Преобразователь переменного напряжения для регулирования мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования мощных печей с электронагревателями и электродвигателей . Цель изобретения - обеспечение более-равномерного распределения потребляемой и передаваемой в нагрузку энергии по периоду регулирования. Устройство содержит источник 1 питания .переменным напряжением, исполнительный блок (ив) 2 на тиристорах, схему И 3, формирователь 4 синхроимпульсов , матричный коммутатор 5 и распределитель 6 управляющих импульсов (РУН). ИБ 2 включен в цепь источника 1 питания последовательно с нагрузкой и служит для регулирования среднего значения тока в нагрузке. Сигнал с выхода схемы И 3 управляет работой ИВ 2. Формирователь 4 синхроимпульсов подключен входом к источнику 1 питания, а выходом - к первому входу схемы И 3 и вырабатывает короткие стробирующие импульсы напряжения на уровне логической 1 в начале каждого полупериода питающего напряжения. Матричный коммутатор 5 содержит набор программ для работы (Л N9 il; 00 о Од 00

„;SU„„3 243068

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 ор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA,(21) 3660143/24-07 .(22) 05.11.83 (46) 07..07.86. Бюл. У 25 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) В.В. Грунт, Е.П. Венжега, В.В. Минеев н В.Г. Письменный (53) 621,314.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 444166, кл. G. 05 D 23/19, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 873353, кл. Н 02 М 5/22, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования мощных печей с электронагревателями и электродвигателей. Цель изобретения — обеспечение более. равномерного распределения (д11 4 Н 02 М 5/22, G 05 F 1/66 потребляемой и передаваемой в нагрузку энергии по периоду регулирования.

Устройство содержит источник 1 пита-. ния .переменным напряжением, исполнительный блок (ИБ) 2 на тиристорах, схему И 3, формирователь 4 синхроимпульсов, матричный коммутатор 5 и распределитель 6 управляющих импульсов (РУИ). ИБ 2 включен в цепь источника 1 питания последовательно с нагрузкой и служит для регулирования среднего значения тока в нагрузке.

Сигнал с выхода схемы И 3 управляет работой ИБ 2. Формирователь 4 синхроимпульсов подключен входом к источнику 1 питания, а выходом — к первому входу схемы И 3 и вырабатывает короткие стробирующие импульсы напряжения на уровне логической 1" в начале каждого полупериода питающего напряжения. Матричный коммутатор 5 содержит набор программ для работы

12

ИБ 2 и входит в состав РУИ 6, который включает также счетчик 7 импульсов и дешифраторы 8, 9 строк и столбцов соответственно. РУИ 6 в зависимости от кода относительного значения средней мощности, поступающего с выхода датчика 10 кода, выдает соответствующую последовательность управляющих импульсов.на второй вход схемы И 3. Указанное выполнение РУИ 6

43068 и соецинение элементов устройства обеспечивают открывание тиристоров

ИБ 2 в течение одного цикла лишь на те периоды питающего напряжения, которые будут разрешены матричным коммутатором 5. Рациональный выбор этих периодов обеспечивает наиболее равно мерное во времени выделение энергии в нагрузке, улучшая режим ее работы и работы источника питания. 2 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах регулирования мощных печей с электронагревателями и электродвигателей.

Целью изобретения является обеспечение более равномерного распределения потребляемой и передаваемой в нагрузку энергии по периоду регулирования.

На фиг. l приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — график :распределения импульсов мощности на выходе.

Преобразователь содержит включенный в цепь источника 1 переменного напряжения последовательно с нагруз-. кой исполнительный блок 2 на тиристорах служащий для регулирования среднего значения тока в нагрузке, схему И 3, сигнал с выхода которой управляет работой исполнительного блока на тиристорах, формирователь 4 синхроимпульсов, подключенный входом к источнику переменного напряжения, а выходом — к первому входу схемы И и вырабатывающий короткие стробирующие импульсы напряжения на уровне логической 1" в начале каждого полупериода питающего напряжения, матричный коммутатор 5, содержащий набор программ работы исполнительного блока на .тиристорах, и распределитель 6 управляющих импульсов, включающий в себя матричный коммутатор 5, счетчик 7 импульсов, дешифратор 8 строк и дешифратор 9 столбцов, при этом распределитель управляющих импульсов в зависимости от кода относительного значения средней мощности и поступающего с выхода датчика 10 ! кода относительного значения средней мощности выдает соответственную последовательность управляющих им5 пульсов на второй вход схемы И, дешифратор 8 строк производит выбор той или иной строки матричного коммутатора 5 в соответствии с кодом, де.шифратор 9 столбцов производит переключение столбцов матричного коммутатора 5 синхронно с частотой следования импульсов формирователя 4 по коду, поступающему на него с выхода счетчика 7, управляющего работой дешифратора столбцов синхронно. с частотой переменного напряжения источника 1.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 переменного напряжения на исполнительный блок 2 на тиристорах непрерывно поступает питающее напряжение, которое может быть подано через исполнительный блок на тиристорах к нагрузке лишь при наличии управляющих импульсов на выходе схемы И 3. На один из входов схемы И поступают стробирующие импульсы формирователя 4, вход которого подклю30 чается к источнику. 1 переменного напряжения.

