Цифровой регулятор мощности

 

Изобретение относится к цифровым системам автоматического регулирования и может быть использовано для точного регулирования мощности в нагрузке, например, при электродуговых методах обработки металлов. Целью изобретения является повышение точности. Цифровой регулятор мощности содержит вентильный преобразователь 1, нуль-орган 2, блок 3 задания регулируемого параметра, первый 4 и второй 5 регистры кода, регистр 6 остатка , триггер 7, первый элемент И 8, коммутаторы 9, сумматор 10, вычитающий счетчик 11 импульсов, генератор 12 импульсов, распределитель 13 импульсов , второй элемент И 14, аналого-цифровой преобразователь 15, элемент ИЛИ 16, датчик 17 обратной связи , нагрузку 18 и вычитатель 19.Цель изобретения достигается за счет введения элементов 4-10, 12, 14-16 и 19, что позволяет компенсировать изменение напряжения или тока соответствующим изменением площади импульсов тока. 1 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 05 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4127541/24-24 (22) 02.06.86 (46) 07.02.88. Бюл, Ф 5 (75) Н.А. Носаев (53) 62-50(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

В 696408, кл. С 05 В 11/ 14, 1979. (54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к цифровым системам автоматического регулирования и может быть использовано для точного регулирования мощности в нагрузке, например, при электродуговых методах обработки металлов.

Целью изобретения является повьппение точности. Цифровой регулятор мощности содержит вентильный преобразователь

1, нуль-орган 2, блок 3 задания регулируемого параметра, первый 4 и второй 5 регистры кода, регистр 6 остатка, триггер 7, первый элемент И 8, коммутаторы 9, сумматор 10, вычитающий счетчик 11 импульсов, генератор

12 импульсов, распределитель 13 импульсов, второй элемент И 14, аналого-цифровой преобразователь 15, эле" мент ИЛИ 16, датчик 17 обратной связи, нагрузку 18 и вычитатель 19.Цель изобретения достигается за счет введения элементов 4-10, 12, 14-16 и

19, что позволяет ко)чпенсировать изменение напряжения или тока соответствующим изменением площади импульсов Я тока. 1 ил.

1372276

Изобретение относится к цифровым системам автоматического регулирования и может быть использовано для точного регулирования мощности в нагрузке, например, при электродугоных методах обработки металлов, Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлена структур- 1р ная схема цифрового регулятора мощности.

Цифровой регулятор мощности содержит нентильный преобразователь 1, нуль-орган 2, блок 3 задания регули- 15 руемого параметра, первый 4 и второй

5 регистры кода, регистр 6 остатка, триггер 7, первый элемент И 8, коммутаторы 9, сумматор 10, вычитающий счетчик 11 импульсов, генератор 12 20 импульсон, распределитель 13 импульсон, второй элемент И 14, аналогоцифровой преобразователь 15, элемент

ИПИ 16, датчик 17 обратной связи, нагрузку 18 и нычитатель 19. 25

Регулятор работает следующим образом.

При переходе через нуль напряжения сети, поступающего на вентильный преобразователь 1, нуль-орган 2 выра- 3Р батынает импульс, по переднему фронту которого происходит запись заданного кода из блока 3 задания регулируемого параметра в перный регистр -4 кода, запись остатка из второго регистра 5 кода н регистр 6 остатка и устанонка триггера 7 в единичное состояние. Высокий потенциал прямого выхода триггера 7 открывает первый элемент И 8 и подключает ны- 4 ходы блока задания регулируемого параметра через коммутаторы 9 к входам второго регистра 5 кода.

3а время действия длительности импульса сумматор 10 производит кор- 45 рекцию заданного кода (сложение или вычитание с остатком), по заднему фронту импульса нуль-органа происходит запись откорректированного кода в вычитающий счетчик 11 импульсов и заданного кода во второй регистр 5 кода. На счетный вход вычитающего счетчика 11 импульсов через первый элемент И 8 поступают импульсы с первого ныхода генератора 12. При обнулении счетчика импульс переноса поступает ч рез распределитель 13 импульсов на управление соответствующего вен идя и устанавливает триггер

7 в нулевое состояние. Высокий потенциал инверсного выхода триггера 7 открывает второй элемент И 14, а низкий потенциал прямого ныхода подключает выходы нычитателя 19 через коммутаторы 9 к входам нторого регистра 5 кода.

