Корректор напряжения

 

КОРРЕКТОР НАПРЯЖЕИШ, содержащий пороговый элемент, вход которого соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, который является входом устройства, генератор тактовых импульсов, ооединенный с входом делителя частоты, выход которого соединен с первым логическим элементом И, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом второго логического элемента И, трехвходовый логический элемент И,реверсивный счетчик,счетчик импульсов,исполнительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования напряжения , он снабжен двумя RS-триггерами, двумя одновибраторами, инвертором, двумя расширителями, вторым трехвходовым логическим элементом И, вторым генератором тактовых импульсов , вторым счетчиком импульсов, причем выход порогового элемента через одновибратор подключен к Rвходам RS-триггеров, к S-входу од .ного из которых подключен выход формирователя прямоугольных импульсов через второй одновибратор, инверсный и прямой выходы первого RS-триггера подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И соответственно , выходы которых соединены с входами прямого и o6pafHoro счета реверсивного счетчика соответственно , выход переполнения,при сложении которого соединен с S-входом второго RS-триггера, R-BXOjq реверО ) сивного счетчика соединен с S-входом первого RS-триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены ,к входам трехвходовых логических элементов И, вторые входы которых соединены с генератором тактовых импульсов , а третьи входы трехвходоСО вых логических элементов И подключены к входу инвертора и к его выto :toдy соответственно, вход инвертора соединен с выходом порогового элемента , выходы трехвходовых логических элементов И через последовательно :соединенные счетчик импульсов и расширитель подключены соответственно к входам исполнительного элемента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) За)) Н 02 Р 9 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbfTHR

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

)

1 (21) 3507423/24-07 (22) 03.11.82 (46) 07,05.84. Бюл. № 17 (72) В. А. Бабушкин и И. Я. Каплан (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов и передвижных электростанций (53) 621.313.12.025.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 369666, кл. Н 02 P 9/30, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 974546, кл. Н 02 Р 9/30, 1981. (54)(57) КОРРЕКТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий пороговый элемент, вход которо- . го соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, который является входом устройства, генератор тактовых импульсов, соединенный с входом делителя частоты, выход которого соединен с первым логическим элементом И, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом второго логического элемента И, трехвходовый логический элемент И,реверсивный счетчик, счетчик импульсов,исполнительный элемент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности регулирования напряжения, он снабжен двумя RS-триггерами, двумя одновибраторами, инвертором, двумя расширителями, вторым трехвходовым логическим элементом И, вторым генератором тактовых импульсов, вторым счетчиком импульсов, причем выход порогового элемента. через одновибратор подключен к Rвходам RS-триггеров, к S-входу од,ного из которых подключен выход формирователя прямоугольных импульсов через второй одновибратор, инверсный и прямой выходы первого RS-триггера подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И соответственно, выходы которых соединены с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика соответственно, выход переполнения при сложении которого соединен с S-входом второго RS-триггера, R-вход реверсивного счетчика соединен с S-входом первого RS-триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены ,к входам трехвходовых логических эле ментов И, вторые входы которых соединены с генератором тактовых импульсов, а третьи входы трехвходовых логических элементов И подключены к входу инвертора и к его выйоду соответственно, вход инвертора соединен с выходом порогового элемента, выходы трехвходовых логических элементов И через последовательно

:соединенные счетчик импульсов и расширитель подключены соответственно к входам исполнительного элемента.

1091?97

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию напряжения, генерируемого энергетическими объектами, например передвижными электростанциHMH °

Известно устройство для регулирования напряжения генератора переменного тока, содержащее генератор импульсон, счетчик, схему анализа состояний счетчика, датчик преобразователя, состоящий из устройства преобразования переменного напряжения в пропорционально зависимое постоянное

Напряжение и постоянного напряжения в 15 пропорционально-зависимый временной юитервал, два инвертора и две схемы совпадения t 1), Недостатком устройства является невысокое быстродействие, обусловленное преобразованием априорной информации о состоянии объекта (пере" менное напряжение преобразуется в постоянное и при этом теряется информация о мгновенном. значении напряжения) .

Кроме того, точность регулирования напряжения в большой степени зависит от стабильности генератора импульсов, что в реальных условиях ЗО эксплуатации оборудования не всегда обеспечивается в должнои мере.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является корректор напряжения, содержащий пороговый элемент, вход которого соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, являющегося входом устройства, генератор тактовых импульсов, соединенный с входом 40 делителя частоты, выход которого соединен.с логическим элементом И, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом второго логического элемента И, трехвходовый логический элемент И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, исполнительный элемент 5 2 J.

