Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Целью изобретения является повышение быстродействия при активно-реактивном характере нагрузки. Цель достигается путем введения в алгоритм стабилизации составляющей, компенсирующей затягивание процесса стабилизации. Эта составляющая определяется в вычислительном блоке 10 и зависит от величины относительного фазового сдвига напряжения и тока нагрузки. В измерительном преобразователе 7 (ИП) производится измерение интегральной характеристики выходного напряжения. При отклонении уровня выходного напряжения от заданного значения ИП 7 формирует пачки импульсов, поступающих на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика (РС) 8 в зависимости от знака отклонения. При этом число импульсов в каждой пачке пропорционально величине отклонения. Информация с РС 8 поступает на блок 9 формирования управляющих импульсов, с которого управляющие импульсы подаются на управляющие электроды ключевых элементов регулирующего органа (РО) 1 дискретного действия. Коммутация ключевых элементов РО 1 осуществляется в моменты прохождения тока нагрузки через нулевой уровень, благодаря наличию в схеме стабилизатора датчика 4 нулевого тока. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

КСПУЬ ЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4373783/31 (22) 05.02.88 (46) 07.01.90. Бюл. " 1 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) В.Н.Федоров (53) 621 ° 316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1180858, кл. G 05 F 1/30, 1984.

Авторское свидетельство СССР и 12348 16, кл. G 05 F 1/20, 1983.

„„SU„„1534434 А 1 (51) 5 G 05 F 1/20

2 (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может Ьыть использовано в качестве вторичного источника питания.

Целью изобретения является повышение быстродействия при активно-реактивном характере нагрузки. Цель достигается путем введения в алгоритм стабилизации составляющей, кОмпенсирующей затягивание процесса стаЬилизации. Эта

1534434 составляющая определяется в вычисли, тельном блоке 10 и зависит от величины относительного фазового сдвига на пряжения и тока нагрузки. В измерительном преобразователе (ИП) 7 производится измерение интегральной харак" теристики выходного напряжения. При отклонении уровня выходного напряжения от заданного значения ИП 7 Форми; 10 ,рует пачки импульсов, поступающих на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика (РС) 8 в зависимости от знака отклонения. При этом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника элект ропитания.

Целью изобретения является повышение быстродействия при активно"реактивном характере нагрузки.

На фиг. 1 приведена структурная схема стабилизатора переменного на. пряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы выходного напряжения и тока нагрузки стабилизатора переменного напряжения; на Фиг. 3 - временные диаграммы, отражающие процессы ста н;-лизации переменного напряжения при ак;тивной нагрузке; на Фиг. 4 - временные

З ,диаграммы, отражающие проце сы ста" билизации переменного напряжения в известных устройствах при активно-реактивном характере нагрузки; на Фиг; 5 временные диаграммы, отражающие про.цессы стабилизации переменного напря-! жения в предлагаемом устроистве при активно-реактивном характере нагрузки, на Фиг. 6 - схема измерительного преобразователя; на Фиг. 7 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 8 — схема вычислительного бло-. ка; на фиг. 9 - пример. выполнения датчика нулевого тока; на фиг. 10 схема блока формирования управляющих импульсов.

Стабилизатор переменного напряжения (Фиг. 1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, подключенный входом к входным выводам 2 и 3, а выходом через датчик 4 нулевого

