Устройство управления тиристорным регулятором Советский патент 1980 года по МПК H02M1/08 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам управления тиристорными статическими преобразователями, являющимися исполнительными орггшами многозонных регуляторов температуры при теплопрочностных испытаниях конструкций летательных аппаратов.

Известны устройства управления тиристорными преобразователями, содержащие управляющую вычислительную машину, устройство связи и аналогоцифровой преобразователь 1.

Однако такие устройства сложны и осуществляют только фазовое управление тиристорными преобразователями.

Известны устройства управления тиристорными преобразователями/ содержащие запоминающее устройство, двоичный счетчик, стабилизированный генератор импульсов, синхронизатор и блок формирования управляющих импульсов 2 .

Недостаток этого устройства управления заключается в обеспечении им только фазового управления тиристорами, которое сопровождается искажениями синусоидальной кривой питающего напряжения и созданием высокочастотных помех в измерительных и управляющих цепях. В случае использования таких устройств для целей многозонного нагрева при теплопрочностных испытаниях конструкций летательных аппаратов с болыяим числом тиристорных регуляторов, достигающих 100 и более, эти недостатки

fO являются реиающими и работа таких систем становится практически невозможной.

Целью иэобре ения является расширение функциональных возможностей

15 устройства управления тиристорными регуляторами и создание минимашьного уровня помех. Цель (заключается в обеспечении, кроме фазового управления тиристорными регуляторами,двух

20 режимов распределенного управления с минимальными квантами энергии в виде полупериода и периода синусоидального напряжения силового питания. При этом кванты энергии распре25делены во времени, число их соответствует управляющему сигналу в двоичном коде, а коммутация тиристоров производится при прохождении силового питания через нуль, что способ

30

вует минимальному искажению синусоидальной кривой питающего напряжения и вследствие этого снижению уровня помех в информационных и управляющих цепях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее двоичный п-разрядный счетчик, соединенный через блок записи с блоком памяти, стабилизированный генератор импульсов, синхронизатор и блок формирования управляющих импульсов, введено п элементов И, п формирователей импульсов, элемент ИЛИ,, три.ключа, блок выбора режима и триггер, при этом выходы элемен тов И соединены со входом элемента ИЛИ, а входы каждого L-ro {где i - 1,2,...п) элемента И связаны с 1-ым разрядом двоичного счетчика Через соответствующий формирователь импульса и с (п + 1 -i) разрядом блока памяти, причем выход элемента ИЛИ через первый ключ, который связан с выходом синхронизатора,соединен с блоком формирования управляю Цих импульсов и через:второй ключ и триггер с входом элемента ИЛИ, а блок выбора режима соединен с выходом синхронизатора и стабилизированного генератораиг-шульсов, а также со входом двоичного /1-разрядного счетчика и тремя ключами, через третий из которых выход двоичного -разрядного счетчика соединен с блоком формирования импульсов.

На чертеже изображена блок-схема устройства управления тиристорным регулятором.

Устройство состоит из блока 1 выбора режима, соединенного с выходом стабилизированного генератора 2 импульсов, блока 3 памяти, соединенного через блок 4 записи с. двоичным п-разрядным счетчиком 5,п формирователей 6 импульсов, подключенных входами к соответствующим выходам разрядов счетчика, а выходамя к соответственно элементам И 1, Выходы элементов И подключены к элементу ИЛИ 8, ко входу которой подключен триггер 9, Выход элемента ИЛИ соединен с первым ключом 10, который через второй ключ 11 соединен с триггером. Выход первого ключа 10 и зыход третьего ключа 12 соединены с блоком 13 формирования управляю дих импульсов тиристорного регулятора 14.

К тиристорному регулятору подключены нагреватели 15 (активная нагрузка), а к сети, питающей нагреваели, подключен -синхронизатор 16, выход которого соединен с блоком выора режима и с первым ключом.

Устройство управлениятиристорым регулятором работает следующим бразом.

