Устройство управления регулятором переменного напряжения со звеном повышенной частоты Советский патент 1978 года по МПК H02P13/14 G05F1/22 

напряжения соединен с выхоцом формирователя тактовых импульсов через фазоинверсный каскад, а управляюидш вхоцы нуль-органов и источники питания генера торов развертывающего напряжения объе динены. На фиг. 1 приведена функциональная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, действующих в цепях схемы устройства; на фиг. 3 - принципиальная схема устрой ства, выполненная на основе магнитнотранзисторных преобразователей: на фиг. 4 .- эпкры напряжений, цействуюших в цепях этой схемы. Устройство для управления регулятором переменного напряжениясодержат задающий генератор 1 (фиг. 1), фор.«нрователь 2 тактовых импульсов, генератор 3 пилообразного развертывающего нбшряжения, нуль-орган 4, ведомый авто генератор 5, фазоинверсный каскад 6, ге нератор 7 встречно изменяющегося пилообразного развертывающего напря кенкя, нуль-орган 8, ведомый автогенератор 9. Выходы формирователя 2, подключенного к задающему генератору 1, соединены с входами генераторов 3 и 7, а с входом генератора 7 - через . фазоинверсньгй касжац 6. Выхоцы генераторов 3 и 7 че рез нуль-органы 5 и 8 соединены с ведомыми автогенераторами 5 и 9, причем управляющие входы нуль-органов 4 и 8 объединены. Должны быть объединены и источникипитания генераторов gaafjv prb вающего напряжения. Во хоцное напрюкеЕ задакянего i генератора 1 показано на фиг. 2 эпюрой 10, а выхоцйое напряжение формирователя тактовых импульсов эпюрой 11. Цифрой 12 обозначено нагфя жение генератора Д пилообразного развертывающего нап.-/хгения, Щ1фрой 13 генератора 7 встречно изменяющегося пилообразного развертывающего напряжения; 14, 15 - выходные импульсы нульорганов, формирующиеся в момент равенства пилообразного и управляющего напряжений; 16, 17 - выходное напряженке ведомых автогенераторов. Для наглядности эпюры, генераторов развер тыЕ-ающего напряжения разнесены, хотя они имеют общее питание Е и общий сигнал управления U V . Работает устройство следующим образом. В моменты смены иолярности напряжения 10 (фиг. 2) задающего генератора 1 с формирователя 2 тактовых импульсов. импульсы 11 поступают На входы генераторов 3 и 7 пилообразного развертывающего напряжения кото -. . рые формируют напряжения, представленные на фиг. 2 эпюрами 12, 13. Выходное напряжение генератора 3 пилообразного напряжения представляет собой линейно нарастающее напряжение 12, а напряжение генератора 7 - линейно падающее напряже1ше 13. Эти напряжения подаются (каждое по своему каналу) на одни входы нуль-органов, а на их другие входы поступает общее напряжение сигнала управления U-y (в случае замкнутой системы регулирования это напряжениепредставляет собой сигнал ощибки) В моменты равенства указанных напряжений, например при U U на выходах нуль-органов формируются импульсы 14 и 15с (При величине управляющего .сигнала . фазы импульсов 14, 15 . соответствуют фазам, обозначенным оС- и |5р ). Эти импульсы поступают на управление ведомыми автогенераторами S и 9 с двумя ycTofb-niBHMH состоя 1иями. В момент прихоца импульса 14 на вход автогенератора 5 последш1й опрокидывается из одного устойчивого состояния в другое, и на его выходе меняется полярность напряжения 16. Аналогично импульсы 15 опрокидывают автогенератор 9, а на его выходе формируется иапряиение 17, моменты смены иолярности которого соответствуют фазе импульсов 15. При увеличении сигнала ynpasneiwH, например до веЛ1- Чинь Oj изменяются фазы импульсов 14, 15, а слецовательно, и фазы выходных импульсов, обозначенные на фиг. 2 (А-р и /Ьр„. Поскольку-, г-бнераторы развертывающих напряжений построены на основе генераторов со встречно изменяющимся пилообразными напряжениями, то и всякое изменение сигнала управления приводит к встречному перемещению вы -: ходных импульсов. Очевидно, что каждая последовательность импульсов 16 и 17 при при изменении от О до амплитудного значения пилообразного напряжения может перамащаться по фазе на-ISO , а их взаимное относительное перемещение по фазе соответствует 360 . Принципиальная схема устройства для угфйБленкя регулятором переменного напряжения со звеном, повышенной частоты (фиг. 3) работает следующим образом. Фушшию задающего генератора. 1 выполняйт магнитно-транзисторный генератор на транзисторах Т1 и Т2 с времязво.аюш. цепью. Формирователь 2 тактовых импульсов содержит дифференцирующую цеп очку С Тй выпрямительный мост .В.. Выходные импульсы задающего генератора дифферениируются яепоч562кой С R (импульсы 18 на фиг. 4), преобразуются выпрямителем В1 в однополярную последовательность импульсов 11 и поступают нй.