Симисторный переключатель
Изобретение относится к автоматике и коммутационной технике и может быть использовано в устройствах управления технологическим оборудованием. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Для этого в устройство введены два счетчика 15 и 17, генератор 13 импульсов , блок 18 сравнения кодов, элемент И 12, инвертор 14, два регистра 19 и 22, цифроаналоговый преобразователь 21. Устройство содержит формирователь 1, вход которого соединен с шиной 2 переменного тока, два элемента И 3 и 10, RS-триггер 5, симистор 5, управляющий электрод которого соединен с выводом усилителя 9, нелинейную нагрузку 6, источник 7 переменного тока, датчик 8 тока, компаратор 11. На чертеже также показаны шины подключения устройства: шина 16 «Сброс, две информационные шины 23 и 24, шина 25 «Пуск, выход 20 контроля. Введение в устройство новых элементов с новыми взаимосвязями позволяет плавно включать нелинейную нагрузку , автоматически доводить рассеиваемую на нагрузке мощность до заданной , поддерживать ее постоянной, а также обеспечить автоматическую регулировку рассеиваемой на нагрузке мощности в процессе работы, что и приводит к достижению поставленной цели. 1 ил. i (О со о со го CD СО
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 К 17/725
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 402! 249/24-2! (22) 29. 1 1.85 (46) 07.05.87. Бюл. ¹ 17 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством
Минского радиотехнического института (72) В. Ч. Куценко, С. М. Дроздовский и В. E. Селицкий (53) 621.316.56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 754677, кл. Н 03 К 17/72, 1978.
Авторское свидетельство СССР
¹ 762187, кл. Н 03 К 17/725, 1978. (54) СИМИСТОРНЪ|Й ПЕРЕКЛЮЧАТ Е.Г! Ъ (57) Изобретение относится к автоматике и коммутационной технике и может быть использовано в устройствах управления технологическим оборудованием. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство введены два счетчика !5 и 17, генератор 13 имÄÄSUÄÄ 1309299 А1 пульсов, блок 18 сравнения кодов, элемент
И 12, инвертор 14, два регистра 19 и 22, цифроаналоговый преобразователь 2!. Устройство содержит формирователь 1, вход которого соединен с шиной 2 переменного тока, два элемента И 3 и 10, RS-триггер 5, симистор 5, управляющий электрод которого соединен с выводом усилителя 9, нелинейную нагрузку 6, источник 7 переменного тока, датчик 8 тока, компаратор 11.
На чертеже также показаны шины подключения устройства: шина 16 «Сброс», две информационные шины 23 и 24, шина 25 «Пуск», выход 20 контроля. Введение в устройство новых элементов с новыми взаимосвязями позволяет плавно включать нелинейную нагрузку, автоматически доводить рассеивае- @
Ф мую на нагрузке мощность до заданной, поддерживать ее постоянной, а также обеспечить автоматическую регулировку рассеиваемой на нагрузке мощности в процес- С се работы, что и приводит к достижеР нию поставленной цели. 1 ил.
1309299
Изобретение относится к автоматике и коммутационной технике, а именно в устройствах управления технологическим оборудованием в случаях, когда требуется бесконтактная коммутация нагрузки. 5
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей симисторного переключателя, достигаемого за счет обеспечения плавного включения нагрузки, автоматического доведения рассчитанной на нагрузке мощности до заданной, поддержания ее постоянной в процессе работы.
На чертеже приведена структурная схема п редл а гае мого устройства.
Симисторный переключатель содержит формирователь 1, вход которого соединен с шиной 2 переменного тока, а выход подключен к первому входу элемента И 3, второй Бхо которого соединен с единичным
Быхо,(>:ë К8>-три!Исра 4, симистор 5. первый электрод которого через нелинейную нагрузку 6 со(динен с первым выводом ucTo
В нУль) 1зх(}д — к шине 6 «Сброс», R-Входу RS-триггера 4 и третьему 1(-Входу первого счетчика 17, первый (прямого счета) вход которого соединен с 1)ыходом второго элемента И 10, второй (об)ратного счета) вход -- с выходом т!>етьего элемента И 12, 3 Выход подк lf<>jeff к !(ер- 4О вому (информационному) вхо.,;у Второго с 1(. Tчик(1 l ) H первому входу блока !8 сравнения кодов, второй вход которой соедfii!cH с выходом первого регистра 19. Первый выx0д блока 18 сравнения «одов соединш1 с вторым входом третьего элемента И 12, 3 второй выход --- с третьим входом второго элемента И 10, первый вход KO(nрого соединен с выходом 20 KQIITp0;IH и выходом компаратора 11, неинвертируюший
Bx0;k которого соединен с выходом ЦАП 21, вход которого соединен с выходом второго регистра 22, при этом входы первого !9 и второго 22 регистров соединены с первой 23 и второй 24 информационными шинами соответственно, а )гервый (установки) S-вход RS-Tðèãcåð3 4 — c шиной
25 «Пуск».
