Цифровой регулятор напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/40 

(З) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

. , , 1 . . . -,/ Изобретение относится к автоматическим управляющим устройствам,конкретнее к регулированию напряжения генераторов переменного тока в автоHojHHbix электроэнергетических системах.

. Известны цифровые регуляторы напряжения синхронных генераторов и синхронных компенсаторов, имеющих ионную или тиристорную систему возбуждения с полупроводниковой системой сеточного управления вентилями til и 2).

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности цифровой регулятор напряжения, построенный на основе частотно-импульсного модулятора. Кроме частотно-импульсного модулятора, на выход которого подключены счетчик и логическая схема управления тиристором, в регулятор входят синхронизатор последовательности импульсов, вход которого связан с выходом счетчика, а выход со

.ВХОДОМ частотно-импульсного модуляIтора, и компаратор, подключенный на выход счетчика. На частотно-импульсный модулятор и синхронизатор подается переменное напряжение сети, а на компаратор - цифровой управляедий сигнал.

Частотно-импульсный модулятор совместно с синхронизатором последова10тельности импульсов и счетчиком образуют аналого-цифровой преобразователь, так как они преобразуют входное переменное напряжение сети в цифровой код,а логическая схема управления

ts тиристором - это цифроаналоговый преобразователь, так как она преобразует цифровой код, получаемый на выходе компаратора, в импульс управления тиристором {31- .

20

Основной недостаток известного регулятора - низкая точность, обусловленная регулированием переменного напряжения по среднему значению. 3 Цель изобретения - повышение точ ности регулятора за счет регулирова ния переменного напряжения по дейст вующему значению. Поставленная цель достигается вв дением в регулятор устройства разб ения на интервалы, на выход которог подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) , квадратора, вход ко торого соединен с выходом АЦП, и де лителя на период повторения Т-гармо нимеского сигнала, подключенного на выход квадратора через счетчик-сумматор. На чертеже показана структурная схема предлагаемого цифрового регулятора напряжения. Схема содержит, устройство 1 раз биения на интервалы, аналого-цифровой преобразователь 2, квадратор 3, счетчик-сумматор , делитель 5 иа период, компаратор (сравнивающее устройство) 6, устройство 7 задания эталонного напряжения (квадрата действующего напряжения) и схему 8 управления вентилями. Регулятор работает следующим образом. Гармонический сигнал, поступающий на вход регулятора за период разбивается на N интервалов (число разбиений зависит от требуемой точности) с помощью устройства 1 разбиения на интервалы. Каждая элементарная площадь синусоиды &.V с помощью /(Щ 2 преобразуется в цифровой код, а затем с помощью квадратора 3 возводится в квадрат. Полу ченные в результате указанного преобразования числа накапливаются в счетчике-сумматоре , усредняются з период в делителе 5 и сравниваются в компараторе 6 с заданным значение квадрата действующего напряжения, поступающего из устройства 7 задани квадрата эталонного действующего на пряжения. Разность между значениями квадратов текущего и заданного действую щих напряжений поступает на схему 8 управления вентилями. В соответствии с уравнением для действующего значения напряжения следовало извлечь квадратный корень из усредненного за период значения интеграла, но так как при регулиро3вании в узком диапазоне, значений работают на участке гиперболы, близком к линейному, то целесообразно не вводить лишнюю операцию, а регулировать по квадрату действующего напряжения. Использование новых элементов выгодно отличает предлагаемый цифровой регулятор от известного, так как повышается точность регулятора за счет регулирования по действующему значению напряжения. Повышение точности регулирования напряжения позволяет увеличить срок службы электрооборудования и улучшить его выходные характеристики, уменьшить массу систем электроснабжения, например, за счет снижения массы сети. Так для летательных аппаратов регулирования напряжения с точность 11% вместо ±2 позволяет уменьшить массу электрооборудования на 2-. Регулирование напряжения по действующему . значению позволяет выполнить требование ГОСТа 19705-7 в отношении формы кривой напряжения,т.е. допустимого предела наличия высших гармоник. Формула изобретения 1,Цифровой регулятор напряжения, содержащий аналого-цифровой преобразователь, компаратор и цифроаналоговый преобразователь, на выход которого включена схема управления вентилями, соединенные последовательно, причем на второй вход компаратора подключено устройство задания эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения томности регулятора за смет регулирования переменного напряжения по действующему значению, в него введены устройство разбиения на интервалы, на выход которого подключен аналого-цифровой преобразователь, квад|эатор, вход которого соединен с выходом .аналого-цифрового преобразователя, и делитель на период повторе ния подключенный на выход квадратора через счетчик-сумматор, а выход делителя является входом компаратору. 2.Регулятор по п.1, о т л ичающийся тем, что.устройство разбиения на интервалы, квадратор, счетчик-сумматор, делитель на период повторения и компаратор выполнены в виде микропроцессора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вопросы управления в автономных электроэнергетических системах, s вып. I. Челябинск, 197, с. 287. 2.Авторское свидетельство СССР N , кл. G 05 F . 3.Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформа 4ия. № 31 ВИНИТИ. М., 1978, с. 10 Опрототип).