Импульсный регулятор

 

Устройство содержит делитель 1 напряжения , два пороговых элемента 2 и 3, генератор 4 импульсов на ОПТ, три времязадающих RC-контура 5-7, три транзисторных ключевых элемента 8-10, три нагрузочных элемента 11-13, датчик 28 переменного тока, 5-2-7-4, 6-3-9-12, 2-8-11, 1-10-13,28-2,28-3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 05 D 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758293/24 (22) 14.11.89 (46) 07,05.92. Бюл. М 17 (75) Л.П.Дмитренко (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1283721, кл. G 05 D 23/19, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 556414, кл. G 05 В 11/16, 1975.. Ы „1732337 А1 (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Устройство содержит делитель 1 напряжения, два пороговых элемента 2 и 3, генератор 4 импульсов на. QllT три времязадающих RC-контура 5 — 7, три транзисторных ключевых элемента 8 — 10, три нагрузочных элемента 11 — 13, датчик 28 переменного тока, 5-2-7-4, 6-3-9-12, 2-8-11, 1-10-13, 28-2, 28-3. 1 ил.

1732337

15

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования различных параметров, например тока электропривода зернодробилок.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение регулятора.

На чертеже представлена схема регулятора.

Импульсный регулятор содержит делитель 1 напряжения, первый 2 и второй 3 пороговые элементы, генератор 4 импульсов на однопереходном транзисторе (ОПТ), первый 5, второй 6 и третий 7 времязадающие RC-контуры, первый 8, второй 9 и третий 10 транзисторные ключевые элементы, первый 11, второй 12 и третий 13 нагрузочные элементы (например, обмотки реле), первый 14, второй 15, третий 16, четвертый

17, пятый 18, шестой 19, седьмой 20 и восьмой 21 разделительные диоды, первый 22, второй 23, третий 24, четвертый 25, пятый

26 и шестой 27 токоограничительные резисторы, датчик 28 переменного тока, содержащий обмотку 29, . диодный выпрямительный мост 30, к выходной диагонали которого подключены параллельно конденсатор 31 и резистивный делитель 32 напряжения. Делитель 1 напряжения содержит балластный резистор 33 и два стабилитрона 34, 35. Пороговые элементы 2 и 3 выполнены на операционных усилителях 36 и 37 с целью положительной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных диода 38 и резистора 39, а также соответственно диода 40 и резистора 41.

Питание регулятора осуществляется от шин

42 и 43 постоянного тока, Регулятор работает следующим образом, С помощью датчика 28 тока, образованного трансформатором тока с обмоткой 29, диодным мостом 30 и конденсатором 31, регулируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, выделяемое на резисторах делителя 32, с которого через резистор 24 напряжение с датчика тока поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 36 и на второй RC-контур

9, Напряжение на выходе датчика тока сравнивается пороговыми элементами 2 и 3 с напряжением на стабилитроне 35, который через первый RC-контур 5 подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 36, а через резистор 25 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 37. Напряжение на нижнем выводе резистора 24 несколько выше напряжения на выходе резистивного делителя 32 резистора. Если стабилизируемый ток ниже заданного значения, напряжение на стаби25

55 литроне 35 выше напряжения на выходе датчика тока, нижнем выводе резистора 24, Поэтому когда конденсатор первого RC êîíтура 5 зарядится до потенциала на стабилитроне 35, операционный усилитель 36 переключается и на его выходе напряжение приближается к напряжению на катоде стабилитрона 34, Под действием этого напряжения открывается транзистор 8, и через нагруэочный элемент 11, например обмотку реле, протекает ток. Реле включает исполнительный электродвигатель (не .показан), уменьшающий значение регулируемого тока. Отпирающийся транзистор 8 через диод

19 шунтирует цепь питания перехода базаэмиттер транзистора 10, поэтому транзистор 10 запирается, а его нагрузка 3 отключается. Одновременно через диод 14 и соответствующий резистор начинает заряжаться конденсатор третьего RC-контура, и когда он зарядится до напряжения отпирания ОПТ 4, последний отпирается и через него и диод 16 на резистор 26 разряжается конденсатор. Через диод 17 и ОПТ 4 разряжается и конденсатор первого RC-контура, После этого операционный усилитель 36 снова занимает исходное состояние, транзистор 8 запирается и нагрузка 11 отключается. Поскольку цепь управления транзистора 10 дешунтируется, то транзистор 10 отпирается и включается его нагрузка 13, осуществляющая, например, динамическое торможение исполнительного электродвигателя. Таким образом, длительность импульсов определяется постоянной време и третьего RC-контура и порогом отпирания ОПТ 4.

