Стабилизатор-регулятор переменного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к устройствам регулирования переменного напряжения, и может быть использовано в технологических стендах по автоматическому контролю параметров испытываемых объектов в различных режимах работы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного напряжения по заданной программе. Стабилизатор-регулятор может работать в двух режимах:линейного регулирования (режим стабилизации) и программного регулирования. В первом режиме в зависимости от знака отклонения выходного напряжения от нормального значения, задаваемого с помощью максимальных делителей напряжения 15 и 16, происходит изменение кода счетчика 25. Блок 6 управления в зависимости от этого кода так воздействует на тиристоры мостов 2. 1-2. N, что выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. Во втором режиме в ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, позволяющая задавать определенную форму выходного напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 С 05 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

4Р

Ю

CO

Ж бид

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4300635/24-07 (22) 31.08,87 (46) 15.08.89. Бюл. Р 30 (72) Г. Г. Быстрицкий, Б. Н. Игнато в, А.H.Ïàâëîâ и В.Г.Парамонов (53) 62! .316.722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 628475, кл. G 05 F 1/20, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1403853, кл . G 05 F 1/14, 1986. (54) СТАБИЛИЗАТОР-РЕГУЛЯТОР ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ÄÄSUÄÄ 1501 009 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам регулирования переменного напряжения, и может быть использовано в технологических стендах по автоматическому контролю параметров испытываемых объектов в различных режимах работы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного на-. пряжения по заданной программе. Стабилизатор-регулятор может работать в двух режимах: линейного регулирова3 -1501009 ния (режим стабилизации) и программного регулирования. В первом режиме в зависимости от знака отклоления выходного напряжения от нормального значения, задаваемого с помощью максимальных делителей напряжения 15 и

16, происходит изменение кода счетчика 25 . Блок 6 управления в зависимос-. ти от этого кода так воздействует на тирис торы мостов 2 . 1-2 . n, что вьмодное напряжение поддерживается на заданном уровне. Во втором режиме в ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, позволяющая задавать определенную форму выходного напряжения ° 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для регулирования переменного напряжения, и может быть использовано в технологических стендах по автоматическому контролю параметров испыты- 20 ваемых объектов в различных режимах работы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечения pery- 25 лирования выходного напряжения по заданной программе.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора-регулятора переменного напряжения; на фиг. 2, 30

3 — диаграммы, поясняющие работу стабилизатора.

Стабилиз атор-регулятор содержит силовой вольторегулирующий орган l выполненный в виде и однофазных тиристорных мостов 2.1-2.п, в диагональ переменного тока которых включены первичные обмотки 3.1-3.п и и трансформаторов 4.1-4.п.

Первичная обмотка 3 п трансформа- 40 тора 4.п соединена с входными выводами и диагональю переменного тока и-го тиристорного моста 2.п. Тиристорные мосты 2,1-2.(n-l) своими диагоналями постоянного тока соединены с диагональю постоянного тока и-го тиристорного моста 2.п.

Вторичные обмотки (5.1-5.n) трансформаторов 4.1-4.п соединены согласно-последовательно и подключены к выходным вь1водам стабилизатора. Управляющие входы тиристорных мостов 2.1—

2.п соединены с группой выходов блока 6 управления, вход которого соединен с выводами вторичной обмотки 7 трансформатора 4.п. Напряжение на вторичных обмотках (5,1-5.n) трансформаторов 4.1-4.п выбирают в соответствии с двоичным рядом.

Блок 6 управления содержит выпрямитель 8, вход которого является входом блока 6, а вьмод соединен через фильтр 9 с входом стабилизатора 10 и входом масштабного делителя 11 напряжения, выход которого соединен с первыми входами компараторов 12, 13.

Кроме того, выход выпрямителя 8 соединен с инвертирующим входом компаратора 14.

Выход стабилизатора 10 соединен через масштабные делители 15 и 16 напряжения с другими входами компараторов 12, 13 соответственно.

Масштабные делители 15, 16 напряжения выполнены с возможностью регулирования коэффициента передачи.

Выход компаратора 14 через резистивный делитель (17, 18) соединен со своим неинвертирующим входом и стробирующим входом шифратора 19. Выход компаратора 20 соединен с первыми входами первой и второй групп входов элемента 2И-ИЛИ 21, первым входом элемента И 22, адресным входом старшего разряда шифратора 19. Выходы компараторов 13, 12 соединены соот— ветственно с вторым входом элемента И 22 и вторым входом второй группы входов элемента 2И-ИЛИ 21.

