Устройство для управления регулятором переменного напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕЖННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, . содержащее интегратор, выполненный на операционном , усилителе с конденсатором в цепи обратной связи,.вход которого предназначен, для подключения к тиристорам регулятора,- выход подключен к первому входу релейного элемента , содержаи;его три резистора и первый операциоиньш усилитель,- прямой вход которого соединен с первым входом релейногь элемента через первый резистор, инверсный вход - с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащего первую интегрируницую RC-цепь, выход формирователя .сигнала запрета соединен с первыми.входами двух элементов И, второй и третий входы перво1 о из которых соединены «соответственно с первыми,выходами-релейного элемента и.формирователякоротких импульсов , выходы элементов И через формирователи импульсов - управления соединены с выводами для подключения к управлякщим электродам тиристоров регулятора, переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения, диапазона регулирования , оно снабжено источником задающего напряженияJ интегратор снабжен двумя.стабилитронами, релейный элемент - вторым операционным усилителем , четвертьгм резистором и вторыми входом и выходом, формирователь коротких импульсов - двумя инверторами, второй, интегрирующей RC -цепью и вторыми входом -и выходом, причем конденсатор в цепи обратной связи-интеграто (Л ра включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого эле ,мента соединен с прямыми входами обоих операционных, усилителей, инверсный вход второго из которых соединен через четвертые резистор .с первым 00 входом релейного элемента, вьпсод кажi;o дого операционного усилителя является соответствующим выходом.-релейного iэлемента, второй из которых, соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами KOTfjporo,являются входы инверторов , выход каждого из которых через.интегрирующую RC-цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен, с третьим входом .второго элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 4(51 Н 02 И 5/257

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3555049/24-07 (22) 22.02.83 (46) 07.02.85. Бюл. Р 5 (72) С.П. Лохов, И.В, Верба, Ю.С. Иоффе, В.И. Резников, Г.A. Смердов и Л.Ф. Файда (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола. и Запорожское производственное обьединение "Преобразователь" (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское .свидетельство СССР

Р 350110, кл. Н 02 М 5/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР И- 951636, кл. H 02 P .13/30,. 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. УПРАВЛЕНИЯ

РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО. НАПРЯЖЕНИЯ,содержащее интегратор, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи,.вход которого предназначен. для подключения к тиристорам регулятора,. выход подключен к первому входу релейного элемента, содержащего три резистора и.первый операционный усилитель,- прямой вход которого соединен с первым входом релейного элемента через первый резистор, инверсный вход — с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащеFo первую интегрирующую К -цепь, выход формирователя .сигнала запрета. соединен с первыми. входами двух .элементов И, второй и третий входы первого из которых соединены,соответственно с первыми выходами. релейного элемента и формирователя коротких импульсов, выходы элементов И через формирователи импульсов. управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора. переменного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения. диапазона регулирования, оно снабжено источником задаю. щего напряжения интегратор снабжен двумя.стабилитронами, релейпы элемент — вторьм операционным усилителем, четвертым резистором и вторыми входом и вь ходом, формирователь коротких импульсов — двумя инверторами, второй. интегрирующей 00 -цепью и вторыми входом и выходом, причем конденса- Е

O тор в цепи обратной связи,интегратора включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом . релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого эле,мента соединен с прямыми входами обоих операционных усилителей, инверс. ный вход второго из которых соединен через четвертый резистор .с первым входом релейного элемента, выход каждого операционного усилителя является соответствующим выходом. релейного

:,элемента, второй из которых соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами которого, являются входы инверторов, выход каждого из которых через. интегрирующую R0 -цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен, с третьим входом второго элемента И.

1 11389 Изобретение относится к. электротехнике и может быть, использовано для управлейия регуляторами.переменного напряжения,в цепях первичных обмоток трансформаторов. 5

Известно устройство.для управления регулятором переменного. напряжения, содержащее релейный элемент, вход которого. соединен с выходом фильтра, а выход — с формирователем управляю- 10 щих импульсов Я .

Недостаток известного. устройстваневозможность осуществления режима широтно-импульсного регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению. является устройство для управления регулятором переменного напряжения, содержащее интегратор,. выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи рб обратной связи, выход которого предназначен для подключения к тиристорам регулятора, выход. подключен к первому входу релейного элемента, содержащего три резистора и первый у5 операционный усилитель, прямой вход которого соединен. с первым входом релейного элемента через первый резистор, инверсный вход — с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащего первую интегрирующую 8С -цепь, выход формирователя сигнала запрета соединен с IepBblMH входами двух эле35 ментов И, второй и третий входы первого из которых соединены соответственно с первыми выходами релейного элемента и формирователя коротких импульсов, выходы элементов И через фор— миров атели импульсов управления со еди-1 нены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров ре. гулятора P) .

Недостатком известного устройства 45 является ненадежная работа элементов при малых углах управления, что вызывает необходимость ограничения диапазона регулирования.