55 тОка к ВыхОДным ВыВОдам g и 6 е Изме рительный преобразователь 7 соединен входом с выходными выводами 5 и 6, число импульсов в каждой пачке пропорционально величине отклонения. Информация с РС 8 поступает на блок 9 Формирования управляющих импульсов, с которого управляющие импульсы подаются на управляющие электроды ключевых элементов регулирующего органа (PO) 1 дискретного действия. Коммутация ключевых элементов PO 1 осуществляется в моменты прохождения тока нагрузки через нулевой уровень благодаря наличию в схеме стабилизатора датчика 4 нулевого тока. 10 ил. реверсивный счетчик 8 подключен суммирующим и вычитающим Входами к первому и второму выходам измерительного преобразователя 7. Блок 9 Формирова-: ния управляющих импульсов подключен входной двоичной шиной к выходной двоичной шине реверсивного счетчика 8 и выходной шиной к ут;равляющей входной шине регулирующего органа 1 дискретного действия. Вычислительный блок 10 соединен вход-: с-- двоичной шиной с выходной двоичнс :: шиной реверсивного счетчика 8 и выходной двоичной шиной с входной двоичной шиной перезаписи реверсивного счетчика 8, входной выВод перезаписи которого соединен с третьим выходом измерительного преобразователя 7, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами вычислительного блока 10, четвертый вх зд которого подключен к выходу блока 9 Формирова ния управляющих импульсов, первый вход которого соединен с выходным выводом датчика 4 нулевого тока и второй вход соединен с седьмым выходом измерительного преобразователя 7.

Измерительный преобразователь 7 (Фиг. 6) состоит из согласующего трансформатора 11, соединенного входной обмоткой с входом преобразователя 7, прецизионнрго выпрямителя 12, соединенного входом с выходной обмоткой согласующего трансформатора ll, интегратора 13 -с ключом 14 сброса, I соединенного входными выводами с положительным и отрицательным выходными выводами прецизионного выпрямителя 12, трех источников 15 - 17 опорных напряжений, сумматора 18, подключенного

5 153443

15

25 тора 19 импульсов, вторым входом - к выходу первого компаратора 20 и треть40 им входом к выходу ждущего мультивибратора 27, второго элемента 3И 30, подключенного первым входом к выходу генератора 19 импульсов, вторым входом — к выходу второго компаратора 21 и третьим входом к выходу ждущего мультивибратора 27, элемента НЕ 31, 50

55 первым входом к выходу интегратора 13, генератора 19 импульсов, первого компаратора 20, соединенного неинвертирующим входом с выходом первого источника 15 опорного напряжения и инвертирующим входом с выходом сумматора 18, второго компаратора 21, соединенного неинвертирующим входом с выходом сумматора 18 и инвертирующим входом с выходом второго источника 16 опорного напряжения, третьего компаратора 22, подключенного инвертирующим входом к положительному выходному выводу прецизионного выпрямителя 12 и неинвертирующим входом к выходу третьего источника 17 опорного напряжения, формирователей 23 и 24 строб импульсов по переднему и заднему фронту, соединенных входами с выходом третьего компаратора 22, первого элемента 25 задержки, соединенного входом с выходом формирователя 23 строб импульсов по переднему фронту и четвертым выходом измерительного преобразователя 7, второго элемента 26 задержки, подключенного входом к выходу формирователя 24 строб импульсов по заднему фронту и шестому выходу измерительного преобразователя 7, а выходом - к третьем- выходу измерительного преобразователя 7, ждущего мультивибратора 27, подключенного входом к выходу первого элемента 25 задержки и к пятому выходу измерительного преобразователя 7, датчика 28 опорного кода, первого элемента 3И 29, подключенного первым входом к выходу генерасоединенного входом с выходом ждущего мультивибратора 27, элемента 2И 32, соединенного первым входом с выходом элемент:-: НЕ 31 и седьмым выходом измери,ельного преобразователя 7, вторым входом - с выходом третьего компаратора 22, и выходом подключенного к управляющему входу ключа 14 сброса интегратора i3, реверсивного счетчика 33, соединенного входной двоичной шиной перезаписи с выходной двоичной шиной датчика 28 о ".оного кода, пере30

4

О записывающим входом - с выходом формирователя 23 строб импульсов попереднему фоонту, суммирующим входом с выходом первого элемента 3И 29 и первым выходом измерительного преобразователя 7, а вычитающим входом с выходом второго элемента 3И 30 и вторым выходом измерительного поеобразователя 7, цифроаналогового преобразователя 34, подключенного входной: двоичной шиной к выходной двоичной шине реверсивного счетчика 33 и выходом к второму входу сумматора 18.