Третьи входы второй группы входов элемента 2И-ИЛИ 21 и элемента И 22 соответственно объединены и подключены к линейно регулирующему входу 23, а второй вход первой группы входов элемента 2И-ИЛИ 21 соединен с программно-регулирующим входом 24. Входы

23 и 21 соединены с выводами для подключения блока задания режима работы стабилизатора-регулятора.

Выходы элементов И 22 и 2И-ИЛИ 21 соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика

25, выходы которого соединены с адресными входами младших разрядов шиф5 -15010, ратора 19. Выходы шифратора 19 соединены с управляющими входами ключей блока 26 переключений, выходы которого являются выходами блока 6 управления и подключены к управляющим вхо5 дам тиристоров 27-30 тиристорных мостов 2.1-2.п. В качестве шифратора 19 может быть использовано постоянное запоми1О нающее устройство, построенное, например, на программируемых логических матрицах типа 556РТ5, РТ7 и т.д.

В случае необходимости регулирования скорости изменения выходного напряжения группу А z старших разрядов адресных входов шифратора 19 соединя.— ют с выводами для подключения блока задания программы (He- показано). РрН этом все поле шифратора 19 разбивает- 20 ся на А2хБ страниц. В ячейки страниц шифратора 19 записывается информация, которая позволяет увеличить или уменьшать скорость изменения выходного напряжения, то есть задавать оп- 25 ределенную форму выходного напряжения.

Работа стабилизатора-регулятора происходит следующим образом.

1. Режим стабилизации . На вход 23 ЗО подают сигнал "Лог. 1", а на вход 24—

"Лог. 0".

На входные выводы поступает переменное напряжение сети, представленное на временной диаграмме напряжений (фиг. 3a).

На выходе компаратора 20 формируется сигнал "1" в момент положитель— ной лолуволны входноro напряжения (фиг. Зб), поступающего с вторичной обмотки 7 трансформатора. На выходе выпрямителя 8 формируется пульсирующее напряжение (фиг. Зв), поступающее на инвертирующии вход компарато-ра 14 и вход фильтра 9 °

На выходе компаратора 14 формируются прямоугольные сигналы (фиг. 3r), пауза у которых т,-t соответствует моментам переключения компаратора. которые подбираются с помощью резистивного делителя напряжения (17,18).

На выходе стабилизатора 10 формируется постоянный уровень напряжения, который через масштабные делители 15, 16 поступает на входы компараторов

12, 13.

С помощью масштабных делителей 15, 16 с переменным коэффициентом передачи устанавливают уровни напряжения

09 6 д на входах компараторов 12, 13, которые соответствуют выбранному номиналу напряжения (фиг. Зд, е), причем Г„„, Г„, на величину заданной точности стабилизации 2е °

На другие входы компараторов 12, 13 поступает напряжение с выхода масштабного делителя 11 напряжения, величина которого пропорциональна величине напряжения на входных выводах.

В случае, если напряжение с выхода делителя II меньые U, на выходе п Э компаратора 12 формируется сигнал

1", разрешающий прохождение сигнала с выхода компаратора 20 через элемент

2И-ИЛИ 21 на суммирующий вход счетчика 25, увеличивая его код на единицу.

На выходе шифратора 19 в течение времени t -t формируется такое сочетание сигналов, которое приводит к увеличению выходного напряжения на 2е.

Пауза t,-t выбирается из расчета исключения явления одновременного включения состояния четырех тиристоров 27-30 мостов 2.1-2.п.

По достижении выходным напряжением значения заданного номинального напряжения, когда напряжение с выхода делителя 11 становится больше

U „,, но меньше U,„, компаратор 12 переключается в положение 0 и запрещает прохождение импульсов с выхода компаратора 20 на суммирующий выход счетчика 25.

При увеличении выходного напряжения выше уровня заданного номинального значения на величину больше 2е срабатывает компаратор 13. Происходит уменьшение кода счетчика 25 до тех пор, пока за счет соответствующего включения первичных обмоток трансформаторов 4.1-4,п не произойдет компенсация изменения выходного напряжения до уровня заданного с точностью 4 2е.

2. Режим программного регулирования . На вход 24 подают сигнал "Лог.

