Устройство регулирования электрической мощности переменного тока

 

Использование: изобретение относится к регулированию электрических величин. Сущность изобретения; устройство регулирования электрической мощности переменного тока содержит силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов для подключения нагрузки, кроме того, блок включения тиристорного исполнительного органа, выходом связанный с его входами управления, а входом - с выходом узла управления . Устройство также содержит силовой контактор, включенный между выводами для подключения сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, первый и второй измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). сумматор, формирователь сигнала управления, обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом информационный вход МПМ соединен с информационным выходом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ - с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно . Информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП. а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ-с объединенными входом синхронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно. Вход индикации состояния МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывания - к выходу обнаружителя аварий. Первый и второй выходы МПМ соединены с входами управления КАС, выходы которого подключены к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходами ДЗНиТ соответственно, входы первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, выходы которого ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала управления, первый вход которого и первый вход обнаружителя аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управления силового контактора, а выход формирователя сигнала управления соединен с входом блока включения тиристорного исполнительного органа. 5 ил. сл с 00 со о сл hO CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/66

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .: К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900075/07 (22) 08,01.91 (46) 30.07.93. Бюл. hb 28 (71) Донецкий химико-металлургический завод (72) С.В.Хорошок и А.С.Куриленко

{56)1. SU %1056170At, кл.605F 1/66,1982.

2. US N. 3373330, А, кл. 318 — 308, 1968. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕ ННОГО ТОКА (57) Использование: изобретение относится к регулированию электрических величин.

Сущность изобретения: устроиство регулирования электрической мощности переменного тока содержит силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов для подключения нагрузки, кроме того, блок включения тиристорного исполнительного органа, выходом связанный с его входами. управления, а входом — с выходом узла управления. Устройство также содержит силовой контактор, включенный между выводами для подключения сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управления содержит микропроцессорный . модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, первый и второй измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), сумматор, форми5U, 1830523 А1 рователь сигнала управления, обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом информационный вход МПМ соединен с информационным выходом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ вЂ” с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно. Информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП, а первый и второй синхронизирующие выходы MПМ вЂ” с обьединенными входом син. хронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно. Вход индикации состояния МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывания — к выходу обнаружителя аварий. Первый и второй выходы МПМ соединены с входами управления КАС, выходы которого подключены к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом эадатчика и с первым и вторым выходами ДЗНиТ соответственно, входы первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, выходы которого ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала управления, первый вход которого и первый вход обнаружитеия аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управления силового контактора, а выход формирователя сигнала управления соединен с входом блока включения тиристорного исполнительного органа. 5 ил.

1830523

Изобретение относится к регулированию электрических величин и может быть использовано в качестве высокоточного исполнительного и автономного устройства в прецизионных системах автоматического регулирования, например, температурных режимов электротермического оборудования, в частности в технологических процессах иодидного рафинирования.

Цель изобретения — улучшение качества регулирования и повышение надежности, На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 — принципиальная схема МПМ; на фиг. 3 — принципиальная схема формирователя сигнала управления; на фиг. 4 — принципиальная схема обнаружителя аварий; на фиг, 5 —. принципиальная схема измерителя

ДЗ НиТ.

Регулятор мощности (фиг. 1) содержит силовую цепь иэ последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа 1, силового. согласующего трансформатора 2 и выводов для подключения нагрузки 3, кроме того, блок включения тиристорного исполнительного органа 4, выходом связанный с его входами управления, а входом с выходом узла управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности введен силовой контактор 6, .включенный между выводами для подключения сети 5 и входами тиристорного исполнительного органа 1, узел управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ) 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, коммутатор аналоговых сигналов (КАС) 10, датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока 12, первый 11 и второй 17 измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, сумматор 16, формирователь сигнала управления 14. обнаружитель аварий 15, триггер 18 и реле 19, при этом информационный вход МРМ 7 соединен с информационным выходом АЦП 9, а первый вход и третий выход МПМ 7 с выходом готовности и входом запуска АЦП 9 соответственно, информационный выход МПМ 7 соединен с информационным входом ЦАП

13. а первый и второй синхрониэирующие выходы МПМ 7 с объединенными входом синхронизации ЦАП 13 и входом синхронизации триггера 18 и со вторым входом синхронизации ЦАП 13 соответственно, выход индикации состояния МПМ 7 подключен к информационному входу триггера 18, а вход прерывания МПМ 7 и вход сброса триггера

35 тойчивость системы s целом.