Вычислительный блок 10 (фиг. 8) содержит первый регистр 35, подключенный входной двоичной шиной к входной двоичной шине вычислительного блока

10 и перезаписывающим входой к третьему входу вычислительного блока 10, второй регистр 36, подключенный входной двоичной шиной к входной двоичной шине вычислительного блока 10 и перезаписывающим входом к второму входу вычислительного блока 10, третий регистр 37, подключенный входной двоичной шиной к выходной двоичной шине второго регистра 36 и перезаписывающим входом к первому входу вычислительного блока 10, четвертый регистр 38, подключенный перезаписывающим входом к первому входу вычислительного блока 10, постоянный запоминающий узел

39, подключенный первой, второй, третьей и четвертой адресными шинами к выходным двоичным шинам соответственно первого 35, второго 36, третьего

37 и четвертого 38 регистров и выходной двоичной шиной к выходной двоичной шине вычислительного блока 10, двоичный счетчик 40, подключенный выходной двоичной шиной к входной двоичной шине четвертого регистра 38 и входом обнуления к третьему входу вычислительного блока 10, генератор 41 импульсов, подключенный выходом к счетному входу двоичного счетчика 40, триггер 42, подключенный входом установки логической единицы к третьему, а входом установки нуля - к четвертому входам вычислительного блока 10 и выходом к входу запуска генератора 41 импульсов.

Датчик 4 нулевого тока (фиг.9) содержит два встречно-параллельных диода 43 и 44, дифференцирующий трансформатора 45, двухполупериодный выпрямитель 46 и ждущий мультивибра" тор 47.

7 153

Блок 9 формирования управляющих импульсов (Фиг. 10) содержит элемент

2И 48, соединенный входами с первым и вторым входами блока 9 Формирования управляющих импульсов, формирователь 49 строба, подключенный входом к выходу элемента 2И 48, ждущий мультивибратор 50, подключенный входом выходу Формирователя 49 строба. формирователь 51 строба тока, соединенный входом с выходом ждущего муль«ивибратора 50 и выходом с выходом

Цлока 9 формирования управляющих импульсов, блок 52 согласующих усилителей, подключенный первой группой входов к выходу ждущего мультивибратора 50, второй группой входов — к ходной двоичной шине, а выходами к выходной двоичной шине блока 9 фор ирования управляющих импульсов.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

Напряжение сети поступает на регу« ирующий орган 1 дискретного действия с входных выводов 2 и 3. С выхода регулирующего органа 1 через датчик 4 нулевого тока выходное напряжение поступает на выходные выводы 5 и 6, откуда выходное напряжение стабилизатора подается в нагрузку, а также н::- вход измерительного преобраэов .тепя 7 ,8 последнем производится измер *,",се ;.н тегральной характеристики напряжения, определяемой за каждые полпериода тевого напряжения. Если происходит отклонение уровня напряжения нагрузки от заданного значения, измерительный преобразователь 7.формирует пачки импульсов, поступающих на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 8 в зависимости от знака от" клонения. При этом число импульсов в каждой пачке пропорционально величине отклонения. Информация с реверсивного счетчика 8 поступает на блок 9 формирования управляющих импульсов, с которого управляющие импульсы подаются на управляющие электроды ключевых элементов регулирующего органа 1 дискретного действия. При изменении таким образом состояния реверсивного счетчика 8 происходит изменение уровня выходного напряжения стабилизатора в сторону уменьшения рассогласования. С целью исключения коротких замыканий в контурах вольтодобавочных секций регулирующего органа 1 при активно-реактивном характере

4434 0 нагрузки начала импульсов управления блока 10 привязаны к сигналам датчика 4 нулевого тока, поступающим с выхода датчика 4 на первый вход бло5 ка 9 °

Стабилизация выходного напряжения производится по среднему его значению, взятому за каждые полпериода се10 тевого напряжения. При этом характеристикой выходного напряжения стабилизатора служит интеграл т(U„„Cnj= „„ U„,„(t)a<, (1) о

15 определяемый в измерительном преобразователе 7 в конце полуволны выходного напряжения U „„(). В выражении (1) у „„ - коэффициент передачи измерительного преобразователя„ Т - период сетевого напряжения.