Симисторный перекл)очатель работает следующим образом.
Предварительно в первый регистр 19 по первой информационной шине 23 от внешнего устройства управления заносится двоичный код, определяюший необходимую мощность, рассеиваемую на нагрузке 6, во второй регистр 22 по второй информационной шине 24 заносится двоичны" код допустимого тока нагрузки 6, который посредством
ЦАП 21 задает опорный уровень на втором (неинвертируюшем) входе компаратора 11.
Перед началом работы по шине 16
«Сброс» от внешнего устройства управления поступает импу;(ьс, устанавливающий выходы триггера 4 и счетчиков 15 и 17 в состояние логического «О». Синусоидальное напряжение сети, поступаюшее flo шине 2 на формирователь 1> преобразуется в короткие ноложитслы(ые их>нг,,fi>(f>I, совпала о(цие с на<1;)лом каж.(01.", I .c>(I,c,:p;;<: . сети! .-.)з и им lfú, I hcbl IlocTx и а K)T на I I(P fil>! Й Вход э. 1c мента И 3. Иа второй f)x0,(элемснга И 3
flOCTVff3PT > ровснь;1(}f Htl(KÎ! 0 <«0» C lipfi >I()го выхода триггера 4. > 1Оэз ому Н3 BI>ix<)дс элемента И 3 1)ост<}<н(110 (ох;>31 я(тс)1 . роБень логического «0», сто !)сгс!!)е1)н((>Ic>Tству)от импульсы на Бы. <)дс г(нератора 13, на выходе счетчика 15 ну.>с1)ой уровень, и симистор 5 закрыт. 113 l)тAp0, Вход(элемента И 10 H I!3 i)< ll..> ." ВХ0.1(. 3(!OX:ента И 12 уровень 10ги еcкого «(>». Но(тхпаюший с г)ыход() эл(м(1г! 3 И 3.:0011)етСТВЕННО На БЫХО. 13 X TH X 3, 1\ :»IЕНТОБ If(н"10янный уровень логичсск(но «О». )х»роме того, на первый Вход Б гор<}го э,)емента И 10 с выхода компаратора 1! Ио("гу:!ает Уровень логической «1», так как гок В нагрузке отсутствует, и на i!0ðâûé (инвер- иру)0lfkHЙ) ВхОЛ компарат01>3 ! с,!<>тчHK;5 8 тОка поступает нулевой уровсг., на )р<) )!!! Вход элемента И 10 с Бгорого Выхода блoKа 18 сравнения кодов ш)ст)насl уровгн<ь .)огич ской «1». 1-!3 Бт<.poll гхо —.. .Oменпа,1 2 с первого выхода (),l(>K(. 18 сравнения кс l При поступлени< и);ii; нс 2;> «П>л.к" импульса от Бне)пнего уст!Н)йстБН унравлеl èÿ на первый вход три г>.(ра 4 пос. I(, lll! Il Уст<)наВ IHB3còcß Б единн 1>10с сО то я!llfс. УРО Бе f! B ЛОГИ 1(. (. КО f << l:> i (: (, . I» . : г(> 1:, >! X(! 3 ПОДаЕтСЯ )ЬЗ ВтОРОй БХО:! ЭЛ(х(СН Гз И 3 а 3 Р С П 1 3 Е Т П P O X O >K.) < 15 И () Х i I »(Л Ь (r) Б ф i P»1 51!) 0зателя на вход генератора 13 f!xfпульСОВ, В хо j H HBBpTop3 1 4, Б1(Оро й,:! хо.! э, (мента И 10 и первый Бхо;, .-;л< 1(ентз И 2. (: Выхода инвертора 14 нег()ый Ifx!è,;.:: формИ pOB()T(X1 Я 1 Г10сТ» f! (1 ОТ Н 3 В) 000 > Б ХО;! (Вход записи) Вгорогг счетчика 1!) cвоим lIppcдним фронтом н(>рс.:>>сы(5()сто>1 чик 15 код с Быхо..:,3 (Ic гни ка ., равный нулк}. Этот жс i!)i:-.; льс свои, )адним фронтом 53!l",ска<х((llc)<»)топ 13 имН » Л ЬГОБ, KOTOPI !)Ы !> ".. ()l!Tl>l f)3 T H,, ..!1» !!>»" i!, по(т» на к)!цие II3 тр(тl и l lixo. i li р >! х:<>г. ) « га) Вход счетчика 15 и Нано.>i!Bt»}if!!: » > <> 1309299 1О 20 Период импульсов генератора 13 выбирается таким образом, чтобы импульс переполнения счетчика 15 появлялся в конце полупериода сетевого напряжения. Импульс переполнения второго счетчика 15 подается на вход усилителя 9 запускающих импульсов, который открывает симистор 5. Угол отсечки симистора 5 получается близким к 180 и мощность, рассеиваемая на нагрузке 6, мала. Одновременно первый импульс формирователя 1 через элемент И 10 поступает на первый вход (прямого счета) счетчика 17 и своим задним фронтом увеличивает его состояние на единицу. Выходной код счетчика 15 поступает на первый вход (Л) цифрового компаратора 18, на второй вход (B) которого поступает код заданной мощности на и;li рузке с выхода регистра 19. Г!