Стабилизатор тока Советский патент 1981 года по МПК G05F1/30 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики для питания стабильных токов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор тока, содержащий регулирующий орган в виде нескольких групп встречно параллельно соединенных тиристоров, подключени отводам одной из обмоток силового трансформатора и по цепи управления соединенных с выходом цифрового блока управления, вход которого соединен с датчиком регулируемого параметра в выходной

цепи til и Г2.

Цель изобретения - повысить точность стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что стабилизатор тока снабжен дополнительным регулятором, подключенньм к силовому трансформатору и выполненному в виде мостового выпрямителя с двумя диодами и двумя тиристоршли в противоположных плечах моста, а цифровой блок управления Алполнен в виде генератора импульсов, вход которого слулсит входом цифрового блока управления, первых двух схем совпаде-лия, первые входы каждой из которых

через формирователь соединены с выходом генератора импульсов, первых двух счетчиков, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующей схемы совпадения, первых двух триггеров, выход каждого из которых соединен со втЬрым входом соответствующей из первых двух схем совпаде-. ния, формирователя импульсов, начала

10 полупериодов питающего напряжения,выходы которой соединены с входами первух двух триггеров, третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров, третьего и четвертого счетчиков,первые входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, вторые входа - с выходами третьего и пятого триггеров, а третьи - с выходами четвертого н шестого триггеров, а выход

20 каждого из указанных счетчиков соединен с управляющим входом соответствующего из тиристоров мостового выпрямителя и первым входом четвертого и шестого триггеров соответственно, выходы первого и второго счетчиков сое,динены соответственно с первыми входами третьего и пятого триггеров, вторыми входами соединенных с соответствующими выходами формирователя импульсов начала полупериодов питающего

напряжения, другими выходами соединенного со вторыми входами четвертого и шестого триггеров, седьмого и восьмого триггеров и третьей и четвертой схем совпадения, подключенных выходами непосредственно и через втo рой формирователь к управлякнцим входам Соответствующих встречно-параллельно соединенных тиристоров,- входы третьей схемы совпадения соединены с выходами седьмого и восьмого триггеров и с выходом первого формирователя, ВХОДЫ четвертой схемы совпадения соединены с выходом первого счетчика и с одним из входов формирователя импульсов начала полупериодов питающего напряжения, с которым также соединены первые входы седьмого и восьмого триггеров, второй вход восьмого триггера соединен с выходом первого счетчика, а второй вход седьмого триггера соединен с другим выходом указанного формирователя импульсов.

На .фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства/ на фиг. 2 - частный вариант стабилизатора мощности.

Средний ток по шине 1 в нагрузке 2 определен выходным напряжением с . силового трансформатора, с встречнопараллельными тиристорами, подключенными к ртпайкам, которое выпрямляется диодами 4, 5 и тиристорами 6, 7 (двухполупериодное выпрямление).

Бесконтактный датчик 8 зацаёт onределённую частоту звуковому RS - генератору 9, отрицательные импульсы которого запускает формирователь 10 (заторможенный блокинг-генератор, выполняющий функцию усилителя мощности)

Формирователь 11 импульсов начала . полупериодов питающего напряжения выдает на каждый положительный и каждый отрицательный полупераод напряжения, снимаемого с повышающих вторичных обмоток трансформатора 3, отрицательные, импульсы, фиксирующие начало этих полупериодоВ напряжения сети и выполнякщих функцию импульсов временнЬх отсчетов. Импульс начала положительного полупериода напряжения сети формирователя 11 перебросит триггер 12, который разреишт через схему 13 совпадения записать в счетчик 14 число импульсов RS-генератора с форми рователг 10, до прихода импульса начала отрицательного полупериода ЯАпряжения сети формирователя 1.1, который ,фиксирует число импульсов положительного полупериода, а импульс начала отрицательного полупериода напряжения сети схемы 11 перебросит триггер 15, который разрешит через схему 16 совпадения записать в счетчик 17 число импульсов с формирователя 10, до прихода импульса начала положительного полупериода напряжения сети формирователя 11, который фиксирует число импульсов отрицательного полупериода. Таким образом, счетчики 11 и 17 фиксируют, число импульсов, которыми измеряется длительность положительного и отрицательного полупериодов напряжения сети (фазы). Когда счетчики 14 и 17 насчитывают заданное число импульсов в полупериоде, они выдают каждый раз один импульс.

Если к приходу импульса начала oтpицaтeль oгo полупериода напряжения сети придет импульс со счетчика 14 на триггер 18, то последний останется в сброшенном состоянии и счетчик 19, оставаясь в нулевом состоянии будет выдавать управляющие импульсы на тиристор 7, который пропускает отрицательные полупериоды тока в нагрузку 2 с минимальной отсечкой.

Аналогично, если к приходу импульса начала положительного полупериода напряжения сети придет импульс со счетчика 17 на триггер 20, то он так же останется в сброшенном состоянии и счетчик 21, оставаясь в нулевом состоянии, вьщает управляющие импульсы на тиристор. 6, который пропускает положительные полупериоды в нагрузку 2, также с минимальной отсечкой.

Если ток.нагрузки 2 по шине 1 станет больше заданного значения, то соответственно уменьшится емкость датчика 8, входящая в частотно-избира- тельную RS-цепь генератора 9 и соответственно увеличится частота генератора. Теперь счетчик 14 быстрее насчитает заданное импульсов и раньше выдаст импульс на переброс триггера 18, который разрешит счетчику 19 просуммировать число импульсов с формирователя 10 до прихода импульса начала отрицательного полупериода напряжения сети cxeivaa 11, который сбросит триггер 18, прекратит суммирование в счетчик 19,: и перебросит триггер 22, который проводит вычитание йфлпульсов из счетчика 19.

