Устройство для автоматического регулирования тока питания электромагнита Советский патент 1982 года по МПК G05F5/00 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования тока питания электрофизических установок. По основному авт.св. №5133 1 известно устройство для автоматического регулирования тока.питания электромагнита, содержащее управляемый источник питания с блоком управления, вход которого через регулятор напряжения, схему сравнения и датчик напряжения, включенные последовательно, связан с выходом управляемого источника питания, датчик тока, питания электромагнита, связанный с своим выходом через вторую схему .сравнения и регулятор тока, включенные последовательно с задающим входо первой схемы сравнения, к которому через масштабный преобразователь подключен задающий вход второй схемы сравнения, причем, в качестве масшта ного преобразователя использовано ,множительно-делительное устройство. К входам перемножения которого подключен выход датчика напряжения и задающий вход второй схемы сравнения, а к входу делителя подключен выход датчика тока питания электроп магнита. В этом устройстве точность регули рования обеспечивается тем, что место входа возмущения из питающей сети в систему охвачено двума.обратными связями и обеспечена инвариантность тока питания электромагнита к активному сопротивлению. Lll. Недостаток известного устройства заключается в том, что при регулировании тока электро(агнита изменяет ся его индуктивность и активное сопротивление, а следовательно и постоянная времени Амплитудночастотная характеристика устройства автоматического регулирования, фор-, мируемая нагрузкой и элементами цепи отрицательной обратной связи, при этом также изменяется, в результате чего ухудшается качество регулироваиия устройства, либо устройство теряет устойчивость. Цель изобретения - обеспечение инвариантности амплитудно-частотной характеристики устройства к постоян ной времени электромагнита. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматическог регулирования тока питания электромйгнита, между регулятором напряжения и первой схемой сравнения введен регулируемый блок коррекции, вход управления которого соединен с выходом дополнительно введенного делительного устройства, вход делимого которого соединен через введен ный функциональный преобразователь с выходом множительно-делительного устройства.-. На чертеже дана схема устройства Нагрузка 1 подключена к управляе мому источнику 2. iC входу управлени источника 2 подключен регулятор 3 . напряжения на вход которого через управляемый-блок коррекции k, схему 5 сравнения и датчик наг}ряжения 6 замкнута отрицательная oбpatнaя свя по напряжению на нагрузке 1. К зада щему входу схемы сравнения 5вподклга чены выходы регулятора 7 и множительно-делительного устройства 3. Н вход регулятора 7 через схему сравнения 9 и датчик тока 10 замкнута отрицательная обратная связь по току нагрузки 1. Выход источника 11 подключен на вход схемы сравнения 9 и на вход схемы сравнения 9 и на вход 12 множительно-делительного устройства 8. К входу 13 множительно-делительного устройства 8 подклю чен датчик 6, а к входу 1 - выход датчика 10. Вход управления блока А коррекции через делительное устройство 15 и функциональный преобразователь 16 подключен к датчику 10 тока. Выход регулятора 7 множительно-делительного устройства 8 соединен с входом делителя делительного устройства 15Устройство работает следующим образом. При разомкнутом контуре отрицатель ной обратной связи по току,например на выходе регулятора 7 изменение ак тивного сопротивления нагрузки R вносит возмущение в ток 1ц . При том напряжение и,,изменяется в сответствии с выражением ,%-. где K;j, K( постоянные коэффициенты преобразования множительно-делитель-. ного устройства 8; Кз - коэффициент передачи датчика тока 10; (Ь - коэффициент передачи датчика напряжения 6. Напряжение U устанавливается воздействием задающего напряжения Ujj на вход схемы 5 сравнения контура отрицат ельной обратной связи по напряжению Он в соответствии с равенством Цц - . Соответствующим выбором коэффициентов , Кп, и р обеспечивается компенсация влияния изменения -активного сопротивления на величину тока изменением величины напряжения Ux . При нормировании напряжения UH устройством 8 с точностью порядка 0,5 ток Зц остается неизменным с томностью порядка 1% при непрерывном режиме работы системы. В динамике или импульсном режиме работы в этом сигнале присутствует состав. Так как прогревание ляющая L, нагрузки процесс .медленный, то сосd Hтавля10щая. не превышает 1 от сигнала Уд . Изменения амплитудно-частотной характеристики устройства вызванное изменением постоянной времени элект-громагнита Сц при регулирований тока, компенсируется регулируемым блоком коррекции 1, на вход управления которого подается сигнал О i,, пропорциональный и формируемый делительным устройством 15 в сс ответствии с выНа вход делиражениемтеля устройства 15 с выхода 17 множите.ьно-делительнЬго устройства 8 одается сигнал .Ug .-р- пропорцио-.. . кн и нальный активному сопротивлению нагрузки 1, а на вход делимого - сигнал Vn.. пропорциональный индуктивности нагрузки 1. Сигнал Иц формируется из сигнала датчика 10 тока функциональным преобразователем 16, так

как индуктивность электромагнита однозначно связана с током его питания нелинейгной зависимостью.

Таким-образом, обеспечивается инвариантность амплитудно частотной характеристики устройства к постоянной времени электромагнита.

Блок i коррекции представляет собой регулятор на основе операционного усилителя, в цепи обратной связи которого установлена цепока с последовательно соединенными конденсатором и управляемым резистором, например, полевым транзистором. В простейшем случае блоком коррекции может служить обычная ин тегро-дифференцирующая RC-цепочка, параметры которой под воздействием сигнала компенсируют изменение амплитудно-частотной характеристики системы..

Функциональный преобразователь 16 реализован на диодах путем кусоч но-линейной апроксимации плавной функцией..

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования тока питания электро магнита по авт.св. М 5133.61 отличающееся тем, что, с целью обеспечения инвариантности амплитудно-частотной характеристики к постоянной времени электромагнита, между регулятором напряжения и первой схемой сравнения-введен регулируемы{1 блок коррекции, вход управления которого соединен с выходом дополнительно .введенного делительного устройства вход делимого которого . соединен через введенный функциональный преобразователь с выходом датчика тока, а вход делителя - спромежуточным выходом множительно-делительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N513361, кл. G 5 F 15/00, 1973.