В случае реактивной нагрузки пе .;ключения вольтодобавочных секций по сигналам датчика нулевого тока приводят к скачкам выходного напряжения (Фиг. 2) при переходе его с одного дискретного уровня на другой.

Пренебрегая потерями в регулирующем органе и полагая (2)

ЗО где U.(t) —:::e;aaoe напряжение;

k(t) —;г,эффициерт передачи регулирующего органа со стороны сетевого напряжения, на и-м шаге работы стабилизатора с

З5 учетом Фазового сдвига между напряжением и током нагрузки д7 (Фиг.2) имеют и

Fgn

U „(n)= (f k(n 1tU (й) Й т/2

Т аО, ) kfn)U (t)dt (3)

Дь

Пусть сетевое напряжение описывается гармонической функцией времени

U, () =U„s1n t, (4)

45 где U„ и и - амплитудное значение и циклическая частота сетевого напряжения.

Подставляя (4) в (3), получают

U< (nj= у„„Б Itk (п1 (1-F(y )) +

+k L n-1) F (V„)3, (5) где „= дЫ;

F(ыд) =(1-соя g„) /2;

0 сср Ui l2Ц °

Рассогласование между измеренным и заданным значением U о выходного напряжения на и-м шаге работы стабилизатора

153 3

10 0ип (")= V .Uî "„„(n) (6} переводится измерительным преобразователем 7 в изменение состояния реверсивного счетчика 8

61 1рс (и)= у 11,„„, (7) где )"р, - коэффициент пропорциональности между рассогласовани= ем в измерительном преобразователе и изменением сос- 10 таяния реверсивного счетчика 8.

Состояние реверсивного счетчика на (и+1)-м шаге

И р (и+1)=N (n )+aN рс (n) ° (8) 15

В устройстве-прототипе выходная шина реверсивного счетчика подключена только к входной управляющей шине регулирующего органа дискретного действия через блок Формирования управляю:- 20 щих импульсов. При этом коэффициент передачи регулирующего органа со стороны сетевого напряжения

k(n) ) роЫр (п)э (9}

25 где 1, - коэффициент передачи регулирующего органа со стороны входной управляющей шины.

Подставляя в (8) выражения (5) и (7) и учитывая (9), имеют 30

k(n1)k(n)yU)0рk(n) 10(())

+k(n-1j P(V„));

Uggw р (й) =Ucp (k(n j (1 Р ())

+k(n 1) (н)

) )ар@ }ус Yen

При чисто активной нагрузке, т.е, „=0, F(p.Ä) =O, раэностное уравнение, описываюц ее процессы стабилизации пе- 4ц ременного напряжения, имеет вид

1 (и+1)= (п)+у(Б -Upkfnj). (11)

Как показывают исследования, в этом случае быстродействие системы стабилизации переменного напряжения 45 составляет 1-2 шага работы устройства.

Графики (Фиг. 3) построены как огибающие относительных значений интегралов выпрямленного напряжения, взятых за каждые полпериода питающей се- g0 ти, при скачках сетевого напряжения,. изменяемого в пределах 201 от номинального значения Б„ при =1/U .

Графики переходных процессов (фиг. 4) построены по уравнениям (10) при $„=57! /12 и Q,„=

Записывают первое уравнение систег мы (10) s виде

k (n+1j =k (n )+ y(U -Ц 1с (и)+

+U,F((k,„) (k(nj-k(n-1y) . (12)

Уравнение (12) отличается от уравнения (11) наличием составляющей (n)=yU Г(ч ) (k(nj-ktn-1j) (13) обуславливающей затягивание процесса стабилизации переменного напряжения в устройстве-прототипе при активнореактивном характере нагрузки °

Для повышения быстродействия стаЬилизатора в алгоритм стабилизации BBQ дится составляющая

) -)+О F (4 н ) ((" определяемая в вычислительном блоке 10 так, что на (n+1) è шаге работы стабилизатора двоичный код, записываемый с блока 10 в реверсивный счетчик 8 через входную двоичную шину перезаписи, соответствует выражению

1с(п+1)=. )"р,_#_г (и+1)+ь (n). (15)

Таким образом, разностное уравнение,, описывающее процесс стабилизации переменного напряжения, имеет вид

kLn+1j =l- (n)+ y(tJ,-t!, k(n)+

+Г(„) (U -U,) (k(nj-К (-1) ), (16)

Графики переходных процессов (фиг, 5) построены по уравнению (16) .