И когда счетчик 19 опчть придет в нулевое .состояние; то выдас импульсы управления на тиристор 7 относительно начала отрицательного .полупериода с некоторым запозданием, равным времени вычитания импульсов записи в счетчйк 19, которая появилась всчетчике в результате увеличения тока в нагрузке. С приходом счетчика. 19 в ноль, триггер 22 сбрасывается.

Аналогично, при токе нагрузки больше заданного, счетчик 17 перебросит триггер 20, который разрешит счетчику 21 также записать разницу между числом импульсов, заданным в счеТчике 17 и числом импульсов отрицательного полупериода возросшим в результате увеличения тока в нагрузке, а с приходом импульса начгша положительного полупериода напряжения сети формирователя 11 триггер 23 сбросится и разрешит счетчику 21 вычесть число импульсов и вернуть счетчик снова в ноль. При этом счетчик 21 вьщает управляющие импульсы на тиристор 6 и на сброс триггера 23.

Таким образом, счетчик 19 определяет отсечку для отрицательных полупериодов тока на тиристоре 7, а счетчик 21 определяет отсечку для положительных, полупериодов тока на тиристоре б, поскольку за отрицательным полупериодом следует положительный и, наоборот, то для среднего значения тока в нагрузке (измеритель 8, как и все измерители определяют среднее значение тока за период) это не имеет никакого значения.

Если ток в нагрузке 2 соответствует заданному значению, то импульс счетчика 14 совпадает с импульсом начала отрицательного полупериода напряжения сети формирователя 11 на схеме 24 совпадения, который через формирователь 25 держит счетчик 26 в сброшенном ёостоянии и при этом первичная обмотка трансформатора 3 включена полностью.

Если ток в нагрузке,уменьшился по каким нибудь причинам (упало напря5кение сети), то соответственно уменьшился ток в нагрузке и уменьшалась частота генератора 9 и счетчик 14 не успевает насчитать заданное число импульсов к приходу импульса начала отрицательного полупериода напряжения сети формирователя 11.

Тогда импульс начала отрицательного полупериода формирователя 11 придет раньше импульса счетчика 14 и перебросит триггер 27, который разрешит схеме 28 совпадения (триггер 29 был переброшен одновременно с триггером 12 импульсом начала положительного пополупериода напряжения сети) записать в счетчик 26 некоторое число импуль сов.. При этом счётчик 26 отключит часть витков первичной обмотки транс форматора 3 и напряжение во вторичной обмотке, питающей нагрузку 2, несколько увеличится7-Л1то вызовет соответственно увеличение тока до нужного значения. .

Таким образом, превышение тока в нагрузке 2 больйю заданного (требуемого) значения контролируется временем задержки поступления упр авляющих импульсов на тиристоры 6 и 7, которое определяется временем (числом импульсов) сброса счетчиков 19 и 21 в ноль, что определяет отсечку обеих полупе-i. риодов токов нагрузки.

Уменьшение тока в нагрузке меньше заданного значения контролир ется отключением части витков вторичной обмотки, что дает повышение напряжения во вторичной обмотке -и повышение трка в нагрузке.

так схема следит автоматически за величиной заданного тока в нагрузке.

При коротком замыкании в цепи нагрузки тиристоры 6 и .7 не получают

управляющих импульсов со счетчиков 19 и 21 И остаются в закрытом состоянии. HarpysKia при этом отключается, т.е. ток в ней не течет.

При коротком замыкании обмоток сетевого трансформатора цепь питания трансформатора сети отключается.

При обрывах и коротких замыканиях в устройстве стабилизации появляетс:я сигнал аварии и питание сетевого трансформатора схемы 3 отключается.

0

Регулятор работает .следующим образом.

Импульсы переднего фронта отрицательных полупериодов формирователя 30 перебрасывают триггер 31, который

5 разрешает логической схеме 32 пропуститл) импульсы с задающего генератора 33 на двоичный счетчик 34 импульсов отрицательных полупериодов нап ряжения сети.

Двоичные счетчики 35 и 34 просчи0тывают заданное число импульсов (Ю, 16, 2 о) за время полупериодов напряжения сети и выдсиот импульсы управления через формирователи 36 и 37 на тиристоры 38 и 39 через которое пита5ется нагрузка 40.

Импульсы переднего фронта положительных полупериодов формирователя 30 каждый период перебрасывают триггер 41, который разрешает логической

0 схеме 42 совпадения пропустить импульсы с задающего генератора 33 на двоичный счетчик 35 импульсОв положительных полупёриодов напряжения сети.

5

Формула изобретения

Стабилизатор тока, содержащий регулируяж|ий орган в виде нескольких

0 групп встречно параллельно соединенных тиристоров, подключенных к отводам одной из обмоток силового трансформатора и по цепи управления соединенных с выходом цифрового блока уп5равления, вхОд которого соединен. с датчиком тока в выходной цепи, о т л и ча ющ ий с я том, что, с целью повышения точности стабилизации и повышения надежности, устройстOво снабжено дополнительным регулятором, подключеннь№1 к силовому трансформатору и .выполненному в виде мостового илпрямителя с двумя диодгши и двумя тиристорами в противополож5ных плечах моста, а цифровой блок управления выполнен в виде генератора импульсо,вход которрго служит входом цифрового блока управления, первых двух схем совпадения, первые входы каждой из которых через формирователь

0 с выходом генератора импуль- сов, первых двух счетчиков, вход каждого из которых соединен с выходом соответствьгющей схемы совпадения,первых двух триггеров, выход каждого, из

5