Устройство для управления регулятором напряжения

 

УСТРОЙСтао ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, включающее п мостовых коммутаторов, содержащее последовательно включенные задшо tqnft. генератор и формирователь такtoBbtx импульсов, к выходу которого подключены одни входы генераторов линейно нарастаютёго и линейно спадаяадего пилообразных «апряжений, другими входами подключенных к Выход дусогласунадегО- блока, вход которого служит управля1С1щим входом регулятора , каналы управления по числу коммутаторов , один из которых включает первые и вторые компараторы, бло:кирующие генераторы и ведомые автогенераторы , выходы которых предназначены для подключения к входгш соответствующего моста коммутатора, а остальные fn-1) каналы управления выполнены одинаковыми и включают цепи смещения, подключенные к одному, j §ходу компаратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что,с целью увеличения диапазона регулирования выходного на пряжения и упрощения устройства, оно снабжено сумматором и фазоревер Еирующимн узлами в каждом (п-1 ) канале , причем, выходы генераторов линейно спадающего и линейно нарастающего напряжений подключены к одним входам первого и второго компараторов одного канала соответ ственно другие входы которых объединен| 1 и подключены к выходу сумматора, а выходы первого и второго компараторов одного канала подключены к одним входам первого и второго блокирующих генераторов, другие входы которых объединены и подключены к выходу формирователя тактовых импульсов , выходы первого и второго (Л блокирующих генераторов подключены к одним входам ведомых автогенераторов соответственно, другие входы кото{Н;2х подключены к одним входам i фазореверсирующих узлов (п-Ц каналов и к выходу задающего генератора, Г другие входы компараторов t.n-l) ка , налов объединены и подключены к i; выходу согласующего блока, а выходы ю их подключены к соответствующим входам со 00 : сумматора и другим входам соответствуквдих фазореверсирующих узлов, выходы которых предназначены для под00 ключения к соответствующему мосту ко ймутатора одни и другие входы узю лов смещения (п-1) каналов соответственно объединены, подключены к соответствукмцим входам сумматора и предназначены для подключения к полюсам источника постоянного напряжения .

,.Я0„„82 А

СОЮЗ СОЩТСНИХ

Л ЛФЮ

РЕСПУБЛИК з(59 Н 02 P. 13 16

Х

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!::

ГОСУЯАРСТОЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTÈÉ

К АВ -ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3361123/24-07 (22)03.12.81. (46)15.07.83. Бюл. В 26 (72)A. В. Кобзев, Н. И. Музыченко, А, В. Тараскин и В:. И . Саюн, (71)Научно;исследовательский институт автоматики и:электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления .и радиоэлектроники (53) 621.314.54 (088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

>В 624347 кл..Н 02 Р 13/14, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР.

В 738096, кл. Н 02 P 13/16, 1980.

: (54) (57) VCTPORCTBO ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ .

PEKV3MTOPON НАПРЯЖЕНИЯ, включаюцее и мостовых коммутаторов, содержащее последовательно включенные задающий .генератор и формирователь тактовых импульсов, к выходу которого подключены одни входы генераторов линейно нарастающего и линейно спадающего нилаобразиых напряжений, другими входами подключенных. к выхо ду согласующего. блока, вход которого служит управляющим входом регулятора,. каналы управления по числу коммутаторов, один из которых включает первые и вторые компараторы, блокирующие генераторы и ведоьые автогенераторы, выходы которых предназначены для подключения к входам соот. ветствующего моста коммутатора, а остальные (и-1) каналы управления выполнены одинаковыми и включают цепи смецения, подключенные к одному

I входу компаратора, о т л и .ч а ю щ ее с я тем, что,с целью увеличения диапазона регулирования выходного напряжения и упрощения устройства, оно снабжено сумматором и фазоревер" еирующими узлами в каждом (n-1 ) канале, причем, выходы генераторов линейно спадающего и линейно нарастающего напряжений подключены к одним входам первого и второго компараторов одного канала соответственно, другие входы которых объединены и подключены к выходу сумматора, а выходы первого и второго компарато ров одного канала подключены к одним входам первого и второго блокируюцих генераторов, другие входы которых объединены и подключены к выходу формирователя тактовых им- Я пульсов, выходы первого и второго . блокируюцих генераторов подключены .к одним входам ведомых автогенераторов соответственно, другие входы С, которых подключены к одним входам

:фазореверсирующих узлов (и-1) канаС лов и к выходу задающего генератора, другие входы компараторов (,n-1) ка, налов объединены и подключены к

: выходу согласующего блока, а выходы их подключены к соответствукщим входам : сумматора и другим входам соответствующих фазореверсирующих узлов, выходы которых предназначены для под. ключения к соответствующему мосту Я) коммутатора, одни и другие входы уз- ф ) лов смецения (n-1) каналов соответственно объединены, подключены к соответствующим входам сумматора и предназначены для подключения к полвсам источника постоянного напряже- Да ния.