Благодаря тому, что формирователь вырабатывает стробирующие импульсы строго вначале .каждого полупериода питающего напряжения (при переходе переменного напряжения через нулевой уровень)., отпирание тиристоров может произсйти лишь вначале периода. Однако отпирание тиристоров происходит лишь в том случае, когда и на второй

1243068 вход схемы И поступает управляющий сигнал с выхода матричного коммутатора 5. Последний содержит N адресных шин строк и M адресных шин столбцов.

В избранных перекрестьях (узлах) . адресных шин включены двувходовые схемы совпадения И, все выходы которых объединены в одну схему ИЛИ, вы» ход которой является выходом матричного коммутатора, соединенного с вторым входом схемы И 3. При подаче на вход дешифратора 8 кода относительного значения средней мощности, выделяемой в нагрузке за единицу времени, равную длительности одного цикла работы регулятора (длительность цикла равна длительности М периодов питающего напряжения), дешифратор 9 вьщает напряжение, соответствующее логической "1",на один из входов N коммутатора, разрешая сработать схемам И, установленным в узлах этой строки °

На адресные шины столбцов подаются единичные сигналы с дешифратора 9, входы которого присоединены к разрядным выходам счетчика 7. Последний имеет емкость, равную M. При поступлении на его вход импульсов с формирователя 4 на выходах счетчика устанавливаются коды номера периода в цикле от 1 до М, благодаря чему дешифратрр 9 подает напряжение логичес кой 1 циклически на все входы столбцов коммутатора, как бы производя.опрос по строке и включая поочередно все. схемы И, находящиеся в строке, на которую с дешифратора !! строк подано напряжение логической 4.

Таким образом, в течение одного цикла тиристоры исполнительного блока 2 открываются лишь на те периоды питающего напряжения, которые разре-. шены матричным коммутатором 5.

Рациональный выбор этих периодов при изготовлении матричного комму6 татора 5 обеспечивает наиболее равномерное во времени выделение энергии в нагрузке, чем улучшается режим ее работы и соответственно наиболее равномерно нагружается источник переменного напряжения, Изменяя код на выходе датчика IO, можно изменять номер строки и тем самым количество и последовательность периодов питающего напряжения, поступающих на на-. грузку (ТУВыХ) °

20 содержащий исполнительный. блок на

25 тиристорах, включенный между вход30

5 !

О

В качестве примера (фиг. 2) приведены временные положения периодов питающего напряжения на нагрузке в зависимости от кода относительной мощности для числа периодов в цикле

M=8. Число периодов в цикле желательно выбирать равным 2, так как при этом все устройства легко выполняют-. ся на базе стандартных логических элементов. Его не следует брать ниже

8, так как регулирование будет происходить слишком грубо. Очевидно, число периодов в цикле нерационально выбирать больше 64, так как при этом значительно возрастает число элемен- тов дешифратора, не принося существенного выигрыша в точности регулирования. формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения для регулирования мощности, ным и выходным выводами, управляющий вход которого подключен к выходу схемы И, первый вход которой: соединен с выходом формирователя. синхроимпульсов, вход которого соединен с

Ю входными выводами, кроме того, датчик кода относительного значения средней мощности, счетчик импульсов, съемный вход которого подключен к выходу формирователя синхроимнульсов., а выход " к входу распределителя управляющих импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы И, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения более равномерного распределения потребляемой и передаваемой в нагрузку энергии по периоду регулирования, распределитель управляющих импульсов выполнен в виде матричного. коммутатора, дешифратора столбцов и дешифратора строк, при этом вход дешифратора строк соединен с датчиком кода относительного значения средней мощности, вход дешифратора столбцов соединен с выходом счетчика импульсов, а выходы дешифратора строк и дешифратора столбцов соединены соответственно с входом адресных шин строк и входом адресных шин столбцов матричного коммутатора, выход которого формирует выход распределителя управляющих импульсов.

1243068

Дбоочный код оююРй71

ОРР

7ЯО

У Г,7 4 Х 6 7 8 1 Г .7 4 Х 6 7 8 1 Р 3 4

ЩЫ,Г

Составитель И. Головинова

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Олейник КорректоР A ° Обручар

Зака 3714/54 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