Из сравления графиков фиг.4 и 5 видно, что при реактивном характере нагрузки предлагаемое устройство дает выигрыш по сравнению с устройством-прототипом с точки зрения быстродействия процесса стаЬилизации переменного напряжения.

Измерительный преобразователь (Фиг. 6) работает следующим образом.

Переменное напряжение нагрузки с выходных зажимов подается на согласующий трансформатор 11, напряжение с вторичной обмотки которого поступает на вход прецизионного выпрямителя 12, осуществляющего двухполупериодное выпрямление напряжения. С выхода выпрямителя 12 напряжение 53 поступает на вход интегратора 13 с ключом 14 сброса, а также на инвертирующий вход компаратора 22, на неинвертирующий в-"од которого подается напряжение 54 источника 17 опорного напряжения, Прямоугольные импульсы 55 с компаратора 22 поступают на формирователь 23

1534434

12 строб импульсов по переднему фронту и формирователь 24 строб импульсов по заднему Фронту. Строб по переднему фронту, представляющий собой короткий импульс 56, поступает с Формирователя 23 на элемент 25 задержки, откуда задержанный передний строб 57 поступает на вход ждущего мультивибратора 27, формирующего прямоугольные импульсы

58, в течение KQTopblx производится отработка рассогласования в системе стабилизации. С помощью элемента 2И 32 производится Формирование импульса 59 сброса интегратора 13, поступающего на 5 управляющий вход ключа 14 сброса интегратора 13. Таким образом, на выходе интегратора 13 с ключом 14 сброса формируется напряжение 60, которое к началу очередного импульса 58 пропорционально интегралу напряжения нагрузки, взятого примерно за полпериода сетевого напряжения. Это напряжение 60 поступает на первый вход сумматора 18, на вторг" вход которо о 25 заводится напряжение с цифроаналогового преобразователя 34, подключенного входной двоичной ш, и к выходной двоичной шине реверсивного счетчика 33.

Если напряжение 60 к моменту очередно-ЭО го импульса 58 отработки рассогласования находится в пределах допустимой зоны, определяемой напряжениями источников 15 и 16 опорных напряжений, также состоянием опорного кода, . поступающего на входную шину перезаписи реверсивного счетчика 33 с датчика 28 опорного кода, то на выходах обоих компараторов 20 и 21 - логические нули, и реверсивный счетчик 33 в 40 течение импульса 58 не изменяет своего состояния. Если напряжение нагрузки оказывается больше верхнего уровня допустимой эоны, то напряжение на выходе сумматора 18 имеет вид кривой 61.4

При этом к началу импульса 58 на выходе компаратора 21 оказывается логическая единица, и через элемент 3И 30 на вычитающий вход реверсивного счетчика 33 проходят импульсы генератора 19 импульсов. Состояние реверсивного счетчика 33 начинает изменяться так, что напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 34 уменьшается.

8 результате напряжение 61 на выходе г сумматора 18 также уменьшается до уровня напряжения 62, поступающего с источника 16 опорного напряжения.

Как только эти напряжения сравняются, компаратор 21 выдает логический .-оль и счетцик 33 перестает считат.ь. В результате по вычитающему входу реверсивного счетчика 33 проходит пачка 1 импульсов 63, число импульсов s которой пропорционально отклонению напря" жения нагрузки от заданного значения.

Аналогично происходит работа измерительного преобразователя в случае, когда напряжение нагруэки оказывается меньше нижнего допустимого уровня.

