Патент ссср 403042
403042
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетсних
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.Х1.1971 (№ 1715314/26-9) М. Кл. Н 031< 6/02
Н 05b 1)02 с присоединением заявки №
Приоритет
Государственный комитет
Совета Министров СССа
llD делам изасретений и открытий
Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень № 42
Дата опубликования описания 8.IV.19?4
УДК 621.375.026(088.8) Авторы изобретения
Л. И. Волгин и Ю. Ю. Йыгевест
Заявитель
ТИРИСТОРНЫИ УСИЛИТЕЛЬ
Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления и может быть использовано, например, для регулирования нагрева индукционных печей, для управления индукционным нагревом реакторов и т. д.
Известен тиристорный усилитель (ТУ), содержащий последовательно включенные источник питающего напряжения и тиристорный блок, управляющий вход которого подключен к выходу фазоимпульсного модулятора.
Известные устройства имеют нелинейную функцию преобразования по уровню эффективного значения, в то время как при использовании ТУ для нагрева объектов в ряде случаев необходима линейная функция преобразования. В известных устройствах нестабильность амплитуды питающего напряжения вносит дополнительную погрешность. С другой стороны, для линеаризации функции преобразования ТУ по уровню эффективного значения необходимо удвоенное количество оборудования (квадрирующих устройств и инверторов знака), что усложняет схему.
С целью линеаризации функции преобразования при одновременном повышении точности и линеаризации функции преобразования по уровню эффективного значения выходного напряжения в предлагаемом тиристорном усилителе используется одно квадрирующее устройство, управляемое по фокальному входу.
Квадрирующее устройство осуществляет операцию возведения в квадрат напряжения, поданного на его сигнальный (квадрирующий) вход, и операцию деления по напряжению, поданному на его фокальный (делительный) вход. На фокальный вход квадрирующего устройства подается управляющий сигнал, а на сигнальный вход через пассивную цепь по10 дается питающее напряжение.
На фиг. 1 представлена схема с предлагаемого тиристорного усилителя; на фиг. 2 — питающее синусоидальное напряжение U(et) и выходной сигнал U.- (t) тиристорного усили15 тел я.
Предлагаемый тиристорный усилитель состоит из фазоимпульсного модулятора 1 (преобразователя управляющего напряжения U,в фазу р электрического сигнала), тиристор20 ного блока 2 и источника 3 питающего напряжения синусоидальной формы
U((oi) = U sin u)t.
Регулирование эффективного значения U
25 выходного сигнала U;(t) тиристорного усилителя (ТУ) осуществляется изменением угла отпирания р тиристора в тиристорном блоке
2. При открытом тиристоре сигнал от источника 3 питающего напряжения проходит на
30 выход ТУ (в нагрузку устройства). На выходе ТУ находится кусочно-синусоидальное напряжение, форм а которого представлена на фиг. 2.
Устройство работает следующим образом.
Управляющее (входное) напряжение U,. отрицательной полярности одновременно подается на сумматор 4 и на фокальный (делительный) вход квадрирующего устройства 5, на квадрирующий (сигнальный) вход которого через пассивную цепь б с коэффициентом передачи р поступает сигнал от источника 3 питающего напряжения. Квадрирующее устройство 5, управляемое по фокальному входу, осуществляет операцию возведения в квадрат сигнала, поданного на его сигнальный вход, н операцию деления по сигналу, пода,шому на его фокальный вход, т. е. сигнал на его выходе определяется выражением
U, (u>t) — 1- U (t), 2Р = Р И (t)(2SU„ где p =SU,- — фокальный параметр (расстояние от фокуса параболы до ее директриссы);
2S — коэффициент передачи по фокал ьн о му входу.
Квадрирующее устройство, управляемое по фокальному входу, может быть реализовано
HB базе множительно-делительного устройства, либо на базе линейно-сегментного аппроксиматора. Напряжение U„c выхода устройства 5 подается на второй вход сумматора 4 и на вход инвертора 7 знака с коэффициентом передачи « — 1». При положительной полярности управляющего напряжения вместо сумматора
4 необходимо использовать вычитающее устройство.
В каждом периоде питающего напряжения работа устройства осуществляется в два такта. В положительные полупериоды питающего напряжения ключ 8 находится в верхнем (по чертежу) положении и напряжение
U — U с выхода сумматора 4 поступает на вход интегратора 9. Напряжение е (cot) на выходе интегратора 9 возрастает. При mt = л ключ 8 с помощью блока 10 (управляющего) переключается в нижнее положение, и напряжение на выходе интегратора 9 начинает уменьшаться. При достижении выходного напряжения интегратора нулевого уровня, т. е. при e(cot) =е(>т+ср) =0, компаратор (пороговое устройство) 11 выдает импульс открывания тиристора в тиристорном блоке 2. В течение интервалов л+<р(Ы(2л тиристор открыт, и сигнал от источника питающего напряжения поступает на выход ТУ. К началу следующего периода питающего напряжения конденсатор интегратора 9 разряжается. При а1=2>т кл:оч 8 переключается в верхнее (по чертежу) положение, и цикл преобразования
10 начинается снова по вышеописанному алгоритму. Зффективное значение U выходного сигнала ТУ определяется выражением
U=КU,, где К= Т/P — коэффициент усиления ТУ.
Таким образом, функция преобразования
ТУ по уровню эффективного значения и:, еет линейный характер и не зависит от амплитуды U питающего напряжения U(t) и от постоянной времени интегратора 9. Последнее обеспечивается за счет изменения направления интегрирования в каждом периоде питающего напряжения.
Предмет изобретения
Тиристорный усилитель, содержащий по30 следовательно включенные источник питающего синусоидального напряжения и тиристорный блок, управляющий вход которого подключен к выходу фазоимпульсного модулятора, выполненного на квадрирующем устрой35 стве, сумматоре, инверторе, управляющем блоке и последовательно соединенных ключе, интеграторе и компараторе, причем выход квадрирующего устройства соединен с двумя входами ключа соответственно через сум40 матор и инвертор, а управляющий вход ключа подключен к источнику через управляющий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном повышении точности и линеаризации функции пре45 образования по уровню эффективного значения выходного напряжения, делительпый вход квадрирующего устройства подключен ко входу тиристорного усилителя, а сигнальный вход квадрирующего устройства через допол50 нительную пассивную цепь соединен с источником пита|ощего напряжения.
Цгс Я
Саста в и тель Э. Гил инская
Техрсд А. Камышникова
Корректоры: В. Петрова и Е. Давыдкина
Редактор Т. Морозова
Типография, пр, Сапунова, 2
Заказ 675 6 Изд. ¹ 2046 iIp";ж (60 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыгий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