Цель изобретения — расширение ди=. 5О

I апазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления регулятором переменного напряжения, содер- жащее интегратор, выполненный на 55

;операционном усилителе. с конденсато.ром в цепи обратной. связи, вход кото- рого предназначен,для подключения к тиристорам регулятора,, выход подключен к первому входу релейного элемента, содержащего три резистора и первый операционный усилитель, прямой вход которого соединен с первым входом релейного элемента через первый резистор, инверсный вход — с общей шиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких. импульсов, содержащего первую интегрирующую ЯС -цепь, выход формирователя сигнала запрета соединен с первыми входами двух элементов И, второй и третий входы первого из которых соединены соответственно с первыми выходами релейного элемента и формирователя -коротких импульсов, выходы элементов И через формирователи импульсов управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора переменного напряжения,снабжено источником задающего напряжения, интегратор снабжен, двумя стабилитронами, релей :ый элемент — вторым операционным усилителем, четвертым резистором и вторыми входом и выходом, формирователь коротких импульсов— двумя инверторами, второй интегрирующей kC -цепью и вторыми входом и выходом, причем конденсатор .в цепи обратной связи интегратора включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого элемента соединен с прямыми входами обоих операционных усилителей, инверсный вход второго из которых соединен через четвертый резистор с первым входом релейного элемента, выход каждого операционного усилителя является соответствующим выходом релеиного элемента, второй из которых соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами которого являются входы инверторов, выход каждого из которых через интегрирующую 0С -цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен с третьим входом второго элемента И., На фиг.! приведена схема устройства; на фиг.2 — вариант выполнения интегратора и релейного элемента; на ! фиг.3 — диаграммы, поясняющие работу. устройства.

3 11389

Устройство для управления, регуля. тором 1 переменного напряжения, вы полненным в внде. встречно-параллель. но включенных тиристоров в цепи нагрузки 2, содержит интегратор 3, содержащий операционный усилитель 4, конденсатор 5 и стабилитроны 6 (или диоды 6 на фиг.2), релейный элемент

7, выполненный на операционных усилителях 8 и 9 (фиг.1), или на опера- 1О ционных усилителях 8, 9 и 10 (фиг.2), интегратор 3 может быть подключен к элементу 7 через ячейку 11 гальванической развязки, источник 12 задающего напряжения, элементы И 13 и 14, формирователи 15 и 16 импульсов управления, формирователь 17 коротких импульсов, выполненный в виде двух инверторов 18 и 19 с интегрирующими 11С -цепями на резисторах 20 и 21 и конденсаторах 22 и 23., формирователь 24 сигнала запрета.

Устройство .(фиг.2).,позволяет обеспечить меньшую величину, скачков на выходе. интегратора 3 и испольэовать в релейном, элементе 7 операционные усилители 8 и 9 в однотипном включении, хотя для этого,и требуется дополнительный инвертор на операционном усилителе 10.

Устройство работает в режиме широтно-импульсного регулирования, ког. да фазовый угол регулирования. должен быть минимален. В этом случае с формирователя 24 сигнала запрета периодически поступают сигналы "Включено i 35

"Отключено" .(фиг.38), а пороги-срабатывания. элемента 7, определяемые величиной напряжения источника 12, минимальны. При этом длительности паузы в напряжении на активно-индуктивной нагрузке 2 (фиг.3a) и паузы между полуволнами тока (фиг.Зи) в режиме "1 ключено" минимальны, а .во время этих пауз на тиристорах per улятора 1 появляются короткие импульсы напряжения (фиг.З ), которые интегрируются интегратором 3.

Напряжение на выходе интегратора

3 за счет. конденсатора 5 в цепи об50 ратной связи усилителя 4 изменяется по закону интеграла тока через конденсатор 5. K выходному напряжению добавляется постоянное- прямое падение напряжения или одного из стабилитронов б (фиг.l) или одного из диодов

6 (фиг.2). При смене знака напряже- .

00 4 ния на регуляторе 1 изменяе-ся направление тока через цепь обратной связи усилителя 4 и меняется знак падения -. напряжения на стабилитронах 6. В ре-, зультате в выходном. напряжении интегратора 3 появляется скачек (фиг.З ).

Когда выходное напряжение интегратора 3 достигает одного из порогов срабатывания усилителей 8 и 9 элемента 7, на выходе одного из усилителей

8, 9 появляется положительное напрякение (фиг.З ). На выходе инверторов

18 и 19 формирователя- 17 это напря-,.

1 жение меняет уровень, а фронты полу-1 ченных импульсов. сглаживаются $C -це-: пями на резисторах 20, 21 и конденса. торах 22, 23 (фиг. 3g). На входы эле ментов 13 и 14 поступают напряжения (фиг. З,,e), в результате на их выходах формируются импульсы (фиг.34, $) которые запускают. формирователи

15 и 16.

Для четкого срабатывания усилителей 8 и 9 необходимо не -только пересечение порогов срабатывания входным сигналом, но и последующее снижение этого сигнала до порога отпускания.

Положительная обратная связь в усилителях улучшает-процесс срабать;вания, но одновременно. создает гистерезис и отодвигает от него порог отпускания.

Сблизить до нуля пороги срабатывания двух усилителей невозможно, так как при этом пороги отпускания- выйдут за пределы допустимой зоны. Поэтому наличие скачков,в выходном. сигнале интегратора в момент. смены знака напряжения. на регуляторе. позволяет элементу 7.переключиться сразу за сменой знака напряжения регулятора под действием прямого падения напряжения. на включенных тиристорах.

Таким образом, в предлагаемом устройстве теоретически. возможен режим работы с нулевым углом фазовой задержки. Практически имеется -небольшая задержка на угол 2 — 5 (зиг .За,S,и) .

3а счет резкого уменьшения угла фазовой задержки предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон фазового регулирования, напряжения почти до 100Х, повысить-энергетические показатели при импульсном регулировании за счет .повышения коэффициента мощности при активной нагрузке почти до единицы.! t38900 юг. Г

U а е у У е

4 м

fir

Составитель В. Миронов

Редактор А. Иотыль ТехредС.Легеза Корректор В. Синицкая

Заказ 1070 /43 Тираж.64б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, -35, Раушская наб., д. 4/5

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