При этом напряжение на выходе сумматора 18 имеет вид кривой 64. К началу импульса 58 отработки рассогласования на выходе компаратора 20 оказыва-. ется логическая единица, и на суммирующий вход счетчика 33 проходят импульсы 65 генератора 19 через элемент 3И 29 до тех пор, пока напряжение 64 не сравняется с напряжением 66 источника 15 опорного напряжения.

Таким образом, измерительный преобразователь 7 формирует пачки импульсов на одном из двух выходов (1) и (2) в зависимости от знака отклонения напряжений нагрузки от заданного значения, прицем цисло импульсов в пачке пропорционально этому отклонению.

Код опоры записывается в реверсивный счетчик 33 передним стробом 56.

Изменение кода опоры приводит к изменению уровня уставки стабилизатора.

При этом датчик кода опоры может быть выполнен управляемым непосредственно от ЭВИ.

Вычислительный блок 10 (Фиг.8) работает следующим образом..

К концу и-го интервала отработки рассогласования состояние реверсивного счетчика S изменяется s соответ" ствии с выражением (8). Это новое состояние N (и+11 реверсисного счетчика 8 записывается в регистр 35 импульсом 67 формирователя строб импульсов по заднему фронту измерительного преобразователя 7. С регистра 35 информация поступает на первую адресную шину постоянного запоминающего узла 39, на три другие адресные шины которого поступают выходной код Г1(п-1) состояния реверсивного счетчика 8 на (п-1)-м шаге с выходной двоицной шины регистра 37, выходной код Nfn) состояния реверсивного счетчика 8 на и-м шаге с выходной двоичной шинь, регистра 36 и двоичный код, соответствующий величине относительного фазового сдвига напряжения и тока нагрузки y„Pn 1 на и-м

1534434

14 шаге с выходной двоичной шины регистра 38.

Постоянный запоминающий узел 39 запрограммирован для вычисления кода

N(n+1j =Й (и+1) + (Ngn-1)-N(n7} U.F(u ) (17) в соответствии с алгоритмом (16) изменения коэффициента передачи регулирующего органа 1. 10

Код N(n+1) записывается из постоянного запоминающего узла 39 в реверсивный счетчик 8 задержанным задним стробом 68, поступающим с измерительного преобразователя 7. 15

Состояние реверсивного счетчика 8

И1п-11 переписывается в регистр 37 из регистра 36 передним стробом 56, а состояние реверсивного счетчика 8 N(nj записывается в регистр 36 задержанным 20 передним стробом 57.

Формирование двоичного кода, соответствующего относительному фазовому сдвигу напряжения и тока нагрузки, 25 осуществляется с помощью двоичного счетчика 40, генератора 41 импульсов и триггера 42, Обнуление счетчика 40 производится задним стробом 67, который поступает также на вход установки единицы триггера 42. При этом триггер 42 устанавливается в единичное состояние, производя запуск генератора 41 импульсов. Импульсы генератора

41 поступают на счетный вход двоичного счетчика 40, изменяя его состоя- 35 ние. По приходу строба тока с блока 9

Формирования управляющих импульсов на вход установки нуля триггера 42 последний переводится в нулевое состояние, производя срыв генерации импуль- 40 сов генератора 41. Таким образом, на выходе двоичного счетчика 40 форми- руется двоичный код, соответствующий величине относительного фазового сдви га напряжения и тока нагрузки, кото- 45 рый записывается в регистр 38 передним стробом 56.

Датчик 4 нулевого тока (фиг.9) построен на основе двух диодов 43 и 44, включенных встречно-параллельно

50 в цепь нагрузки ° Прямоугольные им" пульсы с этих диодов поступают на дифференцирующий трансформатор 45, с которого короткие импульсы проходят через двухполупериодный выпрямитель

46 и поступают на вход ждущего мультивибратора 47 Последний формирует импульсы 69, начала которых совпадают с моментами перехода тока нагрузки через нулевое значение.

Блок 9 формирования управляющих импульсов (фиг. 10) работает следующим образом.

