Цифровой тиристорный регулятор

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры и является дополнительным изобретением к изобретению по авт.св. № 954992. Целью изобретения является уменьшение импульсной перегрузки силовой сети и тиристорных ключей в пусковом режиме и обеспечение плавного управляемого вывода объекта регулирования на заданный режим. В момент перехода напряжения питающей сети через ноль формирователь 10 синхроимпульсов включает силовой тиристор в блоке 2. Мощность, поступающая в нагрузку, измеряется датчиком 4 мощности и преобразуется в частоту импульсов преобразователем 5, которые суммируется в счетчике 6. Выходной код счетчика 6 сравнивается с заданным в задатчике 9 и в момент с (Л го 00 СХ) 05 О5 rsj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН цп 4 С 05 F 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 954992 (21) 3919177/24-07 (22) 01.07.85 (46) 07.02.87. Вюл. Р 5 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.А.Скаржепа (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 954992, кл. G 05 F 1/66, 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР

l(57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры и является дополнительным изобретением к изобретению по авт.св.

„„SU„„1288676 A 2

Р 954992. Целью изобретения является уменьшение импульсной перегрузки силовой сети и тиристорных ключей в пусковом режиме и обеспечение плавного управляемого вывода объекта регулирования на заданный режим. В момент перехода напряжения питающей сети через ноль формирователь 10 синхроимпульсов включает силовой тиристор в блоке 2. Мощность, поступающая в нагрузку, измеряется датчиком 4 мощности и преобразуется в частоту импульсов преобразователем

5, которые суммируются в счетчике 6.

Выходной код счетчика 6 сравнивается с заданным в задатчике 9 и в момент

1288676 равенства узел 7 сравнения выдает импульс на выключение тиристора блоком 8. В следующем полупериоде счетчик начинает подсчитывать мощность, учитывая мощность цепей коммутации, Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам мощности дЕйствующего или среднего значения напряжения переменного или постоянного тока, может быть использовано в качестве высокоточного исполнительного устройства в прецизионных цифровых системах автоматического регулирования и является усовершенствованием устройства по авт.св. N - 954992.

Целью изобретения является уменьшение импульсной перегрузки силовой сети и тиристорных ключей в пусковом режиме и обеспечение плавного управ ляемого вывода объекта регулирования

1на заданный режим.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового регулятора.

Функциональная схема цифрового регулятора содержит питающую цепь 1 и подключенную к ней силовую цепь, состоящую из последовательно соединенных блока 2 силовых тиристоров

25 и нагрузки 3, последовательно соединенных датчика 4 регулируемого параметра, преобразователя 5 сигнала датчика в частоту импульсов, счетчика 6 узел 7 сравнения и блок 8 выЭ

30 ключения силовых тиристоров, подключенный параллельно блоку 2 силовых тиристоров, а также цифровой задатчик

9, выходы которого "оединены с вторыми входами узла 7 сравнения, и формирователь 10 синхронизирующих импульсов, вход которого подключен к питающей сети, а выход соединен с управляющим входом блока 2 силовых тиристоров, нулевой установочный вход счетчика подключен к выходу узла

40 сравнения. Делитель частоты синхроимпульсов 11 соединен своим входом с выходом формирователя 10 синхроимпульсов, а выходом через элемент И

12 с входом второго счетчика 13, па45 неучтенную в предыдущем полупериоде.

Закон изменения мощности в нагрузке определяется сигналами управления, записанными в цифровом задатчике 9.

1 ил. раллельные входы которого поразрядно соединены с первыми входами второго цифрового узла 14 сравнения и первыми входами первых элементов 2И элементов

15 2-2И-2ИЛИ. Вторые входы узла 14 сравнения и первые входы вторых элементов 2И элементов 15 соединены с шиной 16 сигнала управления. Вход

S-триггера 17 соединен с входом 18

"Запуск", вход R — с выходом узла 14 сравнения, прямой выход через элемент

И 12 соединен с суммирующим входом счетчика 13 и вторыми входами первых элементов 2И элементов 15. Нулевой вход триггера 17 подключен к вторым входам вторых элементов 2И элементов

15 и входу сброса в ноль счетчика 13.

К параллельным входам делителя 11 подключены шины 19 управления длительностью вывода на режим.

Для регулирования электрических параметров в целях постоянного тока, а также при асинхронном регулировании и в цепях переменного тока формирователь синхронизирующих импульсов ра ботает автономно. Блоком силовых тиристоров может служить симметричный тиристор или два встречно-параллельно включенных тиристора.

В качестве преобразователя регулируемого параметра в частоту импульсов (преобразователь напряжение .частота) можно использовать, например, преобразователь, выполненный по принципу интегрирования входного сигнала с переменной направления интегрирования или с импульсной обратной связью, которая содержит интегратор, двухуровневый компаратор, аналоговые переключатели и источник опорного напряжения.