ока код Л меньше кода В, на первом выходе блока 18 сравнения кодов сохраняется уровень лог.ичсского «О», а на !!тором выходе — уровень логической «1», открываюи ий второй элемс нт И 10. Второй импульс форм ировате.!я 1 передним фронтом переписывает в счетчик !5 код с выхода счетчика 17, и, следовательно, увеличивает I:o3 второго счетчика 15 на единицу. По заднему фронту второго импульса формирователя увеличив»ется Ila единицу код, записываемый в счетчик 17. Импульс переполнения счетчика 15 появляется раньше, и угол отсс чки симистора 5 уменьшается, т.р. напряжение Il» нагрузке 6 увеличивается, и, следовательно, возрастает рассеиваемая на на!.рузкс 6 мо!цность. Г! роцесс протекает таким образом до тех пор, пока выходной Kol, счетчика 7 нс сравнивается с кодом регистра 19. В этот момент на втором выходе блока 18 сравнсния кодов появляется уровень логического «О», закрывающий элемент И 10 и RcllIpe цаю!ций прохождение импульсoR формироватс..!я на первый вход счетчика 17. На выходе !!ервого счетчика 17 сохраняется постоянный ко . который в начале каждого полуперио1» сстс!riot o напряжения переписывает-..я ь с гетчик 15, вследствие чего им!пул!гс пере.-олнения счетчика 15 появляется в îд3! !а oR»le моменты времени относителыго на !ал» !о.!упериода сетевого напряжения, угол отсечки симистора 5 постоянен, т е..:о!ц! î:"г, рассеиваемая на нагрузке 6, сохраня тся постоянной Устройство выходит II< . R»ë»IIIIûé режим после включс и и я Од!ювреме!пго с !арастанием напряжения ерсз нелинейнуio нагрузку 6 возрастает и T0I :!агрузки. В !оii, I!E! тока контролируется датчиком 8 ток., выходное напряжение которого, пропорциональное протекающему току,!IocTóllàeò !а первый (инвертирующий) вход коз!пар:.Пor;; 1: 11» Вто ;!ОЙ (!!i. ill!i3 1гир1 !о!ц!!й) вхо, ко»!пар»тора 11 с выхо.!а LIAH 21 поступает уровень напряжения, соответствующи;! заранее записанному в регистр 22 цифровому коду, определяющему допустимый ток. При увеличении тока в нагрузке сверх заданнои величины срабатывает компаратор 1 на выходе которого появляется Hóëåâoé уровень, закрывающий элемент И 10 и запрещающий прохождение импульсов формирователя 1 на первый вход счетчика 17. Код на выходе счетчика 1 7 сохраняется постоянHbIM, поэтому импульс переполнения счетчика 5 появляется в один и тот же момент, в результате чего угол отсечки снмистора 5 сохраняется, и напряжение на нагрузке 6 также постоянно до тех пор, пока сопротивление нелинейной нагрузки 6 не увеличивается. Тогда ток через нагрузку 6 уменьшается, и. если он станет меньше допустимого, то на выходе компаратора 11 появляется высокий уровень, откроется элемент И 10, код в счетчике 17 снова начнет увеличиваться, соответственно увеличивается код, записываемый в счетчик 15, импульс переполнения появляется раньше, вследствие чего угол отсечки снмистора 5 снова уменьшается, и напряжение на и» грузке 6 возр»стает. При срабатывании компаратора 11 вслсдствие превышения заданного тока нулевой уровень с его выхода поступает на выход 20 контроля и далее во внешнее устройство управления, сигнализируя о режиме ограничения тока нагрузки. При необходимости изменить в процессе работы мощность, рассеиваемую на нагрузке 6, в регистр 19 записывается новое значение кода. В случае, если новый код больше записанного ранее, работа устройства продолжается аналогично режиму установки. В случае, если новый код мень!