Фазорегулятор

 

Изобретение относится к области электротехники и применяться в устройствах электропитания различной аппаратуры и электропривода. Цель изобретения - повьшение стабильности фазового сдвига выходно го напряжения и улучшение его фор№1. Фазорегулятор содержит инвертор 1, регулирующий орган 2 дискретного действия, генератор 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, цифроаналогоt/U/f/ (Л uSbtJt иг. f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3818046/24-21 (22) 26.11.84 (46) 23.04.86. Бюл. У 15 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.В. Юдин и Ю.А. Черных (53) 621.316,722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 190470, кл. G 05 F 1/20, 1965.

Авторское свидетельство СССР

У 983672, кл. G 05 F 1/20, 1981.

1226424 А (51) 1 С 05 F 1/20 (54) ФАЗОРЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к области электротехники и мож .т применяться в устройствах электропитания различной аппаратуры и злектроприьода.

Цель изобретения — повышение стабильности фазового сдвига выходного напряжения и улучшение его формы.

Фазорегулятор содержит инвертор 1, регулирующий орган 2 дискретного действия, генератор 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 5, компаратор 6 напряжений, усилитель 7, блок 8 измерения, RS-триггер 9, выпрямитель

10, фильтр 11 постоянного тока, делитель )2 напряжения, формирователь 13 импульсов, блок 14 сравнения и генератор 15 синусоидальных

1226424 колебаний, Достижению поставленной цели способствует введение в фазорегулятор выпрямителя, фильтра постоянного тока, делителя напряжения и образование новых связей. В описании приведены временные диаграммы работы фазорегулятора. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры и электропривода.

Цель изобретения — повышение стабильности фазового сдвига выход ного напряжения, а также улучшение

его формы, На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого фазорегулятора на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие принцип стабилизации фазового сдвига выходного напряжения.

На диаграммах фиг. 2 представ-, лены: а — входное напряжение сети

Uä„, 5 - напряжение на выходах выпрямителя Б ы„и делителя U напряжение U на выходе узла сравнения; - напряжение U „ на выходе формирователя импульсов; — напряжение U < на выходе триггера;

8 - напряжение Uä„ íà выходе инвертора; ж - напряжение Б, „ на вы ходе генератора синусоидальйых колебаний; ф — выходное напряжение Б,„ фазорегулятора. На диаграммах фиг. 3 изображены: и напряжение на выходах выпрямителя и

1 делителя при частоте Q

1 напряжение на тех же выходах при

1 стоте сети яз= Т

Фазорегулятор содержит инвертор

1, регулирующий орган 2 дискретного действия, генератор 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, цифроаналоговый преобразователь .5, компаратор

6 напряжений, усилитель 7, блок 3

I5

ЗО

3!i

40 измерения, RS-триггер 9, выпрямитель 10, фильтр 11 постоянного тока, делитель 12 напряжения, формирователь 13 импульсов, блок 14 сравнения, генератор 15 синусоидальных колебаний, Счетный вход счетчика 4 импульсов соединен с выходом генератора

3 импульсов. Выход регулирующего органа 2 и вход блока 8 измерения подсоединены к выходным зажимам фаэорегулятора, вход инвертора подключен к входным зажимам фазорегулятора, а его выход — к входу регулирующего органа 2, причем управляющий вход инвертора 1 соединен с выходом триггера 9, S-вход которого соединен с выходом блока

14 сравнения, соединенным также с синхронизнрующим входом генератора

15 синусоидальных колебаний, подключенного своим выходом к другому входу блока 8 измерения, выход которого соединен с входом усилителя

7. Вход формирователя 13 импульсов подключен r< входным зажимам фазорегулятора и входу выпрямителя 10 соединенного выходом,с первым.вхо- дом блока 14 сравнения непосредственно и через фильтр 11 постоянно".о тока и делитель 12 напряженияс вторым его входом. Входы цифроаналогового преобразователя 5 и управляющие входы регулирующего органа 2 подключены к выходам счетчика 4. Управляющие входы счетчика

4 соединены с выходами компаратора

6 напряжений, один из входов которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 5, другой через усилитель 7 - к выходу блока

8 измерения.

1226424

Инвертор 1 выполнен на управляе" мых ключах, соединенных по мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к входным зажимам фазорегулятора, а другая - к входу регулирующего органа дискретного действия, Управляющие входы ключей противоположных плеч мостовой схемы объединены в узлы, при этом один из узлов подключен к выходу триггера

9 непосредственно, а другой — через логический инвертор К155ЛАЗ.

Регулирующий орган 2 дискретного действия выполнен в виде совокупности трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены согласнопоследовательно. Параллельно первичной обмотке каждого трансформатора подключен управляемый ключ первой группы. Начала первичных обмоток всех трансформаторов через управляемые ключи второй группы соединены с одним из выходов инвертора 1, а концы этих обмоток объединены в узел и соединены с вторым выходом инвертора.

Управляющий вход каждого ключа первой группы через логический инвертор К155ЛАЗ подключен к управляющему входу ключа второй группы, соединенного с обмоткой того же трансформатора. Количество трансформаторов и в регулирующем органе 2 определяется требованиями, к качеству выходного напряжения. Чем меньше должно быть отклонение выходного напряжения от эталонного, тем большее число трансформаторов должно быть в схеме.

Управляемые ключи инвертора 1 и регулирующего органа 2 дискретного действия выполнены на транзисторах, включенных в диагонали постоянного тока диодных выпрямительных мостов, Формирова."ель 13 импульса собран на трансформаторе, в первичную обмотку которого включен резистор, а к вторичной подсоединен выпрямительный мост.