вхоц генератора 3 пилообразного напряжения, выполненного на транзисторе ТЗ типа р- h -р, конден caTopeiC резисторе Р7,, диоде Д4: с токостабилиаирующим двухполюсником на основе эмиттерного повторителя Т4 , 8 и полярного конденсатора С4, обеспечивающего линейно нарастающее напряжение на конденсаторе СЗ. Генератор 7 встречно изменяющегося пилообразного напряжения выполнен на транзисторе Т14 типа я р-Ц конденсаторе С8 резисторе Р23, аи оде Д7, приче м аналогично для обеспечеьшя линейно падающего напряжения также введен токостабилизирующий двухполюсник на транзисторе Т15, типа Н -р- И ) резисторе и конденсаторе С9. Поскольку генератор встречно изменяющегося пилообразного напряжения выполнен на транзисторе типа И р-И, то управление им осуществляется с формирователя 2 такторых импульсов через фазо инверсный каскад на транзисторе Т13. При этом, источники питания генераторов 3 и 7 развертывающего напряжения объединены, функции которы-х в устройстве по фиг, 3 выполняет стабилитрон ДЗ. Нуль-органы Выполнены на составных тра зисторах Т5, Т6 и Т16 и Т17. Базы транзисторов Т5 И Т16 объединены и об разуют относительно земли управляющий вход ., устройства управления, на который подается сигнал U . В момент , сравнения напряжения 19, 2О генерато ров пилообразного напряжения с входным напряжением (например (i-.) составные транзисторы Т5, Т6 и Т16, Т17 открываются, поддерживая напряжение на конденсаторах СЗ и С8 на уровне U,j отно сительно земли. Транзистор Т7 в нульоргане 4необхоаим для формирования импульссш 21 с полярностью; указанной на фиг. 4, задний фронт которых является запирающим для транзисторов Т9 и Т12, Таким образом, коллекторное напряжение выходных транзисторов Т7, Т17 генераторов пилообразных напряжений будет иметь прямоугольную форму 21, 22 по фиг. 4 соответственно, длительность которых и будет определять фазу импульсов ведомых автогенераторов 5 и 9. Ука занное напряжение 21, 22 дифферендируется и 21,С8-цепями и, в виде импульсов 23, 24 поступает на базы транзисторов ТБ, Т18, коллекторное напряжение которых 14 и 15 является управляющим для ведомых автогенераторов 5 и 9.. Включение в базовые цепи силовых транзисторов Т10, Т11 и Т20., Т21 транзисторных прерывателей базового тока те, Т12 и Т19, Т22 позволяет легко регулировать сдвиг фазы опрокидывания ведомых автогенераторов. В интервалах между импульсами 14 и 15 (фиг. 4) транзисторы Т9, Т12 и Т19, Т22 открыты, поэтому автогенераторы работают обычным образом, как автогенераторы Ройера. При подаче на базы указанных транзисторов импульсов 14 и 15 они на время длительности импульса закрываются, прерывая базовые токи силовых транзисторов, вызывая их переклкнение и смену полярности выходного напряжения. Сдвиг по фазе управляющих импульсов 14, 15 позволяет получить встречный 1ртпосительно друг друга сдвиг выходных импульсов 16, 17 автогенераторов на 360 эл. град. Однако в динамических режимах, йри нарастании входного сигнала U до величины, большей амплитуды пилообразного напряжения, управляющие импульсы 14, 15 могут исчезнуть. Тсгда происходит сбой переключений автогенераторов 5 и 9. Для устранения этого явления в базовые цепи транзисторов Т9, Т12 и Т19, Т22 введены блокирующие синхроимпульсы, которые формируются выходными обмотками трансформатора Тр 1 задающего генератора 1 и дифференцирующими цепя ;i«,q,,c,,-,K3,c, соответственно. Естественно, что амплитуда этих синхроимпульсов должна быть меньше амплитуды импульсов 14 и 15, чтобы не сказывалось их влияние при нормальной работе устройства управления. Таким образом, введение в устройство управления нуль-органа, ведомого автогенератора, фазоинверсного каскада, генератора встречно изменя щегося пилообразно развертывающего напряжения и построения устройства по двухканальному принципу, характеризукяцемуся указанными в описании связями, позволяет полу- , чить две стречно перемещаемые импульсные последовательности с относительным сдвигом фазы на 360 эл. град. Достаточно простая реализация поставленной вели, в свою очередь, позволяет создать новые способы управления регуляторами переменного напряжения со звеном повьпыенной частоты, а также облегчает построение системы стабилизации переменного напряжения. Следует отметить, что предложенное устройство может также применяться в системах регулирования и стабилизации . постоянных напряжений, в системах электроприводов и т. д. Кроме того, поскольку сигнал управления и« в таких устройствах должен изменяться от нуля относительно земли до амплитуды пилообразного напряжения, то объединение источников питания обоих генераторов и уп равляющих входов нуль-органов позволяет получить одновременный встречный сдвиг выходных импульсов на ЗбО , не увеличивая входной сигнал, что в замкнутых системах регулирования и ста лизаиии позволяет в два раза уменьшить коэф фициент усиления усилителей сигнала иииб ки регулирования. Формула изобретени Устройство управления регулятором переменного напряжения со звеном повышенной частоты, сод жашее последовател но включенные задающий генератор, формирователь тактовых импульссж, генерато пилообразного развертывающего }гапряжения, нуль-орган и ведомый автся енерате, отличающееся тем, что, с целью расширенкя нкциональных возмож 62 g нсютей за счет получения встречно перемещаемых импульсных последовательностей с относительным сдвигом фазы на 36О эл. град, введен второй канал из последовательно включенных генератора встречно изменякяцегося пилообразного напряжения, нуль-органа и ведомого автогенератора, причем вход генератора встречно изменяющегося пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя тактовых импульсов через фазоинверсный каскад, а управляющие входы нуль-органов и источники питания генераторов развертывающего напряжения объединены. Ист.очники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 382216, кл. Н 02 р 13/04. 2.Александров Ф. И. Сиваков А. Р. Импульсные преобразователи и стабилизаторьь Л, О., Энергия, 197О. с. 17-21. 3.Заявка Франции Н 02 р 13/ОО, №2.099.842. 1972. 4,Авторское свидетельство СССР № 504287 кл. Н 02 Р 13/14, 1974. 5. Шипилло В, П. Автоматизированный вентильный электропривод, изд-во Энергия, 1969, с. 168.

т

l SHtXf

пп, jtrtr

4

«