пс ранее записанного, на первом выходе блока 18 сравнения кодов устанавливается уровень логической «1», который открывает элемент И 12, на второй вход (обратного счета) счетчика 7 проходят импульсы формирователя 1. Код с выхода счетчика 7 уменьшается, соответственно уменьшас тся код, записываемый в счетчик 15, импульс переполнения последнего появляется позже, следовательно, угол отсечки симистора 5 увеличивается, а мощность, рассеиваемая на и»грузке 6, уменьшается. Процесс протекает до равенства кода е вы хода счетчика 17 и кода, записанного н первый регистр 19 . В момент совпадения кодов на первом выходе блока 18 сравнения кодов появляется нулевой уровень. элемент И 12 закрывается, импульсы формирователя перестают поступать на вхо., счетчика 17, код выхода последнего постоянен, угол отсечки симистора 5 не изме!!яется, следовательно мощность рассеивасм»я на 1!агрузке 6, то же сохраняется i!u«тоянной. 1309299 Форл(ула изобретения Составитсль A. Чаховский Редактор Л. Пилипенко Техред И. Версс Корректор, 1. 11и. нпсн»о Заказ 1449/55 Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета CCCÐ по делам изобретении и огкрьгг:и 113035, Москва, >I(— 35, Р",óøñêàÿ наб.„д. 4, 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Про(лтная, 4 Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет плавно включать нелинейную нагрузку, автоматически доводить рассеиваемую на нагрузке мощность до заданной, поддерживать ее постоянной, а также обеспечить автоматическую регулировку рассеиваемой на нагрузке мощности в процессе работы, что расширяет функциональные возможности симисторного переключателя, позволяет использовать его в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Симисторный переключатель, содержа(ций формирователь, вход которого соединен с шиной переменного тока, а выход подклкгчсн к первому входу первого элеменга И, второй вход которого соединен с единичным выходом RS-триггера, симистор, первый электрод которого через нелинейную на.рузку соединен с первым выводом источника переменного тока, второй вывод которого через датчик тока подключен к первому выходу усилителя и второму электроду симистора, управляющий электрод которого соединен с вторым выводом усилигсля, второй элемент И, компаратор, nepl3i .й вход которого соединен с выходом дат iili<;i тока, отлича(ощийся тем, что, с целью расl(IIIp(.Ili (H функциональных возможностей за счет обеспечения автоматической регулировки мощности, рассеиваемой на нагрузке, в него введены первый и второй счетчики, генератор импульсов, блок сравнения кодов, третий элемент И, инвертор, первый и второй регистры и цифроаналоговый преобразователь, причем, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента И, первым входом третьего элемента И, входом генератора имг(ульсов и входом инвертора, выход которого подкл(очен к второму входу второго счетчика, 10 выход которого подкгночен к входу усилителя, третий вход — к выходу генератора, а четвертый вход — к шине «Сброс», второму входу RS-триггера и третьему входу первого счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, вто15 рои вход — с выходом третьего элемента И, а выход подключен к первому входу второго счетчика и первому входу блока сравнения кодов, второи вход кого)0!(i соединен с выходом первог0 регистра, ll(. рBbIH BbIxo3, б.зока сравнения динен с вторым входом третьего элем(нта И, а второй выход -- с третьим Входом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом контроля и выходом компаратора, второй вход которого 25 соединен с выходом цифроапалогoBOI О !!p(образователя, вход которого (О(динсн с выходом второго регистра, ill)I; это:. в: Оть. I!(ðвого и второго регистров соединены (I п(рвой и второй информ ацноннь.ми шин=;ми соответственно, а первый вх(>д RS-триггеp3 — с шиной «Пуск»