1", а на вход 23 — "Лог. 0". Обнуляя счетчик 25 (на схеме не показано), сигналы с выхода компаратора 20 через элемент 2И-ИЛИ 21 поступают на суммирующий вход счетчика 25.

На выходе счетчика 25 формируется монотонно возрастающий код.

На выходе устройства формируется ступенчато увеличивающееся напряжение U до момента равенства кода счетчика 23 А = 2"-!, при котором U

L мекс

1501009

Далее счетчик 25 продолжает считать до 2 (А = А ), но информация на выходе шифратора не изменяется (фиг. 2).

Начиная с кода счетчика 25 А,„„—

-А на выходе стабилизатора-регуляь тора формируется ступенчато уменьшающееся напряжение. В момент возникновения импульса переполнения счетчи- 1ð ка 25 напряжение на выходе равно минимальному значению — е.

Если выбрать е = 1 В, и = 9, то точность стабилизации или дискретность регулирования составит 2 В без 15 существенного искажения формы выходного напряжения. Максимальная величи— на выходного напряжения 511 В.

Мощность трансформаторов 4.п и мощность тиристорных мостов 2.1— 20

2. (n-1) будут распределяться в соответствии с двоичным рядом.

Предложенный стабилизатор-регулятор обладает более широкими функциональными возможностями, позволяющими стабилизировать выходное напряжение на любом выбранном уровне внутри диапазона регулирования, может использоваться в режиме программного регулятора выходного напряжения, что позво- Зр ляет эффективно применять его в лабораторно-исследовательских устройствах при отработке режимов, контроле прочности изоляции и т.д.

Фор мул а изобретения

Стабилизатор-регулятор переменно— го напряжения, содержащий силовой вольторегулирующий орган, включенный 4р между входными и выходными выводами, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам вольторегулирующего органа, причем в состав блока управления входят выпрями- 45 тель, вход которого использован в качестве входа блока управления, а выход соединен с входом фильтра и ин- . вертирующим входом первого компаратора, резистивный делитель напряжения, вход и средняя точка которого соединены соответственно с выходом и неинвертирующим входом первого компаратора, второй и третий компараторы, первые входы которых через первый масштабный делитель напряжения подключены к выходу фильтра, а вторые входы соответственно через второй и третий масштабные делители напряжения соединены с выходом стабилизатора, вход которого подключен к выходу фильтра, реверсивный счетчик и блок переключений, выходы которого используются как выходы блока управления, отличающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного напряжения по заданной программе, в блок управления введены четвертый компаратор, шифратор, элемент И, элемент 2И-ИЛИ, кроме того, блок управления снабжен выводами для подключения блока задания режима работы, первые из которых образуют линейно регулирующий, а вторые — программно-регулирующий входы блока управления, а также выводами для подключения блока задания программы, причем один вход четвертого компаратора соединен с входом блока управления, второй вход — с общей шиной, а выход — с адресным входом старшего разряда шифратора,,первым входом элемента И и первыми входами первой и второй групп входов элемента 2И-ИЛИ, второй вход второй группы входов которого соединен с выходом второго компаратора, а второй вход элемента И вЂ” с выходом третьего компаратора, третьи входы соответственно второй группы входов элемента 2ИИЛИ и элемента И объединены и подклю— чены к линейно регулирующему входу блока управления, программно-регулирующий вход которого соединен с вторым входом первой группы входов элемента 2И-ИЛИ, выходы элемента 2И-ИЛИ и элемента И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выходы которого подключены к группе адресных входов младших разрядов шифратора, группа адресных входов старших разрядов которого соединена с выводами для подключения блока задания программы, выход первого компаратора подключен к стробирующему входу шифратора, вы— ходы которого соединены с управляющими входами блока переключений, кроме того, силовой вольторегулирующий орraH b o HeH B H e n тиристорных мостов, диагонали переменного тока которых соединены с выводами первичных обмоток соответствующих и трансформаторов, диагонали постоянного тока и тиристорных мостов объединены, а диагональ переменного тока и-го ти! 50! 009

ФигЛ

Составитель А. Волкова

Редактор А.Маковская Техред M.Дидик Корректор С.Пекмар

Заказ 4866/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ристорного моста соединена с входными выводами, вторичные обмотки п трансформаторов соединены синфазно-последовательно и подключены к выходным выводам, вывофы второй вторичной обмотки n-ro трансформатора соединены с входом блока управления, управляющие входы тиристоров и тиристорных мостов являются управляющими входами вольторегулирующего органа.