Импульсный регулятор мощности переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02M5/22 G05F3/00 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике И предназначено для использования в качестве импульсного регулятора мощности в электротермических установках, подключенных к йти переменного тока. Известны устройства импульсного регулирования мощности н цепях переменного тока Ц Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство щ|фрового регулирования мощности, содержащее пог следовательно соединенные синхронизированный сетью формирователь синхроимпульсов, распределитель, многоразрядную схему совпадения, схему И, ключ, управляемый вентиль и нагрузку, причем входы схемы И соединены с выходом многоразрядной схемы совпадения и выходом формирователя синхроимпульсов, а входы многоразрядной схемы совпадения по разрядно соед1шены с соответствующими вь ходами растфеделнтеля и регистра, на входы которого подается дискретный сигнал управле; НИЛ. В схеме совпадения зтого устройства происходит выделение импульсов управления, , переключающих управляемый вентиль в проводящее состояние в момент равенства кулю напряжения сети в течение периода сетевого напряжения, причем число этих импульсов в течение интервала импульсного регулирования, длительность которого определяется наибольшей емкостью распределителя и регистра, равно записанному в регистре в виде двоичного числа дискретному сигналу управлении. При этом в нагрузке вьшепяется мощность, среднее значение которой за интервал регулирования про поршюнально дискретному сигналу управления 21, Функциональные возможности данного устройства невелики в связи с тем, что использование в нем двоичных распределителя и регистра в сочетании с многоразрядной схемой совпадения приводит к ограничению диапазона изменения основных параметров устройства - длительности интервала импульсного регу;шрО вания и дискретности регулирования мопшости. Длительность интервала импульсного регули™ рованйя может принимать только значения Т, (2-1) Те 7То, 15Т , /(,, и., v- - D Ч T-W- дискретность регулирования - значения 100, 33,3, 14,3,

6,6 J и т.д. соответственно где () число двоичных разрядов распределителя и регистра, а Т - длительность периода сетевого напряжения.

Получение промежуточных произвольных

значений длительности интервала регулирования и дискретности регулирования при использовании данного устройства невозможно.

Целью изобретения является распшрение функциональных возможностей устройства, а именно достижение возможности произвольных значений длительности интервала импульсно го регулирования и дискретаости регулирования мощносте.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два сулшатора, многоразрядный двухвходовой компаратор, выход которого соединен со вторым входом элемента И, а входы поразрядно соединены с соответствующими выходами двух сумматоров, один из которых своими информационными входами поразрядно соединен с выходами регистра, тактовым входом - с выходом формирователя синхроимйульсов, а другой сумматор своими информационными входами соединен с шинами установки интервала регулирования, а тактовым входом - с выходом элемента И, причем входы предварительной установки .регистра и сз мматора соединены с выходом формирователя синхроимпульсов через счетчик.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства импульсного регулирования мощности; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит синхронизированный сетью 1 формирователь 2 синхроимпульсов, последовательно соединенный с элементом 3 И, ключом 4, управляемым вентилем 5 и нагрузкой 6, а также многоразрядный двухвходовой компаратор 7, выход которого соединен с соответствующими выходами двух накапливающих сумматоров 8 и 9. Сумматор 8 своими информационными входа ли поразрядно соединен с выходами .регистра 10, тактовым входом - . с выходом формирователя 2, а сумматор 9 своими информационными входами соединен с шинами 11 установки интервала регулировани а тактовым входом - с выходом элемента ЗИ, причем входы предварительной установки регистра 10 и сумматоров 8 и 9 соединены с выходом формирователя 2 через счетчик 12, а информационные входы регистра 10 соедине ны с шинами 13 записи сигнала управления. Схема работает слег тощим образом.

В исходном состоянии сумматоры 8 и 9 находятся в нулевом состоянии, в регистр 10 записан в виде числа N сигнал управления, а да шина 11 установленочисло М, задающее

требуемый интервал импульсного регулирова1шя из условия Тр М-Тр

Во всем диапазоне регулирования число N не превыщает число М.