После импульса снова начинается пауза, длительность которой определяется постоянной времени первого RC-контура, а также значением рассогласования текущего тока и заданного, Чем меньше ток нагрузки и больше разница между напряжениями на стабилитроне 35 и на выходе датчика тока, тем быстрее осуществляется заряд конденсатора первого RC-контура и, следовательно, короче пауза. П аоцесс работы .регулятора повторяется цо тех пор, пока значение напряжений на стабилитроне 35 и выходе датчика -,îêà не уравновесится, Когда значение регулируемого тока превышает заданное напряжение на стабилитроне 35, меньше напряжения на выходе резистивного делителя 32 и конденсатор второго RC-контура зарядится через его резистор, то операционный усилитель 37 переключается, открывается транзистор 9 и включается нагрузка 12, Через диод 15 под действием напряжения на выходе операционного усилителя 37 заряжается конденса1732337

15 тор третьего RC-контура. Когда конденсатор зарядится до порога отпирания ОПТ 4, последний открывается, через диоды 18 и 16 на ОПТ 4 разряжаются конденсаторы первого и второго RC-контуров, а через диод 21 дешунтируется цепь управления транзистора 10, и он отпирается. Операционный усилитель 37 возвращается в исходное состояние и процесс заряда конденсатора

11 повторяется, Как и при переключении операционного усилителя 36, время паузы при переключении нагрузки 12 зависит от рассогласования заданного и регулируемого значений тока, логарифмически уменьшаясь с ростом последнего.

Периодическое включение нагрузки 12 происходит до тех пор, пока регулируемый ток не снижается до заданного значения.

Зона нечувствительности регулятора, т.е, разница между токами, при которых включаются компараторы 6 и 7, определяется соотношением сопротивлений резисторов резистивного делителя 32. Подключение инвертирующих выходов операционных усилителей 36 и 37 через диоды 38 и 40 и резисторы 39 и 41 к коллекторам транзисторов 8 и 9 обеспечивает положительную обратную связь при переключении компараторов и их четкое срабатывание.

При этом диоды 38 и 40 исключают влияние напряжения питания на коллекторах транзисторов 8 и 9, когда они заперты, на измерительную часть схемы и, следовательно, на точность работы устройства.

Импульсный режим работы регулятора обеспечивает устойчивость процесса даже при значительном транспортном запаздывании, которое может иметь место в системе регулирования.

Регулятор имеет бесконтактную и простую схему, надежен в работе, обеспечивает высокие стабильность и точность работы при достаточном быстродействии. Он может быть применен не только с датчиком тока, но и с другими датчиками электрических и неэлектрических величин (давление, температуры и др.).

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий делитель напряжения, подключенный к шинам питания постоянного тока, первый и второй пороговые элементы, генератор импульсов на однопереходном транзисторе, первый, второй и третий времязадающие

RC-контуры, первый, второй и третий транзисторные ключевые элементы, последовательно с которыми к шинам питания постоянного тока включены соответственно первый, второй и третий нагрузочные эле20

55 менты, восемь разделительных диодов, шесть токоо гран ичител ьн ых резисторов, датчик переменного тока, содержащий обмотку, связанную индуктивно с сетью переменного тока, к выводам которой подключен диодный выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены параллельно конденсатор и резистивный делитель на. пряжения, один из выводов выходноь диагонали диодного моста соединен с од ной из шин питания постоянного тока, дру гой вывод выходной диагонали диодноп выпрямительного моста и выход резистив ного делителя напряжения являются выхо дами датчика переменного тока, делител напряжения содержит последовательно со единенные балластный резистор и два ста билитрона, отличающийся тем, что, целью повышения точности и упрощени. регулятора, пороговые элементы выполне ны на операционных усилителях с цепьн положительной обратной связи, состояще из последовательно соединенных диода резистора, соединяющего инвертирующи вход соответствующего операционного уси лителя и выходной электрод соответствую щего транзисторного ключевого элемента входной электрод которого соединен с вы ходом соответствующего операционного усилителя через первый и второй токоогра ничительные резисторы. соответственно, неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к выходам соответствующих времязадающих RC-контуров, вход первого времязадающего RC-контура подключен к общему выводу стабилитронов делителя напряжения, а вход второго времязадающего RC-контура соединен с одним из выходов датчика переменного тока, другой выход которого подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя через третий токоограничительный резистор, а инвертирующий вход второго операционного усилителя связан через четвертый токоограничительный резистор с входом первого времязадающего RC-контура, выходы операционнь.х усилителей через первый и второй разделительные диоды, связанные одноименными электродами, соединены с входом третьего времязадающего RC-контура, выход которого через третий разделительный диод связан с эмиттером однопереходного транзистора генератора импульсов, подключенным через четвертый и пятый разделительные диоды, связанные одноименными электродами, к выходам первого и второго RC-контуров соответственно, другие выводы конденсаторов первого, второго и третьего времязадающих

RC-контуров соединены с одной шиной пи1732337

15

25

35

45

Составитель Г,Крейман

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор И.Дербак

Заказ 1583 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 тания постоянного тока, к которой подключена одна из баз однопереходного транзистора генератора импульсов через пятый токоограничительный резистор, другая база питания которого через шестой токоограни- 5 чительный резистор подключена к общему выводу балластного резистора и стабилитрона делителя напряжения и через шестой токоограничительный резистор — к одноименным электродам шестого, седьмого и восьмого разделительных диодов, другие электроды которых подключены соответственно к выходным электродам первого и второго ключевых транзисторных элементов и входному электроду третьего ключевого транзисторного элемента.