Автоматический регулятор мощности конденсаторной батареи

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащий датчик вькодного напряжения , датчик тока нагрузки и блок коммутации , соединенный выходами с секциями конденсаторной батареи, включающий формирователи и тиристорные ключи, отличающийся тем. 1 I fc; .V что, с целью повышения устойчивости и быстродействия его работы, он снабжен двумя аналого-цифровыми преобразователями и программируемым постоянно запоминающим блоком, а в блок коммутации введены двухвходовые схемы И, датчики состояния тиристорных ключей, причем входы аналогоцифровых преобразователей подключены к выходам датчика выходного напряжения и датчика тока нагрузки, а выходы - к входам программируемого постоянно запоминающего блока, а в блоке коммутации управляющие входы тиристорных ключей через формирователи управляющих импульсов подключены (Л к выходам двухвходовых схем И, к первым входам которых подключены выходы датчиков состояния тиристорных ключей, а вторые входы являются входами блока коммутации.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (! 1) 4(ы1 G 05 Г 1/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3629053/24-07 (22) 28.07.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) В.И.Бутырский, Ю.В.Коробков и С.Ф.Сергеев (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова (53) 621.316.722.676. 12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 439796, кл. G 05 F 1/70, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 915069, кл. G 05 F 1/70, 198 1. (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащий датчик выходного напряжения, датчик тока нагрузки и блок коммутации, соединенный выходами с секциями конденсаторной батареи, включающий формирователи и тиристорные ключи, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и быстродействия его работы, он снабжен двумя аналого-цифровыми преобразователями и программируемым постоянно запоминающим блоком, а в блок коммутации введены двухвходовые схемы И, датчики состояния тирис— торных ключей, причем входы аналогоцифровых преобразователей подключены к выходам датчика выходного напряжения и датчика тока нагрузки, а выходы — к входам программируемого постоянно запоминающего блока, а в блоке коммутации управляющие входы тиристорных ключей через формирователи управляющих импульсов подключены к выходам двухвходовых схем И, к первым входам которых подключены выходы датчиков состояния тиристорных ключей, а вторые входы являются входами блока коммутации.

1156040

Изобретение относится к системам регулирования электрических величин, а именно к устройствам, регулирующим коэффициент мощности, реактивный ток или мощность для автоматического 5 поддержания заданной вели".ины сетевого напряжения.

Известен автоматический регулятор мощности конденсаторной батареи, содержащий датчик контролируемого параметра и блок коммутации, имеющий выходы по числу секций конденсаторной батареи. Между датчиком и блоком коммутации включен логический блок, состоящий из двух каналов управления

"Включить" и "Отключить". Регулятор содержит на входе пороговый элемент с изменяемой зоной нечувствительности, к которому подключен вход датчика контролируемого параметра. При выходе 0 контролируемого параметра из эоны нечувствительности регулятора на соответствующем выходе датчика появляется сигнал, поступающий на один из каналов управления, в котором вырабатывается сигнал включения соответствующего контактора блока коммутации ($ .

Недостатком известного регулятора является низкое быстродействие, 30 обусловленное наличием временной задержки в каждом канале управления.

Кроме того, использование в блоке коммутации механических контакторов также снижает быстродействие регуля- З5 тора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является автоматический регулятор мощности конденсаторной батареи, содержащий датчик щ выходного напряжения, датчик тока нагрузки и блок коммутации, соединенный выходами с секциями конденсаторной батареи, включающий формирователи и тиристорные ключи P) .

При больших величинах отклонения выходного напряжения от заданного значения увеличивается частота следования импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика, управляющего у» переключением секций конденсаторной батареи. Каждый импульс, коступающий на вход счетчика, изменяет его выходное состояние на единицу. До следующего ближайшего физически возмож- 55 ного переключения секций конденсаторной батареи, коммутируемь х тиристорными ключами, на вход реверсивного счетчика при отклонениях выходного напряжения от заданного значения поступает неопределенное количество импульсов. Для устойчивого регулирования выходного напряжения на вход счетчика необходимо подать определенное количество импульсов, приводящее к такому переключению секций конденсаторной батареи, при котором величина выходного напряжения примет заданное значение (попадет в зону нечувствительности). Увеличение частоты следования импульсов при больших отклонениях выходного напряжения приводит к перерегулированию и возникновению неустойчивой работы устройства, выражающейся в большем изменении ! мощности конденсаторной батареи, чем это необходимо. В случае резкопеременной нагрузки процесс регулирования носит колебательный (неоптимальный) характер. Оптимальный характер процесса регулирования возможен лишь для какого-то конкретного отклонения выходного напряжения от заданного значения. В других случаях возникает либо перерегулирование, либо медленное, апериодическое приближение величины выходного напряжения к заданному значению, что в том и другом случаях снижает быстродействие устройства.

Таким образом, для данного устройства характерны неустойчивая работа и недостаточное быстродействие.