1029382

Изобретение относится к электротехнике н может быть применено в устройствах управления регуляторами напряжения.

Известно устройство для управления регулятором переменного напряжения, 5 содержащее последовательно включенные задающий генератор, формирователь тактовых импульсов, генератор пилообразного напряжения, нуль-орган, ведомый автогенератор и второй канал из 10 последовательно включенных фазоинверсного каскада, генератора встречно изменяющегося пилообразного напряжения, нуль-органа и ведомого автогенератора (1 g. 15

Недостатком этого устройства является значительное искажение формы кривой выходного напряжения при большой глубине регулирования, так как амплитуда импульсов выходного напряжения при этом достаточно велика.

Для сглаживания пульсаций требуется установка мощных выходных фильтров, что значительно снижает характеристики регулятора напряжения. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для управления регулятором напряжения, включающее и мостовых коммутаторов, содержащее последовательно включенные задающий генератор и формирователь тактовых импульсов, к выходу которого подключены одни входы генераторов линейно нарастающего и линейно спадающего пилообразных, напряжений, другими входами подключенных к выходу согласующего блока, вход которого служит управляющим входом регулятора, каналы управления по числу коммутаторов, один из которых включает пер- 40 вые и вторые компараторы, блокирующие генераторы и ведомые автогенераторы, выходы которых предназначены .для подключения к входам соответ :ствующего мостакоммутатора,аосталь- 45 йые (n-1) каналы управления выполнены одинаковыми и включают цепи смещения, подключенные к одному входу компаратора. Устройство обеспечивает снижение пульсаций и нелинейных иска 50 жений выходного напряжения при большой глубине регулирования (2 j.

Недостатками данного устройства являются сложность и малый диапазон регулирования выходного напряжения, обусловленный искажением формы кривой напряжения каждым коммутатором.

Цель изобретения — увеличение диапазона регулирования выходного напряжения и упрощение устройства.

Ноставленная цель достигается тем,60 что устройство снабжено суммаТором и фазореверсирующими узлами в каждом (n-1) канале, причем выходы генераторов линейно спадающего и линейно нарастающего напряжений подключены к од- 65 ним входам первого и второго компарато- " ров одного канала соответственно,другие входы которых объединены и подключены к выходу сумматора, а выходы первого и второго компараторов одного канала подключены к одним входам первого и второго блокирующих генераторов соответственно, другие входы которых объединены-и подключены к выходу формирователя тактовых импульсов, выходы первого и второго блокирующих генераторов подключены к одним входам ведомых автогенераторов соответственно, другие входы котбрых подключены к одним входам фазореверсирующих узлов (п-1 ) каналов и к выходу задающего генератора, другие входы компараторов (и-1 ) каналов объединены и подключены к выхо ду согласующего блока, а. выходы их подключены к соответствующим входам сумматора и другим входам соответствующих фаэореверсирующих узлов, выходы которых предназначены для подключения к соответствующему мосту коммутатора, одни и другие входы узлов смещения (n-1 ) каналов соответственно объединены, иодключены к соответствующим входам сумматора и предназначены для подключения к полюсам источника постоянного напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления регулятором напряжения; на фиг. 2— электрическая схема фазореверсирующего узлау на фиг. 3 — временные диаграммы напряжений, поясняющие рабо;, ту устройства.

Устройство для управления регулятором напряжения, включающее п мостовых коммутаторов 1, 2 и 3, подключенных к нагрузке 4, содержит последовательно включенные задающий генератор 5, формирователь тактовых импульсов б к выходу которого подключены одни входы генераторов линейно нарастающего 7 и линейно спадающего

8 пилообразных напряжений, другими входами подключенных к выходу согласующего блока 9, вход которого служит управляющим входом регулятора. Каналы управления 10, 11 и 12 по числу коммутаторов, один из которых 12 включает первые и вторые компараторы

13 и 14, выходами подключенные к одним входам соответственно первого

15 и второго 16 блокирующих генераторов, выходы которых подключены к одним входам первого 17 и второго 18 ведомых автогенераторов соответственно. Выходы первого и второго ведомых автогенераторов 17 и 18 пред- назначены для подключения к соответствующему мосту коммутатора 3. . Другие входы ведомых автогенераторов 17 и 18 одного канала 12 объединены и подключены к выходу задающего генератора 5.

