Способ стабилизации выходной мощности тиристорного регулятора Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 G05F1/66 

Изобрете1ше относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации выходной мощности тиристорного регулятора, работающего на активную нагрузку. В современных устройствах для стабилизации мощности применяются методы стабилизации мощности, основанные на измерении то ка и напряжения с последующим перемножением их. Известны измерительные преобразователи мощности на варисторах с квадратичной вольт амперной характеристикой 1, Известны измерительные преобразователи,вьшопненные на диодах 2. Принцип действия таких преобразователей построен на двух элементах с квадратичной вольт-амперной характеристикой (квадрата,рах). Недостатком данных способов является их пооперационная сложность, а именно; необходимо замерить два параметра - ток и нап жение контролируемой цепи, получить сигна лы, пропорциональные сумме и -К;1 и разнос: ти и - К i i , выполнить умножение (U + К-, i) х (U-Kii). Известен время-импульсный способ измерения мощности 3, Он предусматривает широтно-импульсное модулирование с длительностью выходного импульса или относительной разностью длительностей импульсов разной полярности, линейно или нелинейно связанной с. напряжением (током) контролируемой цепи. А затем этот сигнал подвергается амплитудному модулированию в зависимости от тока (напряжения) контролируемой цепи. Таким образом, дважды промодулированный сигнал Вудет пропорционален произведению напряжения на ток контролируемой цепи. Недостатком данного способа, как и всех известных, является сложность применения их в практике, так как необходимо измерять два сигнала - напряжение и ток и перемножать их. Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации выходной мощности тиристорного регулятора, работающего на активную нагрузку, согласно которому измерягот среднее значение тока и длительность импульсов тока, пропускаемых тиристорным регулятором 3. Однако этот способ сложен. Цель изобретения - упрощение способа. Указанная цель достигается тем, что согласно известнолту способу, для получения сигнала отрицательной обратной связи формируют сигнал, пропорциональный среднему значению тока тиристорного регулятора, пгромодулированно му измеренным значением длительности импул сов тока. Рассмотрим основные теоретические положе ния, позволяющие реализовать предлагаемый способ. Для определенности рассуждений полагаем, что силовая цепь переменного тока, однофазная. Средняя, мощность на выходе тиристорного регулятора, работающего на активную нагрузку равна

:,р UM.(I.COS) ,

О 1 II Hip

к -Уср (1 -vcoso) .

Из (1) следует, что среднее значение мощности пропорционально произведению среднего значения тока тиристорного регулятора (или нагрузки) на функцию угла с ,

f(c)-(lttos t).

С2)

Угол же ot однозначно связан с длительностью импульса тока л -оС . Позтому можно утверждать, что каким бы ни было напряжение на выходе тиристорного регулятора, работающего на активную нагрузку, его однозначйо будет характеризовать длительность импульса тока.

Произведение среднего значения тока нагрузки на угол Я- или на Н)(К cos.) можно получить, если среднее напряжение датчика тока и дат.ср. . подать на щиротно-импульсный модулятор, у которого длительность выходного импульса 1ц.)С-о1 или

tu. ( -t-cosct).

В первом случае напряжение на выходе щиротно-импульсного -модулятора нелинейно связано с мощностью, во втором - линейно. Для стабилизации мощности может быть применена любая зависимость.

На фиг. 1 представлена блок-схема, с помощью которой можно ocjratecTBHTb стабилизацию мощности; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

Блок-схемасодердит тиристорный 1 регулятор, датчик 2 тока, входное устройство 3, интегрирующее устройство 4, широтно -импульсный модулятор (ШИМ) 5, блок 6 управления.

(Ги-)

),

ср.Шим Т

где Ч А с J

Таким образом реализуется время-импульсное измерение мощности с помощью датчика тока, который является источником сигналов среднего тока и времени JL - оС

Если среднее напряжение датчика тока идат. ср. K3j,p подать на щиротно-импульс(Ный модулятор,у которого длительность выходного импульса tu- (1 + cosot), то среднее напряжение на выходе ШИМ линейно связано с

МО1Ш1ОСТЬЮ

.,мЛ ..- м ,1

к ср-с

РТ

Использование предложенного способа стабилизации мощности тиристорного регулятора имеет преимущество перед существующими способами, а именно использование сигнала, . пропорционального току, снимаемого с датчика тока (например, трансформатора тока) для управления широтно-импульсным модулятором, исключает необходимость измерения напряжения на нагрузке и значительно упрощает измеритель мощности.

Формула изобретения

Способ стабклизатщи выходной мощности тиристорного регулятора, работающего на активную нагрузку, согласно которому измеряют среднее значение тока и длительность им4Подадим среднее напряжение датчика тока -дат-ср. ср. снимаемое с интегратора 4, на игоротно-импульсный модулятор 5, у которого длительность выходного импульса t, нелинейно связана с напряжением на выходе тиристорного регулятора tu, K, U(..p 1 COSnt. и где К, :-jjL В-град i Подставим в (3) значение ta-K,-(14co5Д-)J5 JL . Uju (Tt ) .) . -м H Тогда среднее напряжение на выходе ШИМ нелинейно связано с мощностью

пульсов тока, пропускаемых тиристорным регулятором, отличающийся тем,, что, с целью упрошения, для получения сигнала отрицательной обратной связи формируют сигнал, пропорциональный среднему значению тока тиристорного регулятора, промодулированному измеренным значением длительности импульсов тока.

Источн1пси информации, принятые во внимание при экспертизе

819626

1.Фремке А. В. и др. Статистический преобразователь активной мощности с использованием нел1шейных полупроводниковых сопротивлений. Известия ВУЗОВ Приборостроение,

5 1965, N«1.

2.Карандеев К. Б. и др. Об умножающих схемах на полупроводниковых диодах, Измерительная техника, 1964, N 11.

3.Бенин В. Л. и др. Статистические изме10 рительные преобразователи злектрической мощности. М., Энергия, 1972, с. 14 (прототип).

и.

т

Увх.у

Ui

гтср.

6,.у.

а

«I

ак,

J

(/.

Ull/H

у////.

W/7/.

У////Л

///// %%

У7