Импульсы с второго выхода генератора 12 поступают на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 15 и через элемент ИЛИ 16 на вход записи второго регистра 5 кода. Аналогоцифровой преобразователь 15 преобра— зует сигнал, поступающий с датчика 17 обратной связи, связанного через нагрузку 18 с вентильным преобразователем 1, н цифровой код, который поступает на вычитатель 19. По заднему фронту импульсов, приходящих с генератора 12 импульсов, во второй регистр 5 кода записывается разность между предыдущим значением кода, записанным в регистре, и кодом, формируемым аналого-цифровым преобразователем 15.

Таким образом, к моменту окончания импульса тока, протекающего через нагрузку (т.е. к моменту следующего перехода через нуль напряжения сети) во втором регистре 5 кода будет записана разность между заданным кодом и значением измеренной интегральной площади импульса тока, протекающего через нагрузку 18.

Коррекция заданного кода производится сумматором 10, причем, если остаток больше нуля, то к заданному коду прибавляется остаток, а если остаток меньше нуля — вычитается.

Это связано с тем, что интеграль(2) ная площадь импульса тока эа половину периода

Ц

S„= I sinu t d vt. (1)

IT) о

Интегральная площадь импульса тока, протекающего через нагрузку, равна

II

S„= I sin ut dat, 4 где с7 — угол зажигания вентиля.

Тогда с учетом (2) интегральная площадь импульса ток» эа половину периода

S„= I sinut dut= 1 sinut dut + о о

+ 1 sin at dut e (3)

I.P

1372276

Обозначая первое слагаемое S u с преобразуя (3) в дискретную форму, имеем (4)

Sn ск Síê откуда (5) 10 пк нк °

Полагая, что S const делаем вывод, что S« является дополнением

Я„„ до Б„„ или Бс„ = Бик,т.е. код, записываемый в вычитающий счетчик

11, должен быть инверсным по отношению к коду измеренной интегральной площади импульса тока, протекающего через нагрузку.

Таким образом, увеличение или 20 уменьшение напряжения или тока корректируется уменьшением или увеличением площади импульса тока, чем обеспечивается высокая точность регулиро25 вания.

Повьппение точности регулирования с помощью цифрового регулятора мощности позволяет пронэводить высококачественную сварку деталей, дает широкие воэможности к использованию его в устройствах автоматического регулирования с переменной нагрузкой °

Формула изобретения

Цифровой регулятор мощности, содержащий нуль-орган, блок задания регулируемого параметра, вычитающий счетчик импульсов, выход которого подключен к входу распределителя им- 40 пульсов, соединенного выходами с входами вентильного преобразователя, первый выход которого через нагрузку подключен к входу датчика обратной связи, отличающийся тем, 4 что, с целью повьппения точности регулятора, введены генератор импульсов, триггер, первый и второй элементы И, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, вычитатель, первый и второй регистры кода, регистр остатка 5 элемент ИЛИ и по числу информационных . выходов блока задания регулируемого параметра коммутаторы, второй выход веHòèëüного преобразователя через нуль-орган подключен к входу установки в единичнге состояние триггера и к входам записи вычитающего счетчика имимпульсов, регистра остатка и первого регистра кода, соединенного информационными входами с первыми входами коммутаторов и информационными выхо-, дами блока задания регулируемого параметра, а информационными выходами— с первыми информационными входами сумматора, вторые информационные входы которого подключены к информационным выходам регистра остатка, а инверсные информационные выходы — к информационным входам вычитающего счетчика импульсов, соединенного выходом с входом установки в нулевое состояние триггера, первый и второй выходы генератора импульсов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, выход первого элемента И вЂ” к счетному входу вычитающего счетчика импульсов, а также второго элемента

И вЂ” к входу запуска аналого-цифрового преобразователя и первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом нуль-органа, а выходом — с входом записи второго регистра кода, информационные входы которого подключены к выходам коммутаторов, а информационные выходы — к информационным входам регистра остатка и первым информационным входам вычитателя, соединенного вторыми информационными входами с информационными выходами аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого подключен к выходу датчика обратной связи, информационные выходы вычитателя соединены с вторыми входами коммутаторов, входы управления которых подключены к прямому выходу триггера.