1029382

Другие входы первого и второго блокирующих генераторов 15 и 16 од-. ного канала 12 объединены и подключены к выходу формирователя тактовых импульсов б.

Одни входы первого и второго ком- 5 :параторов 13 и 14 одного канала 12 подключены к выходам генераторов линейно нарастающего 7 и .линейно спадающего 8 напряжений, а другие их входы объединены и подключены к выходу 10 сумматора 19.

Остальные (n-1) каналы 10 и 11 cciдержат цепь смещения 20, выходом подключенную к одному входу компаратора 21, выход которого подключен к 5 одному, входу фаэореверсивного узла

22, предназначеного для подключения выходом к соответствующему мосту коммутатора. Другие входы комнараторов 21. (n-1 ) .каналов 10 и 11 объединены и подключены к выходу согласующе.

20 го блока 9, а выходы их подключены к соответствующим входам сумматора 19. . Другие входы фазореверсирующих узлов 22 (и-1 ) каналов 10 и 11 объединены и подключены к выходу задаю25 щего генератора 5. Одни и другие входы цепей смещения 20 (n-1 ) каналов 10 и 11 объединены в одну и другую общие точки соответственно, подключены к соответствующим входам сум- З0 матора 19 и предназначены для подклю чения к полюсам источника постоянного напряжения.

Фазореверсирующий узел 22 представляет самостоятельное устройство, содержацее логический блок неравнозначности 23, выходом подключенный к объединенным входам элемента И-HE 24 и к бдному входу усилителя мощности

25, другой вход которого подключен 40 к выходу элемента И-HE 24. Один и другой. входы блока неравнозначности 23 служат соответствуюцими входами, а выходы усилителя мощности

25 — выходом фазореверсирующего узла 22 соответственно.

На.временной диаграмме представлены: 26 — форма напряжения на задающем генераторе 5; 27 и 28 — форма напряжений формирователя тактовых 6 и генераторов блокирующих импульсов

15 и 16 одного канала 12) 29 и 30.— формы напряжений на выходе генераторов линейно нарастающего 7 и линейно спадающего 8 пилообразных напряжений; 31 — форма напряжения на входе55 согласующего блока .9; 32 и 33 †уровни напряжений сравнения компараторов

21 (n-1) каналов 10 и 11; 34 — форма напряжения на выходе согласующего блока 9;35 — форма напряжения на вы- 60 ходе сумматора 19; 36 и 37 - импуль= сы напряжений на выходах компараторов 21: (n-1) каналов 10 и 11 соответственно; 38 — @орма напряжения на выходах фазореверсирующих узлов 22 (п-1)каналов -10 и 11; 39 и 40 — фор ма напряжения на выходах -+-1 / мос

-тжх коммутатора 1 и 2; 41 — форма напряжения на выходе одного коммутатора 3; 42 — напряжение на нагрузке регулятора 4.

Устройство для управления регу:лятором напряжения работает следуюцим образом.

Задающий генератор 5 формирует на выходе сигналы напряжения повышенной частоты прямоугольной формы

26. В результате формирователь тактовых импульсов 6 вырабатывает так- товые импульсы напряжения 27, поступающие на входы генераторов линейно нарастающего 7 и линейно спадающего

8 пилообразных напряжений, формирующих соответственно линейно нарастающее 29 и линейно спадающее 30 пилообразные напряжения.

Компараторы 21 каждого (n-1) канала настроены на соответствующий уровень напряжения срабатывания 32 и 33.

Напряжение 35 на выходе сумматора

19 является порогом срабатывания первого и второго компараторов 13 и 14 одного кайала 12.

Уровень напряжения 35 на выходе сумматора 19 в процессе работы изменяется дискретно на одинаковую величину.

В моменты времени, когда на входе согласующего блока 9 присутствует отрицательное напряжение, напряжение- на выходе его 34 меньше уровней срабатывания компараторов 21 (n-1.) каналов 10 и 11, в. результате отсутствуют сигналы на соответствующих входах сумматора 19. Однако на выходе сумматор 19 формирует сигнал напряжения 35 вследствие подключения соответствуюцих входов к цепям смещения 20 (n-1) каналов 10 и 11.

