Устройство для управления широтно-импульсным регулятором переменного тока
Изобретение позволяет повысить надежность устройства для управления широтно-импульсньм регулятором переменного тока за счет исключения бросков тока намагничивания при включении. Это достигается тем, что .в схему управления вводят -блок формирования 8. С датчика фазы напряжения 1 на входы блока 8 поступают импульсы в моменты времени, соответствующие фазе сетевого напряжения (Л к to 4 СО 05
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (5И 4 Н 02 И 5/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ВИ )у., Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736930/24-07 (22) 07. 05.84 (46) 15.04.86. Бюл.. - 14 (71) Чувашский государственный университет м. И.Н. Ульянова (72) В.М. Яров, А.В. Абрамов, .В.Г. Захаров и Е.Ф. Шеин (53) 621.316. 727 (088.8) (56) Гордеев В.Д. и др. Регулятор мощности для электрической термической обработки стекла. — Стекло и керамика. 1981, ¹ 6, с. 26-28.
Авторское свидетельство СССР № 877784, кл. Н 02 P 13/30, 1979.
„„SU„„1224926 А (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНО РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение позволяет повысить надежность устройства для управления широтно-импульсным регулятором переменного тока за счет исключения бросков тока намагничивания при включении. Это достигается тем, что в схему управления вводят блок формирования 8. С датчика фазы напряжения 1 на входы блока 8 поступают импульсы в моменты времени, соответствующие фазе сетевого напряжения
1 2г, 9? 6
90 и 27Cl зл, град. 0 выходя GJIGKP„8 через генератор напряжения 2 ь.тупенчатой формы поступает си- íà-ë,на пороговый элемент 3„ которььй устанавливает триГГер 7 т3 единичное состояние. Б результате блок 8 раз:. реьуает рабату BlьхОднаГО 5 .илителя 10 с фазавым углом 90 эл. Град. При
Р -, Е- .e 5 Be ?IBIIPSr?!сЕКИЯ I ЕНЕаатаpа ? И напряжения задания срабатывает эдеме.-т сравнения ц . в результате чего
Иза бретение относится к электротехььике B ца с тиос I II j(устройств а bë упраьления цьиьзоткв-"импульсными ре-ну. ьяторами напряжения переменног0
Т ОКс
П1еззььо изобретения являе i cJI по?зыЬЯЕНИЕ Ка1" ЕжкаСТБ За СЧЕТ ьЬСКЛЮЧЕ.":Ь";Я бросков т Ока ."Вмагььичиваьпья ььри
Г Кз?ЗО -ЬЕгЬИИ,.
:1а фььг,, ", приведена фукь;циока I!»вЂ”
Нан СьХЕма УCTPOACTBBI 1ПРа?ЗЛЕКИЯ 1 ЬИ ратко-импульсным регуляторам; ка фиг,.2 — принципиальная схема бло-ка формирования интервала включен-ного состояния тиристоров; на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы.
Устройс.тва содержит ра.:чик 1 фа-зы нагряжения, вырабатывающий коротки» импульсы в моменты времени. соответствующие фазе сетеногc) ."Нагьряжеки51 90 и 270 эл. Град, . ь екера=a!op 2 напряжения ступеььчатой формы, пороговый орган 3, элемент сравн ния ."„ элементы 5 и 6 И, триггер 7, блок формирования 8 интервала включеннаГО Состояния тиристоров, гене ратор 9 высокочастотных импульсов, выходной усилитель 10.
Устройство управления работает следуьрщим образом.
С первого и второго выходов датчика 1 ь1?азьь напряжения на первый и т Р; Гий вхадьь блоь-g формираз- ььь;лт интервала включенного состояния тиристоров поступают короткие импульсы в моь.ьенты времени, соответствую-. щие фазе сетевоГО напряжениЯ 90 i
?l0 эл:град ° „ с IIepBQIO выхаца ала ка фармировакия 8 интервала вкпюгри гьомощи логических элементов блок
8 запрещает прохождение импульсов генератора 9 ка вход усигьителя 10.
