Система автоматического регулирования

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕ1УЛИРОВАНИЯ по авт. св. 1 959051, отличающаяся тем, что, с цепью уменьшения напряжения цепи нагрузки относительно общей точки схемы, она дополнительно снабжена вспомогательными управляемыми ключами и преобразователями напряжение код , входы которых выполнены между точками средннения соответствуюсоих. секций нагрузки о исполнительными устройствами и точкой схемы, выходы их подключены к взсодам логического управляющего устройства/ а средний вывод каждого из исполнительных устройств через соответствующий вспомогательный ылюч соединен с общей точкой схемы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 05 Р 1 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛ М ИЗОЬЕЕТЕНИЙ И ОТБЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СОИДЕ ГЕЛЬСТВУ (61) 959051 (21) 2972331/24-07 (22) 29.08.80 (46) 07.02.84. Бюл. В 5 (72) Ю.В. Лебедев (53) 631 ° 316. 722. 1 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 959051 кл G 05 F 1/08, 1980, (54) (575 cHcTENA АвтоиАтйчкского

РЕГУЛИРОВАНИЯ по авт. св. М 959051,отличающаяся тем, что, с целью уменьщения напряжения цепи нагрузки относительно общей точки

„Л0., 1 А схемы, она дополнительно снабжена вспомогательными управляемыми ключами и преобразователями напряжениекод, входы которых выполнены между точками соединения соответствующих, секций нагрузки о исполнительными устройствами и общей точкой. схемы, выходы их подключены к вшам логи» ческого управляющего устройства, а средний вывод каждого из исполнительных устройств через соответствующий вспомогательный ключ соединен с общей. точкой ахемы.

1072016

f5

30

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано, например, в системах питания электрофизических установок.

По основному авт. св. 9 959051 известна система автоматического регулирования, содержацая преобразователь код — напряжение, аналоговый выход которого соединен с первым входом регулятора тока, второй вход которого соединен с выходом датчика сигнала обратной связи, включенного последовательно с секциями нагрузки, и соответствующими исполнительными устройствами, каждое иэ которых выполнено в виде управляемого выпрямителя с блоком импульснофазового управления и шунтировано коммутирующим устройством, причем вход каждого исполнительного устройства соединен с выходом регулятора напряжения, вход которого соединен через первый ключ с общей точкой схемы управления, через второй ключ— с выходом первого источника напряжения смещения, через третий ключ— с выходом одного из интеграторов, в цепи .обратной связи каждого из которых через четвертый ключ включен резистор,. а через пятый ключ — с выходом регулятора тока, вход каждого интегратора через шестой ключ соединен с выходом второго источника напряжениу смецения, через седьмой ключ « с выходом третьего источника напряжения смещения с полярностью, противоположной полярности второго источника напряжения смещения, а через восьмой ключ - c обцей точкой схемы, при этом выходы интеграторов соединены с входами фиксаторов максимального и минимального значений напряжения, а выходы этих фиксаторов так же, как и кодовые выводы преобразователя код - напря-. жение управления, соединены с входами логического управляющего устройства, выводы которого соединены с управляющими входами всех ключей ,и входами коммутирующих устройств, два устройства сравнения абсолютных значений напряжения датчика обратной связи с напряжением управления и устройство фиксации несовпадения знака ошибки регулирования со знаком сигнала управления, выходы которых подключены к входам логического управляюцего устройства t11 .

Недостатком известного устройства является то, что при секционном характере нагрузки, когда отдельные ее секции включаются между исполнительными устройствами, напряжение цепи нагрузки относительно Общей точки схемы получается высоким, иэ-за чего требуется изоляция, рассчитанная на повышенное напряжение, что в мощных высоковольтных установ-i ках, например, при использовании сверхпроводящих электромагнитов вызывает большие трудности.

Целью изобретения является уменьшение напряжения цепи нагрузки относительно общей точки схемы ("земли").

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического регулирования дополнительно снабжена вспомогательными управляемыми ключами и преобразователями напряжениекод, входы которых включены между точками соединения соответствуюцих секций нагрузки с исполнительными устройствами и обцей точкой схемы, выходы их подключены к вхбдам логи- ческого управляющего устройства, а средний вывод каждого нз исполнительных устройств -через соответствующий вспомогательный ключ соединен с общей точкой схемы.

