Релейная система регулирования тока

 

Изобретение относится к системам регулирования тока нагрузки и может использоваться в электроприводах и источниках вторичного электропитания. Целью изобретения является повышение КПД и надежности, а также точности и помехозащищенности. Регулирование выходного тока осуществляется ключевым усилителем мощности 1 по сигналам пороговых элементов 7 и 8, определяющих положительное и отрицательное отклонение от нулевого уровня сигнала интегратора 9. На входе интегратора присутствует сумма напряжений эталонного источника, напряжения, пропорционального выходному току и некоторого постоянного напряжения с выхода компаратора 10, знак которого определяется знаком выходного сигнала усилителя рассогласования. Введение компаратора 10 позволяет уменьшать размах пульсаций выходного тока. В режиме, когда один из сигналов пороговых элементов 7 и 8 не равен нулю, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 при помощи ключа 11 фиксирует выходное напряжение интегратора, исключая появление высокочастотных колебаний тока нагрузки около порога срабатывания одного из пороговых элементов 7, 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

» SU„15521 (5!) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4439016/24-07 (22) 13.06.88 (46) 23,03.90. Бюл. Р 1! (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В. Донской и В.А. Матисон (53) 62.!.31 6.722.!(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! - 1291941, кл. G 05 F 1/10, !985 °

Олещук В.И., Чаплыгин E..Е. Вентильные преобразователи с замкнутым контуром управления. — Кишинев: Штиинца, 1982, фиг.1. (54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕ11А РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОКА (57) Изобретение относится к системам регулирования тока нагрузки и может использоваться в электроприводах и источниках вторичного электропитания. Целью изобретения является повьппение КПД и надежности, а также точности и помехозащищенности. Регулирование выходного тока осуществляется ключевым усилителем мощности

1 по сигналам пброговых элементов

7 и 8, определяющих положительное и отрицательное отклонения от нулевого уровня сигнала интегратора 9.

На входе интегратора присутствует сумма напряжений эталонного источника напряжения, пропорционального выходному току, и некоторого постоянного напряжения с выхода компаратора !0, знак которого определяется знаком выходного сигнала усилителя рассогласования. Введение компаратора !О позволяет уменьшать размах пульсаций, выходного тока. В режиме, когда один из сигналов пороговых элементов 7 и 8 не равен нулю, элемент

ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 при помощи ключа !

J фиксирует выходное напряжение интегратора, исключая появление высокочастотных колебаний тока нагрузки около порога срабатывания одного иэ пороговых элементов 7,8. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1 552152

Изобретение относится к электротехнике в частности к импульсным системам автоматического регулирования,и может быть использовано в транзисторных электроприводах постоянного и переменного тока, а также источниках вторичного электропитания.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности, а также точ-.ности и помехоустойчивости релейной системы регулирования тока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема релейной системы регулирования тока на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие ее работу.

Релейная система регулирования тока содержит клк1чевой усилитель 1 мощности, управляемый от предусилителя-коммутатора 2 управляющих импульсов, имеющего два входа и обеспечивающего положительное постоянное напряжение на выходных зажимах для нагрузки. З,при. наличии логической

"1 на первом входе, отрицательное 25 напряжение — при наличии логической

11 Il

1 на втором входе и нулевое напряжение и ри логическом 0" на обоих входах, выходные выводы ключевого усилителя мощнос ти, одни непо с ред-ств енно, а другой — через -датчик 4 тока, подключены к выходным выводам, усилитель 5 р ас с orла с ования, к д ервому входу которого подключен источник

6 сигнала э адания тока, а к второму входу — выход датчика 4 тока, два

35 разнополярных пороговых элемента

7 и 8, выход одного из которых подключен к первому входу предусилителякоммутатора 2 управляющих импульсов, 40 а выход другого —, к второму входу упомянутого предусилителя-коммутатора 2 управляющих импульсов, интегратор 9, уровень ограничения выходного напраяжения которого несколько превосходит пороги срабатывания пороговых элементов 7 и 8, и компаратора

10 с двуполярным выходным сигналом, входы которых подключены к выходу усилителя 5 рассогласования, выход

10 интегратора подключен к входам лоРоговых элементов 7 и 8, а выход компаратора 10 — третьему входу усилиь теля 5 рассогласования, ключ 11, вклю. ченный между выходом усилителя paccor ласования и формирующим входом инэ5 тегратора 9„и логический элемент

ИСКЛУЧАЯЦЕЕ ИЛИ 12, вь1ход которого подключен к управляющему входу ключа

11 а входы — к выходам пороговых элементов 7 и 8.

Ключевой усилитель мощности содержит ключи 13-16, шунтированные обратными диодами 17-20, необходимыми для обеспечения путей протекания тока, вызванного ЭДС самоиндукции нагрузки, подключенной к клеммам для подключения нагрузки 3.

На фиг. 2 введены следующие обозначения: U — выходной сигнал датчиФ ка 4 тока; U — сумма выходных сигналов источника 6 сигнала задания тока и компаратора 10; Ug — выходной сигнал источника 6 сигнала задания тока;

U> — выходной сигнал интегратора 9

U Io- выходной сигнал компаратора 10.

Релейная система регулирования тока работает следующим образом.

Предположим, что в начальный момент времени выходнь:е сигналы источника 6 сигнала задания тока U и интегратора 9 U равны нулю, тогда на выходах пороговых элементов 7 и 8 также будут присутствовать логические

"0". Пусть также ток, в цеди нагрузки ключевого усилителя 1 мощности и соответственно выходной сигнал датчика

4 тока U равны нулю-, а выходной сиг- ф нал компаратора 10 Ъ, положителен.