Б слецующие моменты Bõëþ÷e÷èå "силителя производььтся В моменты времени
90 н 2/ О эл,.г ?ад., когда переходный процесс при включении отсутствует, е псскольку перед включением сердечь.èê трансформатора размагкичек, та Выбросы така ььамагкьлцьь?за::ьи51 атсутс.твуют, 4 ил. ценного состояния тиристopGB импульСЬЬ ПОСтузьаит Ка ВХод .ЕКЕратара 2 .-ьаП.зя?."ЕНИЯ СТУПЕНЧВТаЬЬ Ц?СЬрМЫ СИН храяизируя его с частотои питающеи
eетл, Б конце периода и:?яжекия ступенча :. ой формы в мамен1 ?времени :,:(фьлг,. ?? Срабатывает пороговый
op:oüII 0 и устанавлнвае" триггер 7 з единиц:=.ае состояние и блек фарми150 -! -14 я 0 ин" еова ьа Вкрьу е. -.:НО г а ас таяния ьиристо?рав разрсщает работу выходног0 силителя 11 О с фазовым углом 90 эл., град. При равеььстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания V, (момент с, ? срабатывает =-лемент сравкеьзия -. и кОРОткий импульс с фазавым УГлом
270 эл,град. с перво? выхсда блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристаров -:ерез первый э,71.еь ьент II 3 проходит ь. а Бха;Ц три 0ãåû 7 Ф который устакавлиВается
В нулевое состояние, блок й?ь?риирования 8 интервала включенного состояния тиристоров загьрещает прохождение импульсов генератора 9 Высокочастотных импульсов через второй элемент И 6 на вхоц выходного усилителя 10. Б момент времени,:, ка первый вход блока формирования 8 интервазпа включенного состояния тиристс?ра поступает очередной имп льс ь,,а -ьовым углом 90 эл.!-.paq v на ее
B Y 0I?0i ьзыходе появляется кратковремеь:.Ный сигнал, разрепающкй работу выходного усилителя 10.
?5 i,,OjIBHI вре 5»HB? Г . Сь?абатывает параговььй opi àB 3 и триг -:"p 7 уста1224926
55 навливается в единичное состояниеи схема формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град.
В момент времени te срабатывает схема сравнения 4 и короткий .импульс с фазовым углом 90 эл.град с первого выхода блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров через первый элемент И 5 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние и блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров запрещает работу выходного усилителя 10. После прихода очередного импульса с фазовым углом
270 эл.град. (момент -7) на втором выходе блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров появляется кратковременный сигнал, разрешающий работу выходного усилителя 10.
Таким образом, блок формирования
8 интервала включенного состояния тиристоров формирует угол задержки момента включенного выходного усили— теля 10 в первом периоде каждого интервала включенного состояния поочередно величиной 90 и 270 эл.град. (моменты времени .t<,t,tq ),а после окончания интервала включенного состояния кратковременно повторно включает
"выходной усилитель 10 с задержкой момента повторного включения на о
90 эл.град относительно последнего момента перехода напряжения питающей сети через нуль на интервале включенного состояния (моменты,, 7 t Принципиальная схема блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров содержит триггер 11, двухвходовые элементы И-НЕ 12, 13 и 14, трехвходовые элементы И-НЕ 15 и 16, формирователь 17 импульсов по срезу входного сигнала, эдновибратор 18, элементы НЕ 19 и 20 и элемент ИЛИ 21. Блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров работает следующим образом. Предположж, что в момент времени t (фиг. 3 и 4) пороговый орган 3 устанавливает триггер 7 в единичное состояние, а триггер 11 — в нулевое состояние. С инверсного выхода Т-триггера уровень логической единицы поступает на второй вход 24 50 второго и третьего элементов И-НЕ 13 и 15, а с прямого выхода уровень логического нуля — на второй вход первого и четвертого элементов И-НЕ 12 и 16. С выхода пятого элемента И-HE 14 импульсы с фазовым углом 270 эл.град. поступают на вход генератора 2 напряжения ступенчатой формы. С выхода триггера 7 уровень логической единицы поступает на первый вход элемента ИЛИ 21. При этом на выходе элемента ИЛИ 21 появляется уровень логической единицы, разрешающий работу выходного Ю усилителя 10 с фазовым углом 90 эл.град. При равенстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания V (фиг.3) срабатывает схема сравнения 4 и очередной импульс с фазовым углом 270 эл.град. с выхода пятого элемента И-НЕ 14 через первый элемент И 5 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние и элемент ИЛИ 21 запрещает работу выходного усилителя 10. Одновременно с этим короткий импульс с выхода формирователя 17 импульсов по срезу выходного сигнала запускает одновибратор 18 (момент tz). В момент времени t одновременно на всех входах третьего элемента И-НЕ 15 устанавливается уровень логической единицы, поступающий с первого выхода датчика 1 фазы напряжения, инверсного выхода Т-триггера 11 и с выхода одновибратора 18. На выходе третьего элемента И-НЕ 15 появляется уровень логического нуля, который после инвертирования элементом НЕ 19 поступает на третий вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого высокий логический уровень разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. В момент времени третий элемент И-HE 15 закрывается уровнем логического нуля, поступающим с первого выхода датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора 18 и на его выходе устанавливается высокий логический уровень. При этом сигнал с выхода элемента ИЛИ 21 запрещает работу выходного усилителя 10. В момент t5 пороговый орган устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Элемент ИЛИ 21 разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. Одновременно с этим с выхода пятого элемента И-НЕ 14 на 1 224 5 вход генератора 2 напряжения ступенчатой формы поступают импульсы с фазавым углом 90 эл.