На чертеже приведена блок-схема системы автоматического регулирования.. Система содержит преобразователь

1 код — напряжение управления, анало-, говый выход которого соединен с первым входбм регулятора 2 тока, второй вход которого соединен с выходом датчика 3 сигнала обратной связи, входами замыкающего силовую цепь, содержащую секции 4 нагрузки, между которыми включены отдельные исполнительные устройства 5 (общее их число равно n), содержащие управляемые выпрямители с системами импульсно-фазового управления, имеющие

40 средние выводы. Исполнительные устройства шунтируются коммутирующими устройствами 6 ° Вход каждого исполнительного устройства 5 соединен с выходом регулятора 7 напряжения и вход каждого отдельного регулятора напряжения или входы группы совместно работающих регуляторов напряжения соединены через первый ключ 8 с общей точкой схемы управления, через второй ключ 9 — с выходом первого

50 источника напряжения смещения U, через третий ключ 10 - с выходом одного из общего количества m интегратороВ 11. В цепи обратной связи каждого интегратора через четвертый ключ 12.включен резистор 13.

Вход каждого отдельно работающего регулятора напряжения или входы группы совместно работаюцих регуляторов напряжения(соединенных через

60 общий ключ 10,с выходом одного интегратора) через пятый ключ 14 соединены с выходом регулятора тока. Вход каждого интегратора через шестой ключ 15 соединен с выходом второго 5 источника положительного напряже1072016 ния смешения Uq, через седьмой ключ

16 - с выходом третьего источника отрицательного смещения Ug и через восьмой ключ 17 - e общей точкой схемы. Выходы интеграторов соединены с входами фиксаторов максимального 18 и минимального 19 значений напряжения, выходы -которых соединены с входами логического управляющего устройства 20, выходы которого соединены с управляющими входами всех 10 ключей и входами коммутирующих устройств. Кроме того, система содержит два устройства 21 и 22 сравнения абсолютных значений напряжения датчика обратной связи с напряжением уп- 15 равления и устройство 23 Фиксации несовпадения знака ошибки регулирования со .знаком сигнала управления, выходы которых подключены к входам логического управляющего устройства

20. Кодовые выводы преобразователя 1 код - напряжение управления также соединены с входами логического управляющего устройства 20.

Между точками соединения отдель ных секций нагрузки с исполнительными устройствами н "землей" включены входы преобразователей 24 напряжение — код, выходи которых подключены к входам логического управляющего устройства 20, а.средние выводы исполнительных устройств 5 через вспомогательные электронные ключи

25, управляющие выводы которых соединены с выводами логического уп-. равляющего устройства 20, соединены с "землей".

Система работает следующим образом.

При включении в работу сигналы 40 с кодовых выходов преобразователя 1 код - напряжение управления, поступающие на вход логического управляющего устройства 20, совместно с сигналами, поступающими . c выходов устройств 45

21 и 22 сравнения абсолютных значений напряжения датчика обратнбй связи с .напряжением управления и с выходов устройства 23 фиксации несовпадения знака ошибки регулирования со знаком сигнала управления, а также с выходов преобразователей

24 напряжение - код, с помощью логического управляющего устройства 20 производят открывание и закрывание ключей и коммутирующих устройств в . 55 схеме в соответствии с текущим значением сигнала управления на выходе преобразователя код — напряжение управления и коммутирующих устройств в схеме в соответствии с текущим Я) значением сигнала, управления на вы:ходе преобразователя код — .напряжеI ние управления и сигналом обратной связи, определяемям регулируемой величиной, а также с распределением потенциала силовой цепи относитель но "земли" .

Рассмотрим процесс запуска системы при нулевых начальных условиях регулируемой величины, т.е. когда ток в нагрузке равен нулю, а на выходах преобразователя 1 код— напряжение управления установилось определенное напряжение управления и определенный код, соответствующий этому напряжению.