Фазореверсирующие узлы 22 (n-1) каналов срабатывают только ат импульсов напряжения 26 задающего генератора 5 и формируют на выходах последовательности прямоугольных импульсов напряжения 38, которые совпадают по тактам с импульсами напряжения

26 задающего генератора 5 и подаются на входы соответствующих мостов (п-1 ) коммутатора 1 и 2.

В результате (и-1 ) мосты коммутатора 1 и 2 формируют на выходах отрицательные напряжения 39 и 40.

Напряжение 34 на выходе согласующего узла 9 смещает пилообразные линейно нарастающее 29 и линейно спадающее 30 напряжения относительно нулевого уровня напряжения питания.При отсутствии смещения, на выходах первого и второго компараторов 13 .и 14 одного канала 12 сигналы отсутствуют.

Ведомые первый и второй автогенераторы 17 и 18 управляются импульсами напряжения 26 задающего генератора

1029382

5 к формируют прямоуголвные импульсы напряжения для управления одним мостом коммутатора 3. При этом, напряжение на выходе одного моста коммутатора 3, изменяющееся по закону одноL полярной реверсивной широтно-импульсной модуляции, также отрицательно.

Нарастание напряжения 31 на входе согласующего блока 9 вызывает соответствующее изменение напряжения на его выходе 34, что приводит к по- 1О явлению импульсов напряжения 36 и 37 . на выходах компараторов 21 (и-1) ка налов 10 и 11.

Эти импульсы напряжения поступают на одни входы фазореверсирующих узлов15

22 соответственно (n-1) каналов и переводят последовательности импульсов напряжения на их выходах из..одного устойчивого состояния в другое. Реверс импульсных последовательностей 7п на выходе фазореверсирующих узлов

22 п-1 ) каналов изменяет полярность напряжений 39 и 40 на выходах соответствующих (n-1) мостов коммутатора 1 и 2., 25

Йарастание напряжения 31 на входе согласующего блока 9 вызывает смеще": ние линейно нарастающего 29 и спадающего 30 напряжений и пересечение их с уровнем напряжения 35 поступающего < с выхода сумматора 19 на другие входй:, первого 13 и второго 14 компараторов одного канала 12. В результате пер-! вый и второй ведомые автогенераторы

17 и 18 переключаютоя на сигналы, по- ступающие с выходов первого и второ- З го компараторов 13 и 14 одного кана ла 12.

Последовательности импульсов напряжения на выходе первого и второго . ведомых автогенераторов 17 и 18 сме- 4О щаются относительно тактовых импуль- сов задающего генератора 5> одна на опережение, другая на отставание.

Максимальное смещение каждой последовательности относительно тактовых 45 интервалов задающего генератора 5 равно 180 эл. градусов.

При этом напряжение 41 на выходе одного моста коммутатора 3 изменяется циклически по закону однопомернои реверсивной широтно-импульсной модуляции. Начало каждого интервала соответствует сдвигу импульсных последовательностей ноль, а конец - на

180 эл. град. На выходе одного коммутатора 3 напряжение имеет соответственно максимальное отрицательное и положительное средние значения.

8 моменты превышения линейно нарас тающих;29 и спадающих 30 напряжений, соответствующих уровню напряжения 35 на выходе сумматора 19, .первый и второй ведомые автогенераторы 17 и 18 начинают работать по сигналам первого и второго генераторов блокирующих импульсов 15 и 16, совпадающими по тактам с импульсами 27 формирователя тактовых импульсов 6. Длительность ,блокирующих импульсов выбирается миниf мальной, так как она влияет на увеличение нерегулируемой зоны внутри каждого интервала широтно-импульсной иодуляции и в то же время достаточной для надежного управления первым и вторьэа ведомыми автогенераторами при исчезновении управляющих импульсов с выхода первого и второго компараторюв 13 и 14 одного канала 3. На фиг. 3 показано каким образом искажается форма напряжения 41 на выходе одного коммутатора 3 в результате действия импульсов первого и второго блокирующих генератбров

15 и 16.

Форма напряжения 42 на выходе регулятора - результат сумирования выиэдных напряжений 39, 40 и 41 каждого моста коммутатора 1, 2 и 3.

Последовательное включение в работу п,мостов коммутаторов регулятора напряжения позволяет регулировать выходное напряжение способом многозвенной импульсной модуляции в

2п зонах - дискретными уровнями по амплитуде и плавно широтно-импульсной модуляцией в каждой дискретной зоне.

Применение изобретения позволяет увеличить диапазон регулирования нау; пряжения и упростить устройство управ-: ления регулятором напряжения.

1029382

1029382

l !

НИИПИ Заказ 4999/57 краж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4