Цифровой регулятор напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/40 

Изобретение относится к автоматическим управляющим устройствам, а более конкретно к регулированию напряжения переменного и постоянного тока. Известны цифровые регуляторы напряжения, имеющие в качестве исполнительных элементов вентильные преобразователи с сеточной системой управления 11 и 2 . Наиболее близким по технической су .ности является цифровой регулятор напряжения, построенный по одноканально му принципу. Он содержит аналого-цифровой преобразователь, состоящий из датчика и преобразователя напряжения в интервал времени, соединенных последовательно, устройство сравнения, входами которого являются выходы аналого-цифрового преобразователя и устройства эталонного интервала, а выход подключен на вход схемы ячеек управления, выход которой соединен со входом вентильного преобразователя 3 Основными недостатками этого регулятора являются низкое быстродействие,- обусловленное большим числом разрядов устройств сравнения и задания эталонного напряжения, а также отсутствие сигнализации об аварийном напряжении в сети. Цель изобретения - повышение быстродействия цифрового регулятора напряжения за счет снижения числа разрядов устройств сравнения и задания эталонного напряжения, а также обеспечение защиты при аварийном повышении и понижении напряжения в сети. Поставленная цель достигается введением в регулятор двух дополнительных счетчиков, соединенных последовательно, устройства сигнализации аварийного напряжения, дифференцирующего устройства, причем входом первого счетчика является выход аналого- . цифрового преобразователя, а выходом вход устройства сравнения, в свою очередь выход второго счетчика является входом устройства сигнализации аварийного напряжения, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего устройства, через которое соединен вторым выходом аналого цифровой преобразователь со схемой управления вентильными .преобразователем. . На чертеже показана структурная схема предлагаемого регулятора. Регулятор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый счетчик 2, второй счетчик 3, устройство сравнения k, устройство задания эталонного напряжения (допустимого интервала изменения напряжения 5. схему управления 6, вентильный преобразова тель 7, устройство сигнализации аварийного напряжения 8, дифференцирующее устройство 9. Регулятор работает следующим образом. Входное напряжение с помощью аналого-цифрового преобразователя 1 пре образуется в цифровой код и записыва ется в двух счетчиках, причем младши разряды числа записываются в первом счетчике 2, а старшие - во втором 3. Следует отметить, что в первом счетчике 2 записываются изменяемые разряды числа, соответствующие допустимым пределам отклонения н пряжения в нормальном режиме работы . регулятора. После сравнения числа, записанного в счетчике 2 с допустимы отклонением напряжения, поступающего из устройства задания k в устройство сравнения 5 на схему управления 6, поступает сигнал, соответствющий отклонению напряжения на входе регулятора от заданного, которая воздействует на вентильный преобразователь При изменении разрядов счетчика 3 срабатывает устройство сигнализации аварийного напряжения 8. Для обеспечения работы регулятора в переходных режимах на выход аналого-цифрового преобразователя 1 под ключено дифференцирующее устройство при появлении сигнала на выходе кото рого (в динамических режимах) отклю . чается устройство сигнализации аварийного напряжения и осуществляется форсированный выход регулятора на режиме путем прямого воздействия на схему управления 6 вентильным преобразователем 7Использование новых элементов двух счетчиков, устройства сигнализа 0 ии аварийного напряжения и дифференцирующего устройства, выгодно отличает предлагаемый цифровой регулятор напряжения от известного, так как повышается быстродействие регулятора за счет сокращения числа разрядов в устройствах сравнения и задания эталонного напряжения, а также появляется возможность осуществления защиты от аварийного повышения и понижения напряжения в сети. Указанные достоинства предлагаемого регулятора напряжения особенно важны для авиационных и ракетных электроэнергетических систем, так как в них при довольно высоких напряжениях сети (для сокращения массы сети) предъявляются жесткие требования к допустимым пределам изменения напряжения и быстродействию регуляторов. Из требований к системе электроснабжения переменного трехфазного тока постоянной частоты 200/215 В |iOO Гц (ГОСТ 19705-7) следует, что нижний предел установившегося среднего значения напряжений трех фаз при аварийной работе 110 В, а верхний 122 В. Число 122 в двоичном коде 1111010, т.е. занимает 7 разрядов. Число 110 в двоичном коде 1101110, также как и 122 занимает 7 разрядов. Первые два старших разряда у них одинаковые, следовательно, регулирование можно производить по пяти младшим разрядам. Объединение функций регулирования и защиты позволяет снизить массу аппаратуры управления, регулирования и защиты. Формула изобретения Цифровой регулятор напряжения, содержащий аналого-цифровой преобразователь, устройство сравнения, соединенные последовательно, причем на второй вход устройства сравнения подключен выход устройства задания эталонного напряжения, а на выход-вентильный преобразователь через схему управления, отли чающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора за счет снижения числа разрядов устройств сравнения и задания эталонного напряжения, а также обеспечения защиты при аварийном повышении и понижении напряжения в сети, в него введены два дополнительных счетчика, соединенные последова- тельно, устройство сигнализации аварийного напряжения и дифференцирующее устройство, причем входом первого счетчика является выход аналогоцифрового преобразователя, а выходом - вход устройства сравнения, в свою очередь выход второго счетчика является входом устройства сигнализации аварийного напряжения, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего устройства, через которое соединен вторым выходом аналого-цифровой преобразователь со схемой управления вентильным преобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вопросы управления в автономных электроэнергетических системах. Труды семинара Кибернетика электроэнергетических систем. Вып. 1, Челябинск, 197, с. 287.

2.Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформация. Vf 31, ВИНИТИ, 1978, с. 10.

3- Авторское свидетельство СССР fr , кл. G 05 F lAO.