обеспечение равномерной загрузки фаз трехфазной сети без нейтрали и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве между синхронизатором и формирователем импульсов дополнительно включен счетчик, между схемами совпадения п входами управляемых вентилей включен шифратор, а между формирователем импульсов управления и схемами совпадения включены т-тактпый распределитель и триггер. Выходы распределителя подключены ко вторым входам соответствующих схем совпадения, а прямой выход триггера подключен к третьим входам всех схем совпадения. Вход триггера «установка 1 подключен к выходу формирователя импульсов
управления, а вход триггера «установка нуля соединен с выходом другого счетчика, подключенного через схему ИЛИ к выходам всех схем совпадения.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства импульсного регулирования мощности в тфазной сети без нейтрали; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.
Устройство содержит синхронизатор 1, соединенный своими входами с шинами А, В, С сети 2, а выходом - со входом первого счетчика 3, выход которого соединен со входом формирователя 4 импульсов управления, а выхбд формирователя 4 соединен со входом трехтактного распредедйеля 5 и входом «установка 1 триггера 6. Вькбдь) распределителя 5 соединены со вторыми входами соответствующих схем 7, 8, 9 И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам синхронизатора 1, третьи входы - к прямому выходу триггера б, а выходы - ко входам шифратора 10, выходы которого подключен ко входам управляемых вентилей 11, 12, Kl подключенных последовательно с частями 14, 15, 16 нагрузки к сети 2. Кроме того, вход второго счетчика 17 соединен через схему 18 ИЛИ с выходами схем 7, 8, 9, а выход подключен ко входу «установка нуля триггера 6. Шифратор 10 содержит схемы 19, 20, 21 ИЛИ, входы которых соединены с его входом, причем с первым входом соединены входы схем 19 и 20, со вторым входом - входы схем 20 и 21, с-третьим входом - входы схем 21 и 19, а выходы этих схем являются выходами шифратора. Кроме того,: к формирователю 4 подключены щины 22 сигнала управления.
Устройство работает следующим образом. При появлении напряжения на шинах сети
2синхронизатор 1 генерирует синхроимпульсы, совпадающие с моментами переходов через нуль напряжений фаз сети, которые поступают на вход счетчика 3 и на первые входы соответствующих схем совпадения 7, 8, 9. Счетчик
3формирует импульсы синхронизации формирователя 4 делением частоты входных синхроимпульсов на целое число. Импульсы синхронизации поступают на вход формирователя 4, который формирует интервал импульсного управления мощностью и вырабатывает на своем выходе в течение этого интервала тактовые импульсы управления, количество которых в течение интервала прямо пропорционально величине сигнала управления на щинах 22. Каждый тактовый импульс управления на выходе формирователя 4 коммутирует в нагрузку единичный импульс мощности с длительностью Тп кратной длительности полупериода сетевого напряжения (фиг. 2).
Тактовые импульсы управления, поступают на вход распределителя 5, чередующего порядок подключения схем 7, 8, 9 ко входам синхронизатора 1 во времени. Одновременно тактовые импульсы - поступают на входы «установка 1« триггера 6, переключая его в единичное состояние. При этом сигнал прямого выхода триггера Ue поступает на все схемы совпадения 7, 8, 9, снимая запрет их включения. Для включения любой схемы -7, 8, 9 необходимо совпадение во времени сигналов на всех ее
входах. Например, если в.предыдущий момент времени до прихода тактового импульса была подключена схема 9, то после прихода импудьса распределитель 5 переключится в последуюйцее состояние и подключит схему 7, отключив схему 9. Последующий тактовый импульс подключит схему 8, отключив схему 7 (см. сигналы U /, Ug и и9 соответственно на фиг. 2) и т. д. В любом случае, на выходе каждой из схем 7, 8, 9, подключенной в данный момент распредели Q телем 5, последовательно во времени появляются импульсы, синхронные с моментами перехода через нуль напряжений соответствующих фаз сети. Так, при включении схемы 7 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с напряжением Цдз сети, на выходе схемы 8 при ее 5 включении импульсы, синхронные с напряжением UBC . на выходе схемы 9 - импульсы, синхронные с напряжением UC,A . Количество импульсов в течение интервала Ту между двумя тактовыми импульсами управления определяется длительностью включенного состояния триггера 6, которая, в свою очередь, определяется основанием счета счетчика 17, на вход которого через схему 18 ИЛИ поступают импульсы U ig с выходов схем 7, 8 или 9. Счетчик 17 подсчитывает число импульсов на выходах этих схем в
5 соответствии с основанием его счета, после чего в момент окончания последнего импульса счета выдает сигнал U i/ на установку в нуль триггера 6, запирая схемы 7, 8, 9 и ограничивая число импульсов, пропускаемых в течение интервала Ту, т. е. длительность единичного импульса в
нагрузке. В рассматриваемом случае основание счета счетчика 17 равно двум, что соответствует единичному импульсу мощности Тп длительностью в два полупериода сетевого напряжения Т(,/2, т. е. Т равен TC .
