Система регулирования с заданной выходной характеристикой

 

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ С ЗАДАННОЙ ВЫХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ, содержащая Q силовых преобразовательных ячеек, коммутатор, цепь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соединен с выходным выводом систеьш регулирования. второй - с выводом системы для подключения источника сигнала уставки, а выход - с управляющими входами преобразовательных ячеек, формирователь сигнала подключения ячеек с первым дискриминатором, выход которого соединен с первым входом коммутатора, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, выходы преобразовательных ячеек соединены с выходным выводом системы регулирования через коммутатор, в формирователь сигнала подключения ячеек введен второй дискриминатор, выход которого соединен с введенным вторым входом коммутатора, вхсъды обоих дискриминаторов объединены и подключены i к второму входу усилителя рассогла (Л сования, а силовые входы преобраэова тельных ячеек подключены к входномувыводу системы регулирования. -CJt 00 со 1, J5 1 уст.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИН (19) (!1) 3(Я) 0 05 F 1 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

CO

О .) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1(21 ) 3261734/24-07 (гг) 18.03.81 (46) 30.03.84. Бюл.9 12 (72) Ю.А.Антиповский, Л.А.Вавировский, А.Г.Векшин, И.А.Гуськов, Б.A.Ãëåá0â, Б.Ф.Кравчик, A.À.Íîâêêîâ, Т.Н.Новикова, О.А.Синегубова и A.È.Òþðèí (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 647667, кл.G 05 F 1/56, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 551623, кл.о 05 F 1/46,,1975. (54)(57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ С ЗА- .

ДАННОЙ ВЫХОДНОЙ ХАРАКТЕРНСТНКОА, содержащая силовых преобразовательных ячеек, коммутатор, цепь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соединен с выходным выводом системы регулирования, второй — с выводом системы для под- ключения источника сигнала уставки, а выход — с управляющими входами преобразовательных ячеек, формирователь сигнала подключения ячеек с первым дискриминатором, выход которого соединен с первым входом коммутатора, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, выходы преобразовательных ячеек соединены с выходным выводом системы регулирования через коммутатор, в формирователь сигнала подключения ячеек введен второй дискриминатор, выход которого соединен с введенным вторым входом коммутатора, входы обоих дискриминаторов объединены и подключены g к второму входу усилителя рассогласования, а силовые входы преобразова тельных ячеек подключены к входномувыводу системы регулирования. С:

1083167

Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано в устройствах регулирования электричес- кой энергии, в частности для установок электрофореза.

Известна система регулирования, содержащая Q силовых преобразовательных ячеек, выходы кетофцх через коммутатор соединены с нагрузкой, цепь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соеди-. О нен с нагрузкой, второй - с клеьваой для подключения источника сигнала уставки, а выход — с управляющими входами ячеек, формирователь сигнала подключения ячеек, содержащий днскри-3$ минатор, выход которого соединен с входом коммутатора, а вход — с вторым входом усилителя рассогласования (1) .

Недостаток укаэанного устройства состоит в том, что при необходимости регулирования в широком диапазоне выходных параметров (напряжения, тока) при постоянстве выходной мощности, т.е. гиперболическом виде заданной выходной характеристики, неподключен-2> ная часть ячеек не отдает мощности в нагрузку, и результат чего необходимо увеличивать установленную мощность оставшейся части ячеек, что вызывает ухудшение массогабаритных характеристик системы регулирования, 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является система регулирования с за ценной выходной характеристикой, содержащая Ясило-! вых преобразовательных ячеек, коммутатор, цепь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соединен с выходным выводом системы регулирования, второй - c выводом система для подключения ис- 40 точника сигнала уставки, а выходс управляющими входами преобразовательных ячеек, формирователь сигнала подключения ячеек с первым дискрньяанатором, выход которого соединен с первым входом коммутатора )2) .

Недостаток известного устройства сОстоит в том,, что при гиперболическом виде заданной выходной характеристики вследствие отсутствия переклв ,чений выходных цепей ячеек необходимо увеличивать установленную мощность ячеек илн их количество, что вызыва,ет ухудшение массогабаритных характеристик системы регулирования.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов системы регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в системе регулирования с заданной выходной характеристикой, содержащеЕ q силовых преобразовательных.яче.е0 ек, коммутатор, цедь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соединен -с выходньва- выводом система, регулирования, второй— с выводом системы для подключения нс--Я точника сигнала уставки, а выход — с управляющими входами преобразовательных ячеек, формирователь сигнала переключения ячеек с первым дискриминатором, выход которого соединен с первым входом коюаутатора, выходы преобразовательных ячеек соединены с выходным выводом системы регулирова ния через коммутатор, в формирователь сигнала переключения ячеек введен второй дискриминатор, выход которого соединен с введенным вторым входом коммутатора, входы обоих дискрнминаторон объединены и подключены к второму входу усилителя рассогласования, а снловыЕ входы преобразовательных ячеек подключены к входному выводу системы регулирования.

На фиг.1 представлена структурная схема система регулирования; на фиг„2 - характеристики системы.