град. При равенстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания Ч, (момент t g) срабатывает элемент сравнения 4 и очередной импульс с фазовым углом 90 эл.град. через первый элемент И 5 возвращает триггер 7 в исходное состояние, а элемент ИЛИ 21 запрещает 10 работу выходного усилителя 10. Одновременно с этим запускается одновибратор 18. В момент времени ty на всех входах четвертого элемента И-НЕ 16 устанавливается высокий ло- 15 гический уровень, поступающий с прямого выхода Т-триггера 11 со второго входа датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора. На выходе четвертого элемента И-HE 16 появля- 20 ется уровень логического нуля, который после инвертирования элементом НЕ 20 поступает на второй вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого высокий логический уровень разрешает 25 работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. В момент времени ta четвертый элемент И-НЕ 16 закрывается уровнем логического нуля, поступающего со второго вы- З0 хода датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора 18, и íà его выходе устанавливается уровень логической единицы. При этом сигнал с выхода элемента ИЛИ 21 запрещает ра- З5 боту выходного усилителя 10. Следующий цикл работы регулятора начинается с фазовым углом 90 эл.грац.. Использование нового узла — блока формирования интервала включенно- го состояния тиристоров позволяет повысить надежность и энергетические показатели по сравнению с известным устройством, поскольку при включении трансформаторной нагрузки воз- 45 никают выбросы тока намагничивания, которые могут вызывать ошибочные срабатывания систем защиты, приводить к повышенному нагреву трансформатора, снижать коэффициенты мощ- 50 ности питающей сети. В предлагаемом устройстве выбросы тока намагничивания отсутствуют, так как перед включением сердечник трансформатора размагничен, а вклю- 55 чение производится в моменты времени 90 и 270 эл.град. Переходный процесс при включении отсутствует. 9 6 Формула изобретения Устройство для управления широтно-импульсным регулятором переменного тока, содержащее датчик фазы сетевого напряжения с первым выходом, соответствующим 90 эл.град. и вторым выходом, соответствующим 270 эл .град., генератор напряжения ступенчатой формы, один из выходов которого подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого предназначен для подключения сигнала задания, триггер, один из входов которого подключен к выходу порогового органа, а другой вход — к выходу первого элемента И, выходной усилитель, ко входу которого подключен выход второго элемента И, вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности за счет исключения бросков тока намагничивания при включении, в него введен блок формирования интервала включенного состояния тиристоров,содержащий триггер, пять элементов И-НЕ, одновибратор, элемент ИЛИ, два элемента НЕ, первые входы первого и второго элементов И-НЕ, каждый из которых соединен с соответствующими входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, первый вход элемента ИЛИ и счетный вход триггера являются входами блока формирования интервала включенного состояния тиристоров, прямой выход триггера подключен ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, а инверсный выход триггера подключен ко вторым входам третьего и второго элементов И-НЕ, третьи входы которых подключены к выходу одновибратора, вход которого через формирователь импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого через первый элемент HE подключен к выхоцу четвертого элемента И-НЕ, а третий вход через второй: элемент НЕ подключен к выходу третье ro элемен" à И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу пятого элемента И-HF., выход второго элемента И-НЕ подключен ко второму входу пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом блока формирования интервала включенного состояния тиристоров, подключенным ко второму входу первого элемента И и ко входу генератора напряжения ступенчатой формы, вторым выходом блока формирования. интервала включенного состояния тиристоров является выход элемента ИЛИ, который подключен ко второму входу второго элемента И, первый и 1 224926 третий входы блока формирования интервала включенного состояния тиристоров подключены соответственно к первому и второму выходу датчика фазы напряжения, второй вход блока формирования включенного состояния тиристоров подключен к выходу триггера,ачетвертый еговход подключен к выходу порогового органа. 12Z4926 12249Z6 Составитель Е. Калинкин Техред И.Попович Корректор М Демчик Редактор Н. Горват Заказ l959/54 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4