На входы элемента 2И 48 поступают импульсы 69 датчика 4 нулевого тока и импульсы 70 измерительного преобразователя 7. В результате на выходе элемента 2И 48 формируются импульсы

71, поступающие на формирователь 49 строба. С выхода последнего импульсы

72 поступают на вход ждущего мультивибратора 50, с выхода которого управляющие импульсы 73 тока идут через согласующие усилители блока 52 на управление ключами регулирующего органа 1 дискретного действия. При этом на один из входов согласующих усилителей поступает информация с реверсивного счетчика 8. Импульсы 70 используются в данном блоке для исключения возможного попадания начала импульса

73 тока в интервал отработки рассогласования системой стабилизации. По переднему фронту импульса 73 тока формирователем 51 формируется строб 74 тока, который поступает в вычислительный блок 10 для определения относительного фазового сдвига напряжения и тока нагрузки. Все Формирователи стробов в предлагаемом стабилизаторе могут быть реализованы на основе дифференцирующих цепочек и компараторов. !

Регулирующий орган дискретного действия выполняется на основе трансформаторно-ключевой исполнительной структуры с коммутацией ключевых элементов в моменты прохождения тока на" грузки через нулевой уровень. При этом учет относительного фазового сдвига напряжения и тока нагрузки введением в алгоритм стабилизации составляющей (14), определяемой в вычислительном блоке, позволяет повысить быстродействие системы стабилиза.ции переменного напряжения. Выполнение измерительного преобразователя на основе предлагаемой структуры позволяет повысить точность стабилизации переменного напряжения в условиях искажения формы кривой сетевого напряжения, а также дает возможность изменять уровень установки стабилизатора путем изменения кода опоры, что позволяет управлять устройством непосредственно от ЭВМ.

1534434

1б

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, подключенный входом к входным выводам, а выходом через датчик нулевого тока - к выходным выводам, измерительный преобразователь, входом соединенный с выходны- 1п ми выводами, первый реверсивный счетчик, блок формирования управляющих импульсов, подключенный входной двоич( ной шиной к выходной двоичной шине первого реверсивного счетчика, первым tg входом - к выходу датчика нулевого тока, а выходной шиной - к управляющей входной шине регулирующего органа дискретного действия, о т л и .ч а юшийся тем, что, с целью повышения2 быстродействия при активно-реактивном характере нагрузки, в него введен вычислительный блок, соединенный входной двоичной шиной с выходной двоичной шиной первого реверсивного счетчика, 25 а выходной двоичной шиной — с входной двоичной шиной перезаписи первого реверсивного счетчика, суммирующий, вычитающий и перезаписывающий входы которого подключены соответственно к щ первому, второму и третьему выходам измерительного преобразователя, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами вычислитель- З ного блока, четвертым входом подключенного к выходу блока формирования управляющих импульсов, второй вход которого соединен с седьмым выходом измерительного преобразователя, причем вычислительный блок снабжен четырьмя регистрами, постоянным запоминающим узлом, двоичным счетчиком, первым генератором импульсов и триггером, при этом входные двоичные шины первого и второго регистров соединены с входной двоичной шиной вычислительного блока,а их перезаписывающие входы подключены соответственно к третьему и второму входам вычислительного блока, третий

3О регистр подключен входной двоичной шиной к выходной двоичной шине второго регистра, а перезаписывающим входом - к первому входу вычислительного блока, к которому подключен также пе55 резаписывающий вход четвертого регистра, постоянный запоминающий уэеп соединен первой, второй„ третьей и четвертом адресными шинами с выходными двоичными шинами соответственно первого, второго, третьего и четвертого регистров, а выходной двоичной шиной - с выходной двоичной шиной вычислительного блока, причем постоянный запоминающий узел запрограммирован-для вычисления кода

N(n+13 =N tn+1)+ — — — — — -II Nt.n-1)T11oF(V )

1Р

N л)3 где В (и+1), N 1,п ), N (n-11 — коды, формируемые соответственно первым, вторым и третьим регистрами;

q„(n j — код, формируемый четвертым регистpot41

F (У„) = (1- c o S II Ä ) /2;