Устройство не обладает высокой точностью регулирования, ip

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в корректоре напряжения, содержащем пороговый элемент, вход которого соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, являющегося входом устройства, генератор тактовых импульсов, соединенный с входом делителя частоты, выход которого соединен с первым логическим элементом И, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом второго логическогооэлемента И, трехвходовый логический элемент И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, исполнительный элемент, последний снабжен двумя RS-триггерами, двумя одновибраторами, инвертором, двумя расширителями, вторым трехвходовым логическим элементом И, вторым генератором тактовых импульсов, вторым счетчиком импульсов, причем выход порого-. вого элемента через одновибратор подключен к К-входам RS-триггеров, к

S-входу одного из которых подключен выход формирователя прямоугольных импульсов через второй одновибратор, инверсный и прямой выходы первого

RS-триггера подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И соответственно, выходы которых соединены с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчйка соответственно, выход переполнения при сложении которого соединен с S âõoäîè второго RS-триггера,R— вход реверсивного счетчика соединен

c S-входом первого RS-триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены ко входам трехвходовых логических элементов И, вторые входы которых соединены с генератором тактовых импульсов, а третьи входы трехвходовых логических элементов

И подключены к входу инвертора и к его выходу соответственно, вход инвертора соединен с выходом порогового элемента, выходы трехвходовых логических элементов И через последовательно соединенные счетчик импульсон и расширитель подключены соответственно к входам исполнительного элемента.

На фиг. t представлена схема ., корректора напряжения; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие принцип его работы

Устройство содержит формирователь

1 прямоугольных импульсов по переходу синусоиды контролируемого напряжения через коль, пороговый элемент

2, обрезающий входную синусоиду на заданном уровне амплитудного значения напряжения и формирующий по этому

1091297

15 импульсов может быть заменен генератором 3 импульсов, либо непосредственно, либо с соответствующим делителем частоты. а

Принцип работы .устройства заключается в вычислении с помощью реверсивного счетчика отклонения мгновенного значения амплитуды напряжейия U< от номинального значения U H . Достигается это формированием™из полуволны синусоиды по заданному порогу прямо гольного импульса (фиг. 2).

Величина порога Unäîëæíà быть выбрана для номинальйой амплитуды из соотношения 72 -КТ1 (фиг. 2), где Ккоэффициент деления делителя 13, — интервал между точками пересечения положительной полуволны синусоиды U с порогом U, à — ин1 тервал от начала пол волйы U н до на- чала 7а, т.а. Т.;- — -А, гаа

Т вЂ” период генерируемого объектом напряжения. порогу прямоугольные импульсы (фиг. 2), первый генератор 3 тактовых импульсов, два одновибратора 4 и 5, первый и второй RS-триггеры 6 и 7, два двухвходовых логических элемента 5

И 8 и 9, два трехвходовых логических ,элемента И 10 и ll, инвертор 12, делитель 13 частоты, реверсивный счетчик 14 импульсов, имеющий вход прямого счета "+Т", вход обратного счета "-Т",R-вход начальной установки (в данном случае нулевой установки) и выход переполнения при сложении

Р+, на котором формируется импульс при переходе состояния реверсивного счетчика из максимального (все разряды имеют состояния логической единицы) в нулевое (состояния всех разрядов логический ноль), второй генератор 15 тактовых импульсов, счетчики 16 и 17 импульсов, которые через расширители 18 и 19 импульсов подключены к соответствующим входам исполнительного элемента 20, осуществляющего изменение напряжения вырабатываемого генератором до тех пор, пока на соответствующем знаку отклонения напряжения на входе исполнительного элемента присутствуют управляющие сигналы. 30

При подборе коэффициентов пересчета счетчиков 14, 16 и 17 генеРатоР -

Величина U при этом может быть определена иэ выражения

Цп =астм $ i n Т(/ К+2

Очевидно, что при таком значении

U> и номинальном значении всегда выполняется равенство — К =О ко2 1 ° торое не зависит от значения частоты контролируемого напряжения, ни от стабильности генератора тактовых импульсов.

При неравенстве U и U „ величина ач т тн разности - КГ соответствует

2 1 величине отклонения напряжения QU-11тн. Для того, чтобы это соответствие было близко к пропорциональному, необходимо выбирать К ) 1.

Далее в зависимости от величины и знака разности - К с;, формируются на соответствующих входах исполнительного элемента управлякщие импульсные последовательности с импульсами постоянной длительности, достаточной для отработки исполнительным элементом каждого импульса и скважностью обратно пропорциональной величине разности ДУ, т,е. скоростью обработки рассогласованияЖ пропорциональной величине Д U, При этом скважность изменяется в полном диапазоне от 1 до бесконечности.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Пороговый элемент 2 по порогу

U =От, sin Tr(К+2 формирует прямоугольнйй импульс длительностью ь

Интервал Г1 выделяется RS-триггером 6, Для этого по переднему фронту прямоугольного импульса длительностью Т/2, сформированного по переходам синусоиды U> через ноль обновибратор 5 формирует импульс, устанавливающий К$-триггер 6 в единичное состояние, а по переднему фронту импульса Ф порогового элемента

2 одновибратор формирует короткий импульс,устанавливающий ЕБ-триггер, 6 в нулевое состояйие.