Схема обнаружителя аварий (фиг. 4) состоит иэ двух параллельно включенных компараторов, реализованных на операционных усилителях с определенной (5-10 ) зоной нечувствительности к разности вход0 ных сигналов.

5

1Î

18 к выходу обнаружителя аварий 15, первый и второй выходы МПМ 7 соединены с входами управления КАС 10, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП 9, первый, второй и третий аналоговые входы КАС

10 соединены с выходом задатчика 8 и с первым 11 и вторым 17 выходом измерителя

ДЗНиТ соответственно, входы первого 11 и

eTopom 17 ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока 12, выходы второго 17 ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора 16, выход которого соединен со вторым входом обнаружителя аварий 15 и со вторым входом формирователя сигнала управления 14, первый вход которого и первый входобнаружителя аварий 15 соединены с выходом .

ЦАП 13, выход триггера 18 через реле 19 соединен со входом управления силового контактора 6, а выход формирователя сигнала управления 14 с входом блока включения тиристорного исполнительного органа 4.

В качестве блока включения тиристорного исполнительного органа может использоваться серийно выпускаемый промышленностью типа PH-1, В качестве силового контактора — контактар типа КТ6043 или другого типа, рассчитанный на коммутацию максимального тока, протекающего через первичную обмотку силового согласующего трансформатора, МПМ включает в себя (фиг. 2) однокристальную микроЭВМ 20 (иэ серии К1816) и

БИС параллельного ввода/вывода 21 (КР580В В55).

Формирователь сигнала управления выполнен (фиг, 3) на операционных усилителях и реализует ПИ закон регулирования с параметрами минимизирующими время переходного процесса и гарантирующими усИзмерители ДЗНиТ фиг. 5 могут быть реализованы по схеме, причем первый измеритель 11 должен быть прецизионным и настраивается таким образом, чтобы обеспечить минимальную погрешность измере-. ний, а второй измеритель ДЗНиТ 17 настраивается так, чтобы при погрешности до 10 он обеспечивал минимальное время измерений.

1830523 вания МПМ 7, который устанавливает в

50 исходное состояние все элементы схемы.

P =Ua

В предлагаемом регуляторе применен

АЦП КР 572 ПВ1А и ЦАП К 572 ПА2.

Предлагаемый регулятор мощности может работать: 1) автономно, когда регулирование осуществляется по заданной функциональной зависимости {от времени, величины сопротивления нагрузки и др.), которая хранится в памяти МПМ7 в виде таблицы; 2) под управлением от задатчика.

Регулятор мощности работает следующим образом. В соответствии с программой, заложенной в МПМ7, и режима работы (1 или 2) вначале осуществляется ввод задания. При работе в первом режиме задание уже хранится в виде таблицы в памяти

МПМ7. При работе во втором режиме МПМ7 устанавливает на входах управления коммутатора 10 логическую комбинацию сигналов, при которой к аналоговому входу АЦП 9 подключается сигнал задатчика 8 и включает сигнал запуска АЦП 9 выходом три. После окончания цикла преобразования АЦП 9 устанавливает на выходе сигнал готовности данных и МПМ7 считывает по информационному входу данные в память.

После окончания ввода задания ЯПМ7 переходит к подпрограмме регулирования.

Этэ подпрограмма осуществляет ввод

ДЗНиТ с прецизионного измерителя 11 в память МПМ7. расчет управляющего кода и запись его в ЦАП 13. Перед началом регулирования МПМ7 включает контактор 6. Для этого устанавливается логическая единица нэ информационном входе триггера 18 и записывается в него с приходом синхрониэирующего импульса. Триггер 18 включает реле 19, которое подает напряжение к управляющей обмотке силового контактора 6.