5Импульсы с выходов схем 7, 8 или 9 поступают на входы шифратора 10, с его выходов подаются на входы управляемых вентилей 11, 12, 13. Каждый импульс поступает на входы двух схем ИЛИ из трех, имеющихся в щифраторе, включая в течение полупериода сетевого
0 напряжения два вентиля из трех. Например, импульсы на выходе схемы 7, совпадающие по фазес моментами перехода через нуль напряжения Удй сети, поступают на входы схем 19 и 20, одновременно включая вентили 11 и 12 (сигналы Uii и и 15 на фиг. 2) и подключая части 14 и 15 нагрузки к фазам А и В сети в течение одного полупериода сети каждый. Импульсы на выходе схемы 8, синхронизированные с напряжением Ug(. сети, одновременно поступают на входы вентилей 12 и 13 (сигналы U|2 и Uis),
0 подключая части 15 и 16 нагрузки к фазам В и С сети, а импульсы на выходе схемы 9 подключают аналогично части 16 и 14 нагрузки к фазам С и А сети. В рассматриваемом случае длительность подключения составляет Т, что соответствует основанию счета счетчика 17, равному двум.
Таким образом, устройство осуществляет чередование порядка использования фаз сети и потребления мощности от этих фаз во времени
-РВС -РСА - РАВ -Возможен и иной (обратный) порядок подключения фаз Рд - - РВС - РА.Ь -- . что достигается изменением направления переключения распределителя 5. Расширение функциональных возможностей устройства достигается введением счетчиков 3 и 17, при помощи которых изменять длительность интервалов Ту и Т;, соответственно, т. е. варьировать наибольшим значением мошности в нагрузке при максимальном сигнале управления в случае, когда импульсы управления идут с наибольшей частотой, равной частоте импульсов на выходе счетчика 3. Так, например, если необходимо обеспечить наибольшую мощность в нагрузке Р;, при максимальном сигнале управления tjn .nogi где . K -f-41. m 0, 1, 2 ...; n 1, 2, 3...; Рт1/.77од. -МОЩНОСТЬ прямого подключения нагрузки к сети (при отсутствии регулятора), то основания счета счетчиков 3 и 17 устанавливают пропорциональными соответственно числам тип. Выбором основания счета счетчика 3 устанавливают наименьшую длительность Ту, а выбором основания счета счетчика 17 - длительность единичного импульса мощности Тп. Например, при необходимости обеспечить РМ 4- Pnp.n6g. , известным устройством, имеющим N ступеней регулирования мощности в пределах от О до Pj,f,.noy , диапазон регулирования сужается до N/2, а дискретность регулирования составляет При использовании предлагаемого устройства, также имеющего N ступеней в пределах от О до Р, , т. е. дискретность регулирования равна . При этом уменьшаются автоколебания мощности в нагрузке и повышается качество регулирования. например температуры в электротермических установках. Следовательно, расширение функциональных возможностей устройства при введении в него двух счетчиков 3 и 17 выражается в достижении регулируемого ограничения наибольшего значения мощности в нагрузке, что позволяет расширить диапазон регулирования и уменьшить дискретность регулирования мощности. В качестве счетчиков 3 и 17 могут быть использованы счетчики по модулю, не являющемуся u.ej;OH степенью числа два. Таким образом, описанное устройство осуществляет равномерную загрузку фаз сети при одновременном расширении функциональных возможностей, выражающемся в ограничении наибольшего значения мощности в нагрузке на нужном уровне без увеличения дискретности регулирования. Формула изобретения Устройство импульсного регулирования мощности в т-фазной сети без нейтрали, содержащее управляемые вентили и систему управления, состоящую из последовательно соединенных синхронизатора, связанного с питающей сетью, и фор.мирователя импульсов, а также m многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых соединены с синхронизатором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения и расщирения функциональных возможностей, между синхронизатором и формирователем импульсов включен счетчик, между схемами совпадения R входами управляемых вентилей включен шифратор, а между формирователем импульсов и схемами совпадения включены т-тактный распределитель и триггер, причем выходы распределителя .подключены ко вторым входам схем совпадения, прямой выход триггера соединен с третьими входами схем совпадения, первый вход триггера подключен к выходу фор.мирователя импульсов, а второй вход триггера соединен с выходом второго счетчика, подключенного через элемент ИЛИ к выходам всех схем совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР .,М 352265, кл. Н 02 М 5/22, 1970. 2. Instruments and Control Systems, США № 19, 1969, с. 71-72.
22
596930
П I