В результате управляемый прямым выходом RS-триггера 6 логический элемент И 8 пропускает в течение интервала g счетные импульсы t+ непосредственно с генератора 3 на вход обратного счетчика 14. Количество этих импульсов н1- ь (1 °

По окончании интервала Г до окончания периода Т триггер 6 нахо-: дится в нулевом состоянии (инверсный щасод в единичном).На этом интервале1

109.1?97 управляемый инверсным выходом RSтриггера Ь логический элемент И 9 пропускает поделенные делителем 13 в

К раз тактовые импульсы с генератора

3 на вход прямого счета "+T" счетчика

14, В момент перехода из максимального состояния счетчика 14 в нулевое (переполнение по плюсу) на его выходе Р+ формируется импульс, устанавливающий н единичное состояние предварительно установленный в нулевое состояние одновибратором 4 по началу импульса i> RS- триггер 7, Таким образом от момента сброса

RS-триггера 7 в нулевое состояние до момента его установки в единичное состояние отсчитывается число импульсов п2=Кп, т.е. интервал времени

К „, В случае U ) UrH выполняется соотношение ь 7 К 1 (фиг. 2) . При этом логическим элементом И 11 выделяется интервал с -К К для чего используется сигнал с инверсного ныхода

RS-триггера 7 и праиннертированный инвертором 12 импульс ь с порогово2 го элемента 2. В течение этого интервала ь - K тактовые импульсы с нто2 -1 рого генератора 15 пропускаются на счетный вход счетчика 16, с которого Зр при достижаении им заданного числа поступает импульс на расширитель 18 импульсов. Расширитель 18 импульсов по каждому импульсу со счетчика 16 формирует импульс, поступающий на соотнетстнующий вход с постоянной длительностью, достаточной для отработки его исполнительным элементом 20.В результате исполнительный элемент 20 осуществляет коррекцию 4р напряжения, уменьшая U до тех пор, пока не прекратятся импульсы со счетчика 16, В случае U 4 U H выполняется равенство 2 С К 1 (фиг. 2) . При 45 этом логическйм элементом И 11 выделяется интервал Ktl - "2 для sего используется сигнал с прямого выхода

RS-триггера 7 H HMnyahc .ного элемента 2.

В течение этого интервала К „- тактовые импульсы с второго генератора 15 пропускаются на счетный вход дополнительного счетчика 17, с которого при достижении им заданного чис55 ла поступает импульс на расширитель

19 импульсов. С расширителя импульсов импульсы постоянной длительности поступают на соответствующий вход исполнительного элемента 20.

В результате исполнительный элемент

20 осуществляет коррекцию напряжения, увеличивая U до тех пор, пока не прекратятся импульсы со счетчика

17. При малых отклонениях напряжения от Пт накопление счетных импульсов соответствующими счетчиками

16 или 17 также осуществляется до тех пор, пока не будет достигнуто заданное число посредством добавления в них на каждом периоде Т числа импульсов„ соответстнующего величине hU.

Таким образом, на соответствующие входы исполнительного элемента 20 поступают управляющие импульсы постоянной длительности с, частотой следования, пропорциональной величине йБ, в том числе и при малых

5U до тех пор пока отклонение напряжения от номинала 5U не будет отработано до нуля.

Крутизна пропорциональной зависимости в этом случае определяется частотой второго генератора 15 импульсов и коэффициентами пересчета дополнительных счетчиков 16 и 17, При этом по каждому каналу управления исполнительным элементом 20 подбором коэффициентов пересчета может быть выбрана оптимальная крутизна, обеспечивающая необходимую устойчивость и быстродействие регулирования.

Точность коррекции напряжения предлагаемым устройством не зависит от стабильности генераторов тактовых импульсон, нагрузки агрегата, а определяется только дискретностью счетных импульсов первого генератора тактовых импульсов при соответствующей емкости реверсивного счетчика а также стабильностью порогового элемента, и может быть легко доведено практически дскб любой заданной величины. При этом изменение частоты ре-. гулируемого напряжения и частоты тактового генератора, обусловленные их нестабильностями, могут привести лишь к незначительному изменению крутизны пропорциональной зависимости.

1091297

1091297

Qyg. 2

Составитель Н.Матвиенко

Редактор С.!Оско ТехредYi.Кузьма Корректор С.щекмар

Заказ 3096/52 Тирах 667. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

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