Устройство импульсного регулирования мощности в @ -фазной сети без нейтрали

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для дискретного регулирования мощности электротермических установок, подключенных к трехфазной сети без нейтрали. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и повышение точности регулирования. Регулирование мощности осуществляется изменением целого

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4. G 05 F 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 596930 (21) 39? 0232/24-07 (22) 01.07.85 (46) 23.11.86. Бюл. и 43 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Н.А.Оболенцев и В.А.Скаржепа (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 596930, кл. G 05 F 1/66, 1976.

ÄÄSUÄÄ 1272327 А 2 (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ B ю — ФАЗ НОЙ СЕТИ

БЕЗ НЕЙТРАЛИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для дискретного регулирования мощности электротермических установок, подключенных к трехфазной сети без нейтрали. Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и повышение точности регулирования. Регулирование мощности осуществляется изменением целого

12723 числа периодов напряжения сети, на которое нагрузка подключается к сети

2 с помощью вентилей 11-13. Время включенного состояния вентилей 11-13 в течение интервала регулирования определяется формирователем импульсов

4, выход которого через трехтактный распределитель 5, схемы совпадения

7-9 и шифратор 10 соединен с управляющими электродами вентилей 11-13.

27

Каждый интервал регулирования делителя счетчиком 27 на ряд подинтервалов.

Через счетчик 24, сумматор 25 и регистр 29 управляющий сигнал с шины сигнала управления 26 оказывает управляющее воздействие на формирователь импульсов 4 в начале каждого подинтервала, эа счет чего улучшаются динамические характеристики и повышается точность регулирования. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для дискретного регулирования мощности электротермических установок, подключенных к трехфазной сети переменного тока без нейтрали и является усовершенствованием известного по авт. св.

Ф 596930.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и повышение точности регулирования за счет уменьшения времени запаздывании.

На фиг. I представлена блок-схема устройства импульсíîro регулирования мощности; на фиг. 2 — схема синхронизатора.

Устройство содержит синхронизатор 1, соединенный своими входами с шинами А, В, С сети 2, а тактовым выходом — с входом первого счетчика

3, выход которого соединен с тактовым входом формирователя 4 импульсов управления, а его выход соединен с входом трехтактного распределителя 5 и вхопом "Установка 1" триггера 6. Выходы распределителя

5 соединены с вторыми входами схем

И 7 — 9, первые входы которых подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора 1, третьи входы — к прямому выходу триггера 6, а выходы — ко входам шифратора 10, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей 11 — 13, подключенных последовательно с частями

14 — 16 нагрузки к сети 2. Кроме того, вход второго счетчика 17 соединен через схему ИЛИ 18 с выходами схем 7 — 9, а выход его подключен к

2 входу "Установка 0" триггера 6.Шифратор 10 содержит схемы ИЛИ 19 — 21 .входы которых соединены с его входом, причем с первым входом соединены входы схем 19 и 20, с вторым входом входы схем 20 и 21, с третьим входом— входы схем 21 и 19, а выходы этих схем являются выходами шифратора 10.

Кроме того, параллельные входы 22 и

10 23 третьего счетчика 24 и накапливающего сумматора 25 соединены соответственно с (< †) старшими и . > младшими разрядами шины 26 сигнала управления, параллельные входы четвертого

15 счетчика 27 соединены с (и -S) старшими разрядами шины 28 сигнала дли.тельности интервала регулирования, счетный вход его — с выходом первого счетчика 3, выход — с входами записи

20 третьего счетчика 24 и накапливающего сумматора 25, выход переноса которого соединен с суммирующим входом третьего счетчика 24, вход записи регистра 29 соединен с выходом чет25 вертого,счетчика 27 через цифровой элемент 30 задержки, информационные входы регистра 29 соединены с выходами третьего счетчика 24, а выходы — с информационными входами фор30 мирователя 4 импульсов управления.

Синхронизатор 1 содержит формирователи 31-1, 31-2, 31-3 синхроимпульсов и схему ИЛИ 32. Выходы 33 синхронизатора 1 подключаются к фазам сети 2. Синхронизирующие выходы

34 соединяются с входами элементов

И 7 — 9. Тактовый выход 35 синхронизатора соединяется с входом счетчика 3.

1272

Каждый формирователь синхроимпульсов содержит трансформатор 36, двухполупериодный выпрямитель 37, ограничитель 38 амплитуды, инвертор 39.