Х 3 Ро Р )"" коэффициент передачи регулирующего органа со стороны входной управляющей шины; коэффициент пропоррс циональности между рассогласованием в измерительном преобразователе и изменением состояния первого реверсивного счетчика; коэффициент переда-: ип чи измерительного преобразователя;

U — заданное значение о выходного напряжения;

n — шаг работы стабилизатора, двоичный счетчик подключен выходной двоичной шиной к входной двоичной шине четвертого регистра, входом обнуления — к третьему входу вычислительного блока, а счетным входом - к выходу первого генератора импульсов, вход запуска которого соединен с выходом . триггера, вход установки логической единицы которого подключен к третьему,. а вход установки нуля - к четвертому входам вычислительного блока, при этом измерительный преобразователь состоит из последовательно соединенных согласующего трансформатора, входной обмоткой подключенного к входу измерительного преобразователя, прецизионного выпрямителя и интегратора с ключом

17 15344 сброса, сумматора, подключенного первым входом к выходу интегратора с ключом сброса, трех источников опорного напряжения, второго генератора импульсов, первого компаратора, соединенно5 го неинвертирующим входом с выходом первого источника опорного напряжения, а инвертирующим входом - с выходом сумматора, второго компаратора, соединенного неинвертирующим входом с выходом сумматора, а инвертирующим входом - с выходом второго источника опорного напряжения, третьего компаратора, подключенного инвертирующим входом к выходу прецизионного выпрямителя, а неинвертирующим входом — к выходу третьего источника опорного напряжения, формирователей строб импульсов по переднему и заднему Фронту,20 соединенных входами с выходом третьего компаратора, первого элемента задержки, соединенного входом с выходом формирователя строб импульсов по переднему Фронту и четвертым выходом 25 измерительного преобразователя, второго элемента задержки, подключенного входом к выходу формирователя строб импульсов по заднему фронту и шестому выходу измерительного преобразователя,30 а выходом - к третьему выходу измерительного преобразователя, первого ждущего мультивибратора, подключенного входом к выходу первого элемента задержки и к пятому выходу измерительэЭ ного преобразователя, датчика опорного кода, перво о элемента 3И, подключенного первым входом к выходу второго генератора импульсов, вторым вхок выходу первого компаратора, а 40 третьим входом - к выходу первого жду щего мультивибратора, второго элемента 3И, подключенного первым входом к выходу второго генератора импульсов, вторым входом - к выходу второго ком18 паратора, а третьим входом - к выходу первого ждущего мультивибратора, элемента НЕ, соединенного входом с выходом первого ждущего мультивибратора, первого элемента 2И, соединенного первым входом с выходом элемента НЕ и седьмым выходом измерительного преобразователя, вторым входом - с выходом третьего компаратора, а выходом— с управляющим входом ключа сброса интегратора, второго реверсивного счетчика, соединенного входной двоичной шиной перезаписи с выходной двоичной шиной датчика опорного кода, перезаписывающим входом - с выходом формирователя строб импульсов по переднему фронту, суммирующим входом - с выходом первого элемента 3И и первым выходом измерительного преобразователя, а вычитающим входом - с выходом второго элемента 3И и вторым выходом измерительного преобразователя, цифроаналогового преобразователя, подклю=. ченного входной двоичной шиной к выходной двоичной шине второго реверсивного счетчика, а выходом - к второму входу сумматора, кроме того, блок формирования управляющих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных второго элемента 2И, Формирователя строба, второго ждущего мультивибратора и формирователя строба тока, а также блока согласующих усилителей, первая группа входов котоРого соединена с выходом второго ждущего мультивибратора, вторая группа входов - с входной двоичной шиной, а выходы — с выходной шиной блока формирования управляющих импульсов, при этом первый и второй входы второго элемента 2И и выход формирователя строба тока соединены соответственно с первым и вторым входами и выходом блока формирования управляющих импульсов.

>534434

1 ф

12

f4

08

О,б

1534434

14

12

1534434

1534434 аг.

Составитель А.Волкова

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Заказ 41 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191