На .фиг.1 представлено 1,, 1,..., 1,. ° .,1 силовые преобразовательные ячейки система регулирования,коммута-. тор 2,нагрузка 3,усилитель 4 рассогласования,форзаарователь 5 сигналов переключения ячеек, первый дискриминатор 6, второй дискриминатор 7.

На фиг.2 показана эаданная:.выходная характеристика 8 системы регулирования, выходная характеристика 9 преобразовательной ячейки, сигнал 10 уставки, выбранная аппроксимация 11 заданной выходнбй характеристики системы регулирования, опорные сигналы 12 дискриминатора 6, опорные сигналы 13 дискриминатора 7.

В системе регулировании силовые преобразовательные ячейки 1а, 1,...

1,..., 1@ подключены через коммутатор 2 к нагрузке 3, которая соединена с первым входом усилителя рассогласования 4, второй вход которого соединен с выводом система для подключения сигнала уставки В . Формирователь 5 сигнала перекЛючения ячеек содержит дискриминаторы 6 и 7, входы которых объединены с вторым входом усилителя 4 рассогласования.

Выходы дискриминатора подключены к входам коммутатора 2. Выход усилителя 4 рассогласования объединен с управляющими входами ячеек °

Устройство работает следующим образом.

При заданной выходной характеристике 8 системы регулирования изменение. величины уставки 10 означает изменение максимального тока, отдаваемого в нагрузку, а именно уменьшение Escr приводит к увеличению тока, а увеличение Е е - к уменьшению тока. При этом указанную выходную характеристику можно получить путем переключения выходных цепей ячеек в зависимости от величины сигнала уставки. требуемое количество параллельно N u последовательно М включенных ячеек

1083167

k = 1,2. к,, Ф

18 гХ

Ьпю юг. 2 определяется выходной характеристикой системы регулирования, а также максимальными значениями выходного тока,„ „и напряжения !3 ячейки. Определение количества последовательно и параллельно подключенных ячеек осуществляется в формирователе 5 сигналов переклю ния путем сравнения величины Eyer c опорными сигналами дискриминаторов б и 7

Здесь верхний индекс обозначает номер дискриминатора, нижний индекс порядковый номер опорного сигнала. 15

В качестве опорных сигналов первого дискриминатора выбираются предельные нагрузочные способности по напряжению одной, двух и т.д. последовательно объединенных ячеек, т.е.

U „;(фиг.2). Дискриминатор б та.ким образом определяет требуемое число последовательно соединенных ячеек. Если, например, .25 то число включенных последовательно ячеек N =J + 1 (на фиг,2 М = 4). Трв» буемое количество параллельно совдИненных ячеек N определяется из ступвн чатой аппроксимации заданной выходной характеристики системы питания, пойученной на основе известной выходной характеристики 9 ячеек. При этоМ в качестве опорных сигналов дискриминато- З5 ра 7 выбираются сигналы U< (фиг.2,13}

Например, если 0 с Е„„а3, то И = 5 если U, Е„,аи<, то N = 3, если

Ui Е sU>, то И = 2.

Выходные сигналы дискриминатбрЬв управляют работой коммутатора, объвди -.4О няющего требуемое количество ячеек параллельно и последовательно по выходу.

Дискриминаторы могут быть выполне-. ны на основе компараторов, логичвскюс схем цифровой техники и т.д.

Коммутатор 2 выполнен в виде ряда ключей, соединяющих выходные цепи ячеек, управляемых непосредственно или через дешифратор сигналами М и И с выходов дискриминаторов, Схематические особенности коммтатора определяются выходными параметрами ячеек и системы регулирования. Исполнение дискриминаторов б и 7 различается в зависимости от способа обработки сигналов в системе регулирования. При аналоговом способе источники опорного сигнала выполнены в виде резистивных делителей напряжения, выходы которых подключены к одному из входов компараторов, а вторые входы компараторовк клемме для подключения сигнала уставки. Выходные сигналы компараторов определяют величины М и И. При цифровом способе обработки компараторы выполнены в виде схем сравнения кодов опорных сигналов и кода сигнала. уставки. Вследствие переключения выходов ячеек последовательно-параллельно их общее число для формирования любого режима работы система регулирования с заданной выходной характеристикой уменьшается.

Удельная мощность коммутатора может состалвять величину 1-10 кВт/кг, так как в нем отсутствуют реактивные силовые элементы. Удельная мощность регулируемах преобразователей напряменяя ячеек не превышает, как правило, величины 100-260 Вт/кг. Поэтому усложнение коммутатора практически всегда окупается уменьшением суммар-. ной,массы и габаритов ячеек.. Использование предлагаемого устройства на практике позволяет уменьшить число ячеек от 30 до 10, при.этом объем коммутатора равен объему одной ячей-. ки.

Таким образом, технико-agoaoMHческий эффект заключается в уменьшении массы и габаритов системы регулирования.

ВЫКИПИ Заказ 1753/42

Тнраж. 842. Паддисио@

«В««»

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