Напряжение питающей сети 5 подключается к тиристорному исполнительному органу

1 и мощность поступает через трансформатор 2 в нагрузку 3. Мгновенное значение напряжения и тока измеряются датчиком 12 и поступают соответственно на первый и второй вход прецизионного измерителя

ДЗНиТ 11, МПМ7 в соответствии с программой регулирования как и в случае ввода задания (описано выше), управляя коммутатором 10 и АЦП 9 вводит в память цифровое значение измеренных ДЗНиТ.

После этого МПМ 7 рассчитывает мощкость по формуле где Од — действующее значение напряжения; ! д — действующее значение тока, и код управления в соответствии с алгоритмом

45 где N — код управления, записываемый в

ЦАП 13.

Рассчитанный код управления устанавливается на информационном выходе МПМ

7 и при подаче стробирующих импульсов на входы ЦАП 13 записывается в него, Аналоговый сигнал с выхода ЦАП 13 поступает на первый вход формирователя сигнала управления 14 и первый вход обнаружителя аварий 15. На второй вход формирователя сигнала управления 14 и второй вход обнаружителя аварий 15 подается сигнал обратной связи с выхода сумматора 16. Сигнал обратной связи формируется датчиком 12 и измерителем ДЗ НиТ 17. Блок включения тиристорного исполнительного органа 4 в зависимости от уровня сигнала на выходе формирователя сигнала управления 14 изменяет угол открывания тиристоров и, следовательно, мощность, выделяемую в нагрузке.

В схеме обнаружения аварий 15 (фиг. 4) осуществляется контроль допустимого рассогласования напряжения задания с ЦАП 13 и сигнала обратной связи с сумматора 16.

Уровень этого допустимого рассогласования выбирается, исходя иэ нормирующих параметров нестабильности питающей сети и, как правило, лежит в диапазоне + 10 ь. В случае превышения допустимого рассогласования (вследствие аварии питающей сети, пробоя тиристоров, короткого замыкания и нагрузке и т.п.) срабатывает один из компараторов обнаружителя аварий 15, происходит сброс триггера 18, включение реле 19, силового контактора 6 и, следовательно, отключение напряжения питающей сети 5 от тиристорного исполнительного органа 1 и нагрузки 3. Одновременно сигнал с обнаружителя аварий 15 подается на вход прерыВысокая статистическая точность предлагаемого регулятора определяется точностью прецизионного измерителя 11 и АЦП

9.

Таким образом, предлагаемый регулятор позволяет увеличить статистическую точность, улучшить динамические характеристики и повысить его надежность.

Предложенное устройство испытано в опытно-промышленных условиях на Донец1830523 ком химико-металлургическом заводе (акт испытаний прилагается). внедрение в.производство запланировано там же на 1991 год, ©ормула изобретения 5

Устройство регулирования электрической мощности переменного тока, содержащее силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа, силового согласующего транс- 10 форматора и выводов для подключения нагрузки, блок включения тиристорного исполнительного органа, выходом связанный с его входами управления, а входом — с аыходомуэлауправления, отличающееся 15 тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности, введен силовой контактор, включенный между выводами для подключения сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел 20 управления содержит микропроцессорный модуль (МПМ),. аналого-цифровой преобразователь (РЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, 25 первый и второй измерители действующего значения напряжения и действующего значения тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). сумматор, формирователь сигнала управления, обнаружи- 30 тель аварий, триггер и реле, при этом информационный вход МПМ соединен с информационным входом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ вЂ” с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно, информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП, а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ вЂ” с обьединенными входом синхронизации

ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым sxoAOM синхронизации ЦАП соответственно, выход индикации состояния

МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывания — к выходу обнаружителя аварий, первый и второй выходы МПМ соединены с входами управления

КАС, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы KAC соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходом . измерителя ДЗНиТ соответственно, входы первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока, выходы второго ДЗНиТ соединены с вторым входом обнаружителя аварий и с вторым входом формирователя сигнала управления, первый вход которого и первый вход обнаружителя аварий соединены с выходом

ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управления силового контактора, а выход формирователя сигнала управления— с выходом блока включения тиристорного исполнительного органа.

1830523

1830523

1830523 !Я

Фиг. $

Составитель С. Хорошок

Техред М. Моргентал

Ъ

Корректор М. Андруаен ко

Редактор С. Коляда

Заказ 2522 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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

1

i

3.

) 1

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101