Вначале блок 1 выбора режима переводит устройство управления тиристорным регулятором 14 на фазовое управление (режим I). При этом режиме передним фронтом синхроимпульса с частотой 100 Гц производится запись с помощью блока 4 записи кода, находящегося в блоке 3 памяти, в двоичный п-разрядный счетчик 5. Стабилизированный генератор 2 импульсов своими импульсами (для 8-ми разрядов с частотой 25,5 кГц) заполняет двоичный П-разрядный счетчик,импульс переполнения которого определяет фазу угла. Иг «1ульс переполнения через ключ 12 поступает на блок 13 формирования управляющих импульсов. После начального разогрева нагревателей 15, т.е. после работы тиристорного регулятора в фазовом режме Е течение 2-3 с, блок 1 выбора рекимоБ переводит устройство управлния на один из запрограммированных

pe)KHjv«B распределенного управления, особенностью которого является комМ;тация тиристоров при прохождении напряжения силового питания через нуль и распределение квантов энергии во зремени. При режиме наименьшим хвантом энергии за время обиовления информации в блоке 3 памяти язляется полупериод, а при режиме V. - период синусоидального напря};;акия силового питания. При реализшдии режима И синхроимпульсы поступают на двоичный И-разрядный счетчкк 5, который используется как делитель частоты. С каждого t-ro

разряда счетчика через свои-форми-. рователи 6 импульсов импульсы с частотой //И поступают на соответствуюшке элемеЕ ты И 7,на другие входы кадого КЗ которых поступает сигнал с (п + 1 - )го разряда блока 3. Импульс1:л с выходов элементов И 7 поступают на вход элемента ИЛИ 8 и череэ ключ 1-0 попадают на блок 13, фop ви:poвaния управляющих импульсов, который открывает в начале полупериода соответствуюЕций тиристор регулятора 14, При этом полупериоды напряжения силового питания, поступшощие на нагреватель 15 распределены во времени на интервале обновления ин юрмации в соответствии с кодом, находящимся в блоке 3 памяти В режиме Л устройство работает аналогично режи.му Ш, только на двоичный счетчик подается синхроимпульс с частотой сети 50 Гц. При этом импульс на открытие тиристоров во второй полупериод вырабатывается посредством ключа 11 и триггера 9, который запо1умнает первый импульс. С приходом синхроимпульса от сети через ключ 10 формируется второй импульс на открытие тиристоров и устанавливается триггер в нулевое состояние.

Устройство в макетном варианте испытано при работе в различных режимах с кварцевым инфракрасными нагревателями на токи 250 и 650 А при напряжении 220 В.

Исследование показгшо, что сочетание цифрового фазового и распределенного управления расширяет функциональные возможности тиристорнрго регулятора,в частности,в многозонном нагреве натурных конструкций летательных аппаратов кварцевыми инфракрасными нагревателями,нагрузка которых изменяется от холодного состояния к горячему в 10-15 раз.При использсЗвбшии устройства в режиме распределенного управления практи-- , чески отсутствовало искажение кривой синусоиды напряжения силового питания, что способствовало значительному снижению помех в информационных и управляющих цепях.

Фор|мула изобретения Устройство управления тиристорным регулятором, содержащее двоичный -разрядный счетчик, соединенный через блок записи с блоком памяти, стабилизированный генератор импульсов, синхронизатор и блок формирования управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и снижения уровня помех, оно снабжено П элементами И, П формирователями импульсов, элементом ИЛИ, тремя ключами, блоком выбора режима и триггером, при этом выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, входы каждого L-ro (где t 1,2...,) эле иента И связаны с t-M разрядом двоичного счетчика через соответствующий формирователь импульсов и с (И + 1 -I) - разрядом блока памяти, причем выход элемента ИЛИ через первый ключ, который связан с выходом синхронизатора, соединен с блоком формирования управляющих импульсов и через второй ключ

5 и триггер с входом элемента ИЛИ, а блок выбора режима соединен с выходами синхронизатора и стабилизированного генератора импульсов, а также со входом двоичного,К.-разряд0 ного счетчика и тремя ключами, выход двоичного п-разрядного счетчика соединен с блоком формирования импульсов через третий ключ.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

02. Марков Б.А., Чичерин Н.Н. Тиристорные судовые усилительно преобразовательные устройства. Л., Судостроение , 1967, с. 151-157.