Целью изобретения является повышение устойчивости и быстродействия работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что автоматический регулятор мощности конденсаторной батареи, содержащий датчик выходного напряжения, датчик тока нагрузки и блок коммутации, соединенный выходами с секциями конденсаторной батареи, включающий формирователи и тиристорные ключи, снабжен двумя аналого-цифровыми преобразователями и программируемым постоянно запоминающим блоком, а в блок коммутации введены двухвходовые схемы И, датчики состояния тиристорных ключей, причем входы аналогоцифровых преобразователей подключены к выходам датчика выходного напряжения и датчика тока нагрузки, а выходы — к входам программируемого постоянно запоминающего блока, а в блоке коммутации управляющие входы

1156040 тиристорных ключей через формирователи управляющих импульсов подключены к выходам двухвходовых схем И, к первым входам которых подключены выходы датчиков состояния тиристор— ных ключей, а вторые входы являются входами блока коммутации.

На чертеже приведена структурная схема автоматического регулятора.

Регулятор содержит конденсаторную 10 батарею 1, состоящую например, иэ четырех секций. Мощности секций пропорциональны числам двоичного ряда 1:2:4:8. Величина мощности наименьшей секции определяет точность 15 поддержания напряжения. Параллельно конденсаторной батарее 1 подключена нагрузка 2. Секции конденсаторной батареи соединены с выходами блока 3 коммутации. Блок 3 коммутации содер- 20 жит тиристорные ключи 4, формирователи 5 управляющих импульсов, двухвходовые схемы 6 И и датчики 7 состояния тиристорных ключей. Тиристорные ключи 4 включены последовательно секциям конденсаторной батареи 1.

Управляющие входы тиристорных ключей соединены с формирователями 5 управпяющих импульсов, входы которых соединены с выходами двухвходовых 30 схем 6 И. Параллельно тиристорным ключам 4 включены датчики 7 состояния тиристорных ключей, выходы которых соединены с первыми входами схем 6 И. Вторые входы схем 6 И явля- 5 ются входами блока 3 коммутации. Датчик 8 выходного напряжения подключен к входу первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9, а датчик 10 тока нагрузки — к входу второго 40

АЦП 11. АЦП 9 и 11 предназначены для преобразования аналоговых сигналов с датчиков 8 и 10 в двоичный код.

К выходам AUJI 9 и 11 подключен программируемый постоянно запоминающий 45 блок (ППЗБ) 12, который является запоминающим устройством на 256 четырехраэрядных слов. Число выходных разрядов ППЗБ 12 определено количеством сенций конденсаторной батареи 1. 50

Выходы ППЗБ 12 соединены с входами блока 3 коммутации.

Для программирования ППЗБ 12 проводят предварительный расчет, который позволяет установить для кон-55 кретных значений. контролируемых выходного напряжения и тока нагрузки соответствующее изменение мощности конденсаторной батареи 1 (т.е. число включенных секций), необходимое для восстановления номинального сетевого напряжения.

Устройство работает следующим образом. Сигналы, несущие информацию о величине выходного напряжения и величине тока нагрузки, с выходов датчиков 8 и 10 поступают на входы АЦП 9 и 11 соответственно. С выходов АЦП 9 и 11 сигналы в цифровой форме поступают на входы ППЗБ 12. Поскольку

ППЗБ 12 определенным образом запрограммирован, то каждой комбинации состояний двоичных сигналов на входах ППЗБ l2 соответствует определенное состояние двоичного сигнала на

его выходе. Двоичные сигналы с выходов ППЗБ 12 поступают на вторые входы двухвходовых схем 6 И.

На первые входы схем 6 И поступают сигналы с датчиков 7 состояния тиристорных ключей, на выходах которых вырабатываются сигналы "1" при нулевом напряжении на тиристорных ключах 4.

При совпадении сигналов "1" на входах определенных схем 6 И на их выходах появляются сигналы, поступающие на входы формирователя 5 управляющих импульсов. С выходов формирователей 5 поступают управляющие сигналы, включающие тиристорные кличи 4,подсоединяющие к сети заданные секции конденсаторной батареи l.

Введение двух аналого-цифровых преобразователей, соединенных своими выходами с входами ППЗБ, запрограммированного определенным образом, позволяет для любых конкретных значений выходного напряжения и тока нагрузки получить те необходимые значения выходных логических сигналов запоминающего блока, при которых контролируемый параметр (выходное напряжение) примет заданное значение.

Определение необходимой мощности конденсаторной батареи (а стало быть, и тех секций, которые должны быть включены для получения этой мощности) производится устройством до ближайшей возможной коммутации, что позволяет избежать перерегулирования. Процесс регулирования уже не носит колебательного характера. Это позволяет повысить устойчивость и быстродействие работы устройства.

Составитель О.Наказная

Редактор M.Öèòêèíà Техред О.Ващишина Корректор F..Ñèðîõìàí

Заказ 3144/44 Тираж 863 Подписное

ВН1П1ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 1ИП1 "П» ент", г.ужгород, ул.Проектная. 4