Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности Советский патент 1979 года по МПК G05F1/68 

6 рей конаенсаторов; использование поляризованного реле. Цель изобретения - повышение быстродействия. Это достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности, содержащее дат чик коэффициента мощности, соединенный через блок управления с исполнительным органом, пополнительно введены делитель напряжения, потенциометр, оптроны, соединенные попарно-параллел но, операционные усилители, силовой транзистор, соленоид, в поле которого введены управляемые магнитодиоды, и диоды, причем указанный датчик коэф.фициента мощности состоит из датчиков активной и реактивной составляющих вектора мощности, выполненных на двух операционных усилителях, входы которых через диоды соединены с делителем напряжения, включенным на напряжение сети, в цепь обратной связи операционных усилителей включены фотоприемники оптронов, светодиоды одних из которых подключены к резистору делителя напряжения, а других - к потенциометру, включенному в сеть последовательно с потребителем, блок управле ния содержит операционный усилитель сравнения, исполнительный блок содержит силовой транзистор, база которого подключена к выходу блока управления, а в цепь коллектора включен соленоид с двумя управляемыми магнитодиодами, соединенными встречно-параллельно и подключенными в сеть последовательно с Потребителем. На чертеже приведена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования, где: 1, 2 - резисторы; 3, 4 - оптроны; 5, 6, 7, 8 - диоды; 9 - силовой трансформатор; 10 конденсатор; 11, 12 - магнитодиоды; 13, 14, IS, 16, 17, 18 - резисторы; 19, 20, 21 - операционные усилители; 22 силовой транзистор; 23 - соленоид; 24, 25 - оптроны; 26 - резистор; 27 - нагрузка (потребитель). Резисторы I и 2 представляют собой делитель напряжения и включены последовательно непосредственно в сеть Выход резистора 2 связан с входами светодиодов оптронов 3 и 4, включенных встречно-параллельно, Оптроны 3, 4, 24 и 25 представляют собой систему, содержащую светодиоды и фотодиоды, и предназначены для гальваническо 4 развязки в схеме определения и управления СО6 р нагрузки. Светодиоды оптронов 24 и 25 включены также встречно-параллельно и связаны с балластным резистором 26, напряжение с которого по фазе соответствует току, протекающему через нагрузку. Фотодиоды оптронов 3, 4 и 24, 25 включены встречнопараллельно, первые два замыкают вход и выход операционного усилителя 19, а вторые два - операционного усилителя 20. Развязывающие диоды 5, 6 и 7, 8 включены на инвертированнью и неинвертированные входы операционных усилителей 19 и 20 соответственно. Они обеспечивают на выходах этих усилителей напряжения положительной полярности при переменном сигнале на входе. Силовой трансформатор 9 предназначается для обеспечения вращения фазы напряжения и питани нагрузки. Он включается первичной обмоткой непосредст - венно в сеть. Конденсатор 10 вместе с магнитодиодами 11 и 12, включенных между собой встречно-параллельно, составляют основу фазовращателя и подключены на выходную обмотку трансформатора 9. Резисторы 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18 служат ограничителями тока на входах операционных усилителей 19, 2О и 21 соответственно. Операционные усилители 19 и 20 предназначаются для формирования сигналов, различных во времени, при постоянстве входных сигналов. При этом благодаря наличию фотодиодов оптронов 3 и 4 в цепи обратной связи операционного усилителя 19 и фотодиодов оптронов 24 и 25 в цепи обратной связи операционного усилителя 20 разбаланс будет зависеть от сдвига фаз между потребляемым током и напряжением, потребляемым из сети. Операционный усилитель 21 сравнивает два выходных сигнала с операционных усилителей 19, 2О и вырабатывает сигнал разбаланса для управления сдвигом фаз посредством воздействия на магнитодиоды 11 и 12. Силовой транзистор 22 служит для управления магнитным потоком соленоида 23 и подключен к выходу операционного усилителя 21. Соленоид 23 подключен к коллектору силового транзистора 22 и управляет сопротивлением магнитодиодов 11 и 12, изменяя фазу, Резистх р 26 служит датчиком угла слвнга фаз на нагрузке 27 и подключен одним концом к обшей точке магнитоднопов 11 и 12 и конденсатора Ю, а другим концом - к нагрузке 27. Потребитель электроэнергии - нагрузка 27 с перемегшым СОбф представляет собой нагрузку с переменным характером, т.е. индуктивную, переходящую в емкостную и наоборот, на которой необходимо поддержать на заданном уровне соз у. Нагрузка 27 подключена с одной стороны к средней точ ке об)мотки трансформатора 9, с другой - к балластному резистору 26. Устройство работает следующим образом. Напряжение от сети через трансформатор 9 подается на нагрузку 27 (потребитель электроэнергии) с переменным сое ф через резистор 26. Одновременно сигнал, пропорционалы1ый начальной фазе напряжения при помоши оптро- нов 24 и 25 подается на входы операционных усилителей 19, 20 через диоды 5, 6 и 7, 8, резисторы 13, 14 и 15, 16 соответственно. В цепь обратной связи операционного усилителя 19 через фотодиоды оптронов 3 и 4 подводится сигнал, пропорционал ный фазе напряжения, а в цепь обратной связи операционного усилителя 20 через фотодиоды оптронов 24 и 25 под водится сигнал, пропорциональный току (за счет подключения светодиодов оитронов 24 и 25 к резистору 26). В результате этого на выходах операционных усилителей 19 и 20 появятся сигналы, отличающиеся друг от друга на величину, пропорциональную по своему значению углу сдвига фаз между током и напряжением нагрузки. Сигнал рассогласования подается на вход операционного усилителя 21, усиливается им и регулирует ток транзистора 22, который увеличивается или уменьшается в зависимости от угла сдвига фаз. Изменение коллекторного тока в тран зисторе 22 приводит к изменению сопротивления магнитодиодов 11 и 12 и вы зывает поворот фазы, т.е. устраняет сдвиг фазы между напряжением и током в нагрувке 26. Для этого необходимо, чтобы акгалитудное значение напряжения с резистора 2 было равно значению с резистора 26. Устройство позволяет при минималь ных размерах трансформатсфа загрузить низковольтный асинхронный двигатель и регулировать коэффициент мощности в зависимости от изменения мощности на валу. При изменении нагрузки меняется индуктивность вторичной обмотки трансформатора соответственно с 8ТИМ меняется действие емкости с изменением сопротивления магнитодиодов. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности, содержащее датчик коэффициента мощности, соединенный через блок управления с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены делитель напряжения, потенциометр, оптроны, соединенные попарно-параллельно, операционные усилители, силовой транзистор, соленоид, в ноле которого .введены управляемые магнитодиоды, и диоды указанный датчик коэффициента мощности состоит из датчиков активной и реактивной составляющих вектора мощности, выполненных на двух операционных усилителях, входы которых через диоды соединены с делителем напряжения, включенным на напряжение сети, в цепь обратной связи операционных усилителей включены фотоприемники оптронов, светоциоды, одни из которых подключены к резистору делителя напряжения, а другие - к потеициометру, включенному в сеть Последовательно с потребителем, блок управления содержит операционный усилитель сравнения, исполнительный блок содержит силовой транзистор, база которого подключена к выходу блока управления, а в цепь коллектора включен солероид с двумя управляемыми магнктодйодами, соединенными встречно-параллельно и подключенными в сеть последовательно с потребителем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 331376, кл. q О5 F 1/68, 197О. 2.Авторское свидетельство СССР № 349991;кл. G О5 F 1/68, 1969.