Фазорегулятор работает следующим образом.

На входы инвертора 1, выпрямителя 10 и формирователя 13 импульсов поступает напряжение сети U вх (фиг, 2g) . С выхода выпрямителя 10 напряжение Uв,д (фиг. 25 ) поступает на первый вход блока 14 сравнения и

5 !

О

f5

50 через фильтр ) постоянного тока и делитель 12 (фиг. 2S) — на второй его вход. Импульсы (фиг. 26) с выхода блока 14 сравнения подаются на вход генератора 15 синусоидальных колебаний, синхронизируя.его работу (фиг. 2ж). Эти же импульсы U (фиг. 21,) подаются на Б-вход триггера 9, на R-вход которого поступает напряжение U@u(фиг. 2z) от формирователя 13. При,этом выходное напряжение U,„ (ôèã. 2Ч) так управляет ин-/ вертором 1, что полярность напряжения Б„„в (фиг. 2е) на его выходе совпадает с полярностью напряжения

U„ (фиг. 2ж) генератора 15 синусои дальных колебаний ° Цифровой код с выхода счетчика 4 поступает одновременно на управляющие входы регулирующего органа 2 и на входы цифроаналогового преобразователя 5. Этот код управляет коэффициентом передачи регулирующего органа 2, а также преобразуется цифроаналоговым преобразователем 5 в аналоговое напряжение, поступающее на вход компарато ра 6. Компаратор сравнивает напряжение с выхода цифроаналоговаго преобразователя с напряжет.

-нием генератора 15 синусоидальных колебаний, поступающих через усилитель 7. На выходе компаратора 6 возникает сигнал рассогласования, соответствующий появлению сг-налов

"Лог. 1" на входе "+" счетчика 4 и "JIor. 0" на вх-.;де "-", при условии, если сигнал преобразователя

5 меньше сигнала блока сравнения, и появлению инверсных сигналов на указанных входах, если сигнал преобразователя 5 больше сигнала блока

8 измерения. Эти сигналы регулируют режим рабаты счетчика 4 (сложение и вычитание) таким образом, что вызванное изменением кода счетчика изменение коэффициента передачи регулирующего органа 2 дискретного действия приводит к приближению формы выходного напряжения к эталонному сигналу генератора 5 синусоидальных колебаний П, „

Принцип стабилизации фазового сдвига заключается в следующем.

При изменении периода колебаний напряжения сети от Т, до Т (фиг.

3) фазовые сдвиги, соответствующие этим периодам, определяются соотношениями!

226424

2ь (= — -с

2 ь

1 Т i>У

Фо р мул а из о бр е т е ни я где t, и t< — интервалы времени от начала полупериода до момента раненстна выпрямленного напряжения

U „,„напряжению на выходе делителя

U . Эти интервалы определяются выр аж ения ми

1О

Т . Uв

t - †arcsin27i !1 >ып >ау

Т> . Uâ

=- — arcs in-"- —"—

2 и U эы >»ак

Из (!) и (2) получают !!а г (3) вью àõ т.е. фазовый сдвиг не зависит от частоты напряжения сети.

Иэ соотношения (3) можно также заключить следующее. Так как отношение напряжений U< и Uâûï а не зависит от напряжений питающей сети и определяется лишь коэффициентом передачи делителя,. фазовый сдвиг не зависит от напряжения сети. Изменяя величину коэффициента передачи делителя 12 напряжений путем изменения

30 положения подвижного контакта потенциометра, можно осуществлять регулирование фазового сдвига выходного о напряжения в пределах 0-90 .Таким образом, фазорегулятор позволяет обеспечивать стабильный фазовый З5 сдвиг выходного напряжения, независимый от амплитуды и частоты входного напряжения сети.

Форма выходного напряжения в фазорегуляторе определяется формой напряжения генератора синусоидальных колебаний. Поскольку генератор имеет малый уровень искажений напряжения.,малыми искажениями обладает и выходное напряжение фазорегулятора.

Фазорегулятор, содержащий последовательно соединенные между входными и выходными зажимами иннертор и регулирующий орган дискретного действия, а также усилитель, вход которого соединен с выходом блока измерения, подключенного одним входом к выходным зажимам фаэорегулятора, при этом выход усилителя соединен с одним иэ входов компаратора напряжения, другой вход которого через цифроаналоговый преобразователь подсоединен к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия и к выходу реверсивного счетчика, упранляющие входы которого соединены с выходами компаратора напряжений, а счетный вход — с выходом генератора импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности фазового сдвига выходного напряжения и улучшения его формы, в него введены соединенные последовательно выпрямитель фильтр постоянного тока и делитель напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом выпрямителя, подключенного своим входом к входным зажимам фаэорегулятора а также генератор сину1 соидальных колебаний, формирователь

1 импульсов и RS-триггер, выход которого соединен с управляющим входом инвертора, R-вход - с выходомформиронателя импульсов, S-вход — с выходом блока сравнения и синхронизирующим входом генератора синусоидальных колебаний, подсоединенного своим выходом к другому входу блока измерения,причем вход формирователя импуль-, сов подключен к входным зажимам фаэорегулятора.

1226424

Х о

Ю и, О

2 Ца

О и, О ин8

Ж цгск

1226424

И5ып/

4ЬГ 2

Составитель М. Катанова

Редактор Е. Папп Техред И.Верес Корректор Т. Колб

Заказ 2132/47 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,у л, Проектная, 4