Блоком выключения силовых тиристоров может служить схема, выполненная на основе вентильных ключей и коммутирующих конденсаторов.

1288676

В качестве формирователя 10 синхроимпульсов можно использовать инвертор, на вход которого подается двухполупроводниковое выпрямленное и ограниченное по амплитуде сетевое напряжение.

В качестве датчика 4 регулируемого параметра можно испольэовать датчик мощности на основе эффекта Холла.

В момент перехода напряжения пи- 10 тающей сети через ноль формирователь

10 синхроимпульсов формирует импульс, который включает силовой тиристор в блоке 2. Мощность, поступающая в нагрузку, измеряется датчиком 4 мгно- 15 венной мощности, преобразуется в частоту импульсов, которые суммируются в счетчике 6, преобразователем 5.

Выходной код счетчика 6 сравнивается с заданным в цифровом задатчике 9 20 и в момент их равенства схема 7 сравнения выдает импульс на включение силового тиристора блоком 8. Одновременно этот же импульс обнуляет счетчик 6. Мощность, поступающая в на- 25 грузку после обнуления счетчика, определяется энергией, накопленной в коммутирующих цепях, и досчитыва-. ется в счетчике 6. Таким образом, к концу периода коммутации в счет- 30 чике записано число, соответствующее величине дополнительной мощности, поступившей в нагрузку. В следующем полупериоде питающей сети счетчик начинает подсчитывать мощность, начиная с записанного в нем числа, и, таким образом, учитывает в новом полупериоде мощность от цепей коммутации, неучтенную в предыдущем полупериоде. 40

Закон изменения мощности на нагрузке полностью определяется сигналами управления, записанными в цифровом задатчике 9. Для линейного медленно нарастающего числа сигнала 45 управления от нуля до заданной величины и тем самым для линейного нарастания мощности на нагрузке управляющий сигнал формируется следующим образом. 50

С подачей сигнала Запуск" на вход 18 триггер 17 устанавливается в состояние "1", открывая элемент И

12. подключая делитель 1 I к суммирующему входу счетчика 13, открывает первые элементы 2И элементов 15, подключая тем самым параллельные выходы счетчика 13 к входам цифрового задатчика 9, и закрывает вторые элементы 2И элементов 15, отключая шины

16 от цифрового задатчика. С этого момента сигналом управления регулятора является код, записанный в счетчике 13. Так как в начальный момент содержимое счетчика равно нулю, то сигнал запирания силовых тиристоров поступает одновременно с сигналом отпирания в начале каждого полупериода и напряжение к нагрузке не подключается.

Синхроимпульсы с выхода формирователя 10 через делитель 11 и элемент

И 12 поступают на суммирующий вход счетчика с частотой 2f jk„, где частота сети; k „ — коэффициент деления делителя 11. Каждый из этих импульсов увеличивает содержимое счетчика 13 на единицу, формируя сигнал управления для регулятора. Таким образом, происходит линейно-ступенчатое нарастание сигнала с длительностью выдержки на каждой ступени.

В момент времени, когда сигнал на выходе счетчика 13 совпадает с заданным сигналом управления на шине

16, узел 14 сравнения срабатывает, триггер 17 возвращается в нулевое состояние, отключая выходы счетчика

13 от цифрового задатчика и подключая шины 16 сигнала управления, счетчик 13 сбрасывается в ноль. С этого момента вывод регулятора на режим заканчивается и он продолжает работать в режиме регулирования по сигналам, задаваемым на шину 16 управления.

Формула изобретения

Цифровой тиристорный регулятор по авт.св. Р 954992, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения импульсной перегрузки силовой сети и тиристорных ключей в пусковом режиме и обеспечения плавного управляемого вывода объекта регулирования на заданный режим, в него введены делитель частоты синхроимпульсов, RS-триггер, второй цифровой узел сравнения, второй счетчик с элементом 2-2И-2ИЛИ в каждом разряде и элемент И, вход делителя частоты синхроимпульсов соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, выход через элемент И соединен с суммирующим входом второго счетчика, информационные выходы этого счетчика поразрядно соеСоставитель С.Черньппева

Редактор О.Головач Техред Н.Глущенко Корректор А.Обручар

Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7807/46

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проекная, 4

5 1288676 6 динены с первыми входами второго динены с прямым выходом RS-триггера, цифрового узла сравнения и первыми вторые входы вторых элементов 2И соевходами первых элементов 2И элемента динены с инверсным выходом RS-триг2-2И-2ИЛИ, вторые входы второго циф- гера, на S"вход которого подключен рового узла сравнения и первые входы 5 вход запуска, R-вход подключен к вывторых элементов 2И элемента 2-2И-2ИЛИ ходу второго цифрового элемента сравсоединены с шиной для подключения кения, а выходы элементов 2ИЛИ поисточника управляющего сигнала, вто- разрядно соединены с входами цифрорые входы первых элементов 2И, сое- вого задатчика регулятора.