При этом предусилитель-коммутатор 2 управляющих импульсов устанавливает нулевое напряжение на выходных зажимах ключевого усилителя мощности путем включения лишь одного ключа, например 13, и ток в цепи нагрузки продолжает оставаться нулевым, однако под действием выходного сигнала компаратора 10 U íà выходе усилителя

5 рассогласования установится положительное напряжение, которое будет интегрироваться интегратором 9. На выходе логического элемента ИСКЛ1ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 будет присутствовать логический "0" и форсирующий вход интегратора 9 будет отключен от усилителя

5 рассогласования.

После того, как выхсдной сигнал интегратора 9 достигает порога срабатывания порогового элемента 7 + л на. выходе этого порогового элемента устанавливается сигнал логической "1".

При этом на выходе логического элемента ИСКЛЮЧА1ОЩЕЕ И1Ж l 2 появляется логическая "1", ключ 11 замыкается и выходной сигнал интегратора 9 U форсированно достигает уровня ограничения ° Одновременно на выходных зажи15521 мах ключевога усилителя 1 мощности устанавливается положительное напря жение путем включения двух ключей 13 и 16. Возникает ток положительного направления через эти ключи и цепь нагрузки. Выходной сигнал датчика 4 тока начинает нарастать, а выходной сигнал усилителя 5 рассогласования снижается. При равенстве выходного сигнала датчика 4 тока 11. сумме выходного сигнала источника 6 сигнала задания тока U< и выходного сигнала компаратора 10 выходной сигнал усилителя 5 рассогласования становится равным нулю, а затем меняет знак.

Соответственно меняет знак и выходной сигнал компаратара 10 (момент времени t,) . Выходной сигнал интегратора. 9 при смене знака выходного сигнала усилителя рассогласования

5 Форсированно уменьшается., достигая порога срабатывания порогового элемента 7 + d после чего на выходе этого порогового элемента устанав- 2В ливается логический 0, на выходе логического элемента HCI JIN×AIIIÙÅÅ ИЛИ

12 также устанавливается логический

"0, ключ 11 размыкается и фарсировка интегратора 9 прекращается. Пред- 30 усилитель-коммутатор 2 управляющих импульсов отключает один из ранее включенных клкчей, например 1 3, на выходных зажимах ключевого усилителя 1 мощности устанавливается нулевое напряжение и пад действием ЭДС самоиндукции нагрузки ток начинает, медленно спадая, протекать по цепи, образованной обратным диодом .18 и ключам .16. Госле достижения выходным сигналом интегратора 9 U порога сра9 батывания порогового элемента 8 — д процессы в релейной системе регулирования тока протекают аналогичным образом и отличаются лишь знакам на- 4> пряжения на выходных зажимах ключевого усилителя 1 напряжения и соответственно вкхпочаемыми ключами этого усилителя.

В некоторых режимах, например, при достаточно высокой скорости изменения выходного сигнала источника

6 сигнала задания тока U смена знака выходного сигнала усилителя рассогласования 5 и компаратара 10 происходит раньше, чем достижение выходным сигналам интегратора 9 U порога срабатывания порогового элемента, к которому ан (выходной сигнал интегра52 6 торя) движется (момент времени t >), Режим работы релейной системы ре1 улпрования така в этом случае отличается от описанного талька тем, что не выхсдных зажимах ключевого усилителя 1 мощности устанавливается гаследовательнасть импульсов напряжет1ия только одного знака, так как про-. исходит перекл<очение талька одного из псроговь<х элементов 7 и 8.

Рабоiа релейчой системы регул:рования тока при постоянном или медленно мечяющемся выходном сигнале источника 6 сигнал" "- àäàíè;ÿ тока Uq полностью ссвпадаеФ с работой при чулевом c:тгнале U<

Формула изобретения.

1. Релейная система регулирования така, содержашая ключевой усилитель мощности, подключенный входом управления к выходу предусилителя-коммутатора управляющих импульсов, первым выходам соединенный с первым вьтхадным выводом, а вторым выходом через датчик тока подключенньпт к второму выходному выводу, усилитель рассогласования, к первому входу которого подктпочен источник сигнала задания тока, а к второму входу подсоединен выход датчика тока, два пороговых элемента, выход одного нз которых подкллючен к первому входу предусил-"." теля-коммутатора управляющих те пульсов, а выход другого подсоединен к второму входу упомянутого предусилителя-каммугатора управляющих импульсов, и интегратор, вход которого подключен к выходу усилителя рассогласования, а выход соединен с вхацами пороговых элементов, о т л.и ч а ю1щ а я с я тем, чта, с целью повьппения КПД и надежности, введен компара1 тор с двуполярным HblxopHbIM сигналом, а усилитель рассогласования снабжен дополнительным входом, причем вход кампаратара подключен к выходу усилителя рассогласования, а выход компаратора — к дополнительному входу усилителя рассогласования.

2. Релейная система па и. 1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью павьппекия точности н помехоустойчивости, введены логический элемент

ИСКПСЧА10ЩЕЕ ИЛИ и ктпоч, а интегратор снабжен Форсирующим входам, причем управляющий вход ключа соединен с вы1552152

U)„

Составитель 10. Опадчий

Редактор В. Бугренкова Техред П.Олийнык Корректор М„Максимишинец

Эакаэ 329 Тираж 651. Подписное

Р"ИИПИ Государственного комитета оо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113()35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, ул. Гагарина,101 ходом логического элемента ИСКЛЮЧАЗОЩЕЕ ИЛИ, входы логического элемента подключены к выходам пороговых элементов, а ключ .включен между выходом усилителя рассогласования и Форсирующим входом интегратора.