Сигналы на информационных входах компаратора 7 равны нулю. Компаратор на каждом i-OM щаге реализует функцию не меньше , где А - число на выходе сумматора 8, В - число на выходе сумматооа 9. Выходной (ЯП-нал компаратора равен 1 если на каждом такте содержимое сумматора 8 больше или равно содержимому сумматора 9. Поскольку в исходном состоянии О, то с выхода компаратора 7 на элемент 3 подается единичный сигнал, подготавливающий схему 3 к включению.

При появлении напряжения сети 1 формирователь 2 генерирует импульсы синхронизации с частотой сети, поступающие на вход элемента 3 И, подготовленной к включению. Первый СИ включает ключ 4, который, в свою очередь включает вентиль 5, обеспечивая коммутацию к нагрузке б единжшого импульса мощности длительности Т, (фиг. 2). Одновременно этот же СИ поступает на тактовый вход сумматора 8, записывая в него в момент окончания СИ содержимое регистра 10, т.е. число М„ Первый СИ, прощедщий через элемент 3, поступает на тактовый вход сумматора 9, записывая в момент своего окончания в сумматор число М. Следовательно, после окончания первого СИ всегда обеспечивающего коммутацию к нагрузке первого импульса мощности в течение интервала регулирования Тр в сумматорах 8 и 9 устанавливаются числа -N и В -М соответственно. Эти числа сравниваются в компараторе 7. Сигнал сравнения с выхода компаратора на первом такте используется для подключения к нагрузке 6 импульса мощности па втором такте, т.е. в момент прихода второ го СИ. Если А 7/ В , т.е. N 7/ М (реально возможно лищь N М), с выхода компаратора 7 снимается единичный сигнал, разрешающий прохождение второго СИ на включение венти ля 5. Если А- , то второй СИ не проходит через схему 3 И и вентиль 5 не включается.

В первом случае А; В| по окончании второго СИ увеличиваются содержимые как сумматоры 8 (T.ei 2N, так и сумматора 9 (т.е. 2М); во втором случае по окончании второго СИ увеличивается только содержимое сумматора 8. В обоих случаях компаратор 7 выдает сигнал на схему 3, который определяет, будет ли подключен к сети вентиль 5 на третьем такте (если А BQ), или не будет (если А 2 Bj), что возможно при М 2N).

Таким образом, на каждом i-ом такте регулирования после окончания i-ro СИ в компараторе 7 происходит сравнение чисел А и Bjj, записанных соответственно в сумматорах 8 и 9, причем А г N, В М. j, где - число импульсов мощности, пропущенных к нагрузке в течение времени от начала интервала импульсного регулирования, до i-ro такта включительно.

В течение интервала Тр в далы{ейщем аналогично к нагрузке коммутируются единичные импульсы мощности, общее число которых равно сигналу управления N, По истечении М тактов (т.е. интервала Тр) на выходе счетчика 12, имеющего основание счета М и подключенного к выходу формирователя 2, появляется импульс установки, который поступает иа установочные входы сумматоров 8 и 9, устанавливая их в нулевое состояние, и на установочный вход регистра 10, стирая старое значение сигнала управления и записывая новое. Устройство подготовлено для отработки сигнала управления в течение последующего интервала Тр (фиг. 2).

Формула изобретения

Импульсный регулятор мощности переменного тока, состоящий из регистра и последова733534

тельно соединенных формирователя синхроимпульсов, элемента И, связанных с щинами записи сигнала управления и шинами установки интервала регулирования, и управляемого вен5 тиля, отличающийся тем, что, с целью расщирення диапазона и повыщения плавности регулирования, он снабжен двумя сумматорами и двухвходовым компаратором, выход которого соединен с вторым входом 10 элемента И, а входы - с срответствующики выходами сумматоров, одан из которых соединен тактовым входом с выходом формирователя синхроимпульсов, информационйыМЕи входами с выходами {жгистра, вхо|Ды которого

(5 соединены с шинами записи свгнаяа управления, а второй - информационными входами соединен с шинами установки интервала регулирования, а тактовым входом - с выходом элемента И, пртем входы предварительной установки 2Q регистра и сумматоров соединены с выходом формирователя синхроимпульсов через счетчик.

Источники инфорлйции, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР N 352265,

кл. Н 02 М 5/22, 1972.

f-

ч.

см

къ

с