Синхронизатор 1 формирует импульсы, 5 соответствующие переходу через нуль напря>кения сети.

При появлении напря>кения на шинах сети 2 синхронизатор 1 генерирует синхроимпульсы, совпадающие с моментами переходов через нуль напряжений фаз сети, которые поступают на вход счетчика 3 и на первые входы соответствующих схем 7 — 9. Счетчик 3 формирует импульсы синхронизации формиро- 15 вателя 4 делением частоты входных синхроимпульсов на целое число, что позволяет ограничить наибольшее значение мощности в нагрузке на нужном уровне.

Импульсы с тактового выхода син— хронизатора поступают на счетный вход четвертого счетчика 27, на па— раллельные информационные входы кото25 рого подключены (п — Я старших разрядов и -разрядного сигнала длительности интервала регулирования, код числа М/Л где д — некоторое число, на которое число 1 делится без остатка, определяющего длительность подинтервала = 1 /д, где

Т вЂ” длительность интервала регулиP рования. Четвертый счетчик 27 работает в режиме делителя частоты с коэф- 35 фициентом деления, равным числу л//Д на его параллельных входах, и формирует на своем выходе тактовые импуль.ы, период следования которых равен подинтервалу 1 . Каждым таким 40 импульсом в третий счетчик 24 и регистр 29 записывается число, выраженное и — S старшими разрядами сигнала управления к, поступающее на входы 22 третьего счетчика 24. Им— пульсы с тактового выхода синхронизатора 1 поступают также на тактовый вход формирователя 4, на параллельные входы которого подключены параллельные выходы регистра 29, парал- 50 лельные информационные входы которого соединены с выходами третьего счетчика 24. Формирователь 4 на своем выходе в течение подинтервала 1р =

=T/d формирует импульсную последо- 55

Р вательность, число импульсов которой в течение подинтервала 1 равно числу, выраженному и — S стар327 4 шими разрядами сигнала управления на его параллельных входах.

Импульсы управления с выхода формирователя 4 поступают на вход распределителя 5, чередующего поря— док подключения схем 7 — 9 к входам синхронизатора 1 во времени . Одновре;менно тактовые импульсы поступают

I на вход Установка 1 триггера 6, переключая его в единичное состояние.

Сигнал прямого выхода триггера поступает на все схемы 7 — 9, снимая запрет на их включение. Для включе— ния любой схемы 7 — 9 необходимо совпадение во времени сигналов на всех ее входах. Например, если в предыдущий момент времени до прихода тактового импульса подключена схема

9, то после прихода импульса распределитель 5 переключается в последующее состояние и подключает схему 7, отключив схему 9. Последующий тактовый импульс подключает схему 8, отключив схему 7 и т.д. В любом случае на выходе каждой из схем 7 — 9, подключенной в данный момент распределителем 5, последовательно во времени появляются импульсы, синхронные с моментами перехода через нуль напряжений соответствующих фаз сети.Так, при включении схемы 7 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с напряжение между фазами аЬ сети, на выходе схемы 8 при ее включении— импульсы, синхронные с напряжением между фазами Ьс, на выходе схемы 9— импульсы, синхронные с напряжением между фазами са

Количество импульсов мощности в течение подинтервала t = И /2

4 определяется длительностью включен— ного состояния триггера 6, которая определяется основанием счета второго счетчика 17, равным с на вход которого через схему ИЛИ 18 поступают импульсы с выходов схем 7, 8 или 9 (где I> — коэффициент деления счетчика 3, Т вЂ” период напряжения сети) .

Импульс с выходов схем 7, 8 или

9 поступает на входы шифратора 10, с его выходов подаются на входы управляемых вентилей 11 в 13. Каждый импульс поступает на входы двум схем

ИЛИ из трех, имеющихся в шифраторе, включая в течение полупериода сетевого напряжения два вентиля из трех.

Например, импульсы на выходе схемы

5 12723

7, совпадающие по фазе с моментами перехода через нуль напряжения между фазами О,Ь сети„поступают на входы сети 19 и 20, одновременно включая вентили 11 и 12 и подключая

5 части 14 и 15 нагрузки к фазам A u

Ь сети в течение одного полупериода сети. Импульсы на выходе схемы

8, синхронизированные с напряжением между фаз ами Ьс сети, одновременно О поступают на входы вентилей 12 и 13, подключая части 15 и 16 нагрузки к фазам 1э и с сети, а импульсы на

I выходе схемы 9 подключают аналогично части 16 и 14 нагрузки к фазам C и 15 а сети.