При этом логическое управляющее устройство 20 открывает ключи 10 и 15, относящиеся к первому (верхнему) интегратору 11, выход которого через ключ 10 соединен с входами регуляторов 7 напряжения первой запускаемой группы исполнительных устройств. (На чертеже к выходу каждого интегратора через ключ 10 присоединен вход только одного регулятора напряжения, выход которого подсоединен к входу только одного исполнительного устройства. На самом же деле каждый интегратор может управлять целой группой исполнительных устройств, причем регулятор напряжения может быть общим для группы исполнительных устройств или быть индивидуальным для каждого исполнительного устройства). №йочи

12 и 17 интегратора, а также ключи

8 и коммутирующие устройства 6 первой группы исполнительных устройств, открытые перед началом запуска системы, закрываются. Первый интегратор 11 начинает интегрировать напря» жение второго источника напряжения смещения О . Напряжение íà его выходе при этом увеличивается до тех пор, пока не сработает фиксатор 18 максимального значения напряжения.

Выходные сигналы этого Фиксатора через логическое управляющее уст» ройство 20 вызывают открывание ключей 10 и 15 второго интегратора и ключа 17 первого интегратора. Ключи 12 и 17 второго интегратора и ключ 15 первого интегратора, а также ключи 8 второй запускаемой группы (подключенной входами к выходу второго интегратора) исполнительных устройств закрываются. Кроме того, закрываются. коммутирующие устройства 6 второй группы исполни» тельных устройств. Второй интегратор начинает интегрировать напряже« ние второго источника напряжения смещения Ug и так далее до тех пор, пока разница между сигналом управления и сигналом обратной связи не уменьшится настолько, что сработает сравнивающее устройство 21. Выходные сигналы этого устройства с помощью логического управлякицего устройства 20 вызовут закрывание ключа

15 и открывание ключа 16 К-го интег107 2016 ратора, который запускался последним, т.е. ключ 15 которого был включен в момент срабатывания сравниваю- щего устройства 21. Напряжение на выходе К-го интегратора начинает уменьшаться, происходит этот процесс до тех пор, пока не сработает фиксатор 19 К-ro интегратора. При этом замыкаются ключи 12 и 17 и размыкаются ключи 10 и 16 К-ro интегратора. Замыкаются также ключи 8 К-й 10 группы исполнительных устройств и открываются коммутирующие устройства этой группы. Кроме того, размыкается ключ 17 и замыкается ключ 16 предыдущего по порядку запуска 15 (К-1)-го интегратора до тех пор, пока снижение напряжения на выходе (К-1)-го интегратора не вызовет срабатывание фиксатора 19 (К-1)-го интегратора. При этом ключи 10 и 16 20 (K-1) -ro интегратора размыкаются, а ключи 12 и 17 замыкаются. Замыкаются также ключи 8 (К-1)-й запускаемой группы исполнительных устройств и открываются коммутирующие устройства этой группы. Кроме того, открывается ключ 16 (К-2)-го интегратора, и так далее до тех пор, пока не останется ровно столько включенных источников питания, сколько необходимо для обеспечения регулируемой величины в статике. Это количество определяется предварительным расчетом и заложено в программе логического управляющего устройства 20. В момент срабатывания фиксатора 19 последней отключаемой ступеньки запуска срабатывают ключи и коммутирующие устройства этой ступеньки так, как для (К-1)-ro и (К-2)-го интеграторов. В момент срабатывания пре- 40 цизионного сравнивающего устройства

22 открываются ключи 12 и 17 первого интегратора и замыкается его ключ

10. Замыкается также ключ 14. При этом выход регулятора тока подклю- 45 чается к входам регулятора напряжения первой группы исполнительных устройств.

В случае уменьшения сигнала управления на выходе преобразователя 1 код - напряжение, если этот сигнал стал меньше сигнала обратной связи, сработает устройство 23 фиксации несовпадения знаков, что вызовет закрывание ключа 14 и отключение регулятора 2 тока от исполнительных устройств первой. группы, открываются все ключи 12, разряжая конденсаторы интеграторов. Открываются также все ключи 17 и эакрыва- 60 ются ключи 10, 5 и 16. Ключи 9 включаются, подключая входЫ всех регуляторов напряжения к первому источнику напряжения смещения Uq, обес-! печивающему инверторный режим работы исполнительных устройств, пока опять не сработает, первое сравнивающее устройство 21 (при сработанном состоянии устройства 23 фиксации несовпадения знаков). После этого последовательно, как описано выше, вводится ровно столько исполнительных устройств, сколько нужно для получения установившегося значения регулируемой величины, соответствующего новому значению сигнала управления. Однако этот запуск производится при выведенной первой группе исполнительных устройств, начиная .с второй группы. После обратного

:срабатывания фиксатора 23 несовпадения знаков к входам регулятора напряжения первой группы подключается выход регулятора тока, который и завершает переходный процесс.