Длительность подключения нагрузки к сети на каждом подинтервале определяется количеством синхроим— пульсов, поступающим на один из вхо- 20 дов шифратора 10 и при коэффициенте деления счетчика 3, равном 1, каждый синхроимпульс подключает нагрузку на

Х -XS

Один полупериод т . e . .При д

=53 нагрузка подключается к сети в течение подинтервала на 53 полупериода сети.

Распределитель 5 обеспечивает равномерную загрузку фаз в пределах ЗО интервала . Например, если некоP торым тактовым импульсом с выхода формирователя 4 распределитель 5 устанавливается в состояние, при котором открыта схема И 7, и при этом нагрузка подключается к фазам аЬ, то следующим тактовым импульсом распределитель переключается, открывает .схему И 8, а нагрузка подключается к фазам 1 С сети и т.д. Ц)

Таким образом, устройство осуществляет чередование порядка использования фаз сети и потребление мощности от этих фаз во времени

P as — - P вс — - P са — эР ав

Возможен и иной, обратный порядок подключе ния фаз, что до с ти r ае т ся изменением направления переключения распределителя 5 ..

При работе устройства описанным образом выполняется 53 включения на подинтервале 1, содержащем 125 так— тов. На интервале Т = О 1 имеетсяя таким образом 53 0 включений, т.е. имеЕт место ошибка регулирования 7/1250, которая учитывается сле— дующим образом. Каждым импульсом с выхода четвертого счетчика 27 проис27 ходит суммирование числа, выраженного младшими разрядами сигнала управления, в накапливающем сумматоре 25. Например, первым импульсом в него записывается число = 7.

На выходе переноса накапливающего сумматора сигнал отсутствует, так как 7 (4 = 10. При этом на выходах третьего счетчика есть число 53, записанное в него этим же импульсом, и на этом подинтервале 1 распределяются 53 импульса мощности. Второй импульс снова записывает, в третий счетчик 24 число 53, а в накапливающий сумматор 25,. в котором уже записано число 7, добавляет это же число и при этом в соответствие с алгорит—

1 мом работы сумматора 25 на выходе

II

его переноса появляется сигнал Лог.

1 который поступив на суммирующий J ) вход третьего счетчика 24, увеличивает на единицу (до 54) его содержимое. Так как сигнал с выхода четвертого счетчика 27 поступает на вход записи регистра 29 через цифровой элемент 30 задержки, обеспечивающий запись информации с выхода третьего счетчика 24 после увеличения его содержимого на 1 сигналом с выхода переноса сумматора 25, то в регистр записывается число 54 и на втором подинтервале распределяются 54 импульса.

Разложение коэффициента деления

К на "грубую" К з и "точную" части позволяет суще стве нно

S уменьшить период ре гулиров ания и тем самым улучшить динамические характеристики устройства, причем статическая точность регулирования от этого не ухудшается, так как ошибка учитывается в последующих периодах регулирования.

Формула изобретения

Устройство импульсного регулирования мощности в н -фазной сети без нейтрали по авт. св. ¹ 596930, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повшшения точности регулирования за счет уменьшения времени запаздывания, введены третий и четвертый счетчики, накапливающий сумматор, регистр и цифровой элемент задержки, причем параллельные входы накапливающего сумматора и третьего счетчи7 1272327 8 ка соепинены с ь младшими и n — 5 писи третьего счетчика:и накапливастаршими РазРядами шины и -разрядно- ющего сумматора, выход переноса кого сигнала управления, параллельные торого соединен с суммирующим входом входы четвертого счетчика соединены третьего счетчика, вход записи рес n — б старшими разрядами шины и—

S гистра — с выходом четвертого счетра рядно сигнала длительности ин- чика через цифровой элемент задержки, тервала регулирования, счетный вход информационные входы регистра соечетвертого счетчика соединен с выхо- динены с выходами третьего счетчика, дом первого счетчика, выход четвер- а выходы регистра — с информационнытого счетчика соединен с входами за- 10 ми входами формирователя импульсов.

Составитель А.Зенченко

Редактор Н.Бобкова Техред N.Коданич Корректор,А.Обручар

Заказ 6339/48 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул. Проектная, 4