При нулевом значении сигнала управления на выходе преобразователя код - напряжение управления по окончании переходного процесса логическое управляющее устройство 20 открывает ключи 8, 12 и 17 и все коммутирующие устройства 6, а все остальные ключи закрывает.

Таким образом, при работе системы автоматического регулирования как в установившемся состоянии, так и в переходных процессах почти все управляемые выпрямители, входящие в структуру исполнительных устройств, работают при малых величинах углов управления и за счет этого при одинаковой мощности устройства по сравнению с обычным управляемым выпрямителем, работающим в системе автоматического регулирования, устройство будет потреблять от сети гораздо меньшую реактивную мощность.

Значения напряжения по отношению к земле" в точках соединения исполнительных устройств 5 с секциями 4 нагрузки преобразуются устройствами

24 в код, который поступает на вход логического управляющего устройства 20, в котором автоматически определяются точки соединения исполнительных устройств 5 с секциями 4 нагрузки, соответствующие максимальным и минимальным величинам потенциала по отношению к "земле". В соответствии с поступающей в логическое управляющее устройство информацией о распределении потенциала по отношению к "земле" вдоль цепи нагрузки логическое управляющее устройство

20 соответственно заложенной программе управляет ключами и коммутирующими устройствами системы автоматического регулирования так, чтобы после запуска одной или более первых групп исполнительных устройств при увеличении тока в последователь. ном порядке включались исполнитель1072016

Составитель Д. Фуфлыгин

Редактор О. Юрковецкая Техред M. Гергель

Корректор Г. Решетник

Заказ 123/39 Тираж 842

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ные устройства 5, включенные в сере дине участков схемы, напряжение в конце которых минимально, а при уменьшении тока, напротив, в последовательном порядке отключались исполнительные устройства, потенциал на выходе которых по отношению к "земле" максимальный. Кроме того, в соответствии с заложенной программой логическое управляющее устройство 20 автоматически выбирает точки цепи нагрузки, при заземлении которых обеспечивается минимальное напряжение цепи нагрузки относительно

"земли". За счет этого удается добиться более равномерного распредЮ- ления потенциалов в отдельных точках цепи нагрузки относительно "земли" и более низких нх значений.

Благодаря уменьшению напряженйя цепи нагрузки относительно "земли", обеспечиваемому системой автоматического регулирования, становится возможным снизить номинальное напряжение изоляции цепи нагрузки, что

10 особенно существенно в мощных ускорительных комплексах, в которых дпя уменьшения потерь энергии используются сверхпроводяаще электромагниты.

Система автоматического регулирования Система автоматического регулирования Система автоматического регулирования Система автоматического регулирования Система автоматического регулирования 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве элемента с управляемым сопротивлением

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания

Изобретение относится к техническим системам, а именно к способам оптимального моделирования устройств электронной техники. Технический результат - упрощение определения выходной реакции линейного устройства на входной сигнал в виде функции времени и расширение функциональных возможностей за счет возможности моделирования линейного устройства в виде дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Заявленный способ включает моделирование работы линейного устройства в виде линейного дифференциального уравнения n-го порядка с постоянными коэффициентами, определение n собственных параметров линейного устройства λi (i=1, 2, …, n), последующее собственно определение реакции линейного устройства на входной сигнал. В котором собственно определение реакции линейного устройства на входной сигнал осуществляют для каждого i-го собственного параметра линейного устройства путем умножения входного сигнала на экспоненциальную функцию времени с отрицательным знаком при i-м собственном параметре линейного устройства, полученное произведение интегрируют по времени, результат интегрирования по времени умножают на экспоненциальную функцию времени с положительным знаком при каждом i-м собственном параметре, далее полученные произведения для каждого i-го собственного параметра линейного устройства суммируют с соответствующими весовыми множителями по всем n собственным параметрам линейного устройства. 1 ил.
Наверх