Цифровое устройство управленияширотно-импульсным регуляторомпеременного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсник

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190779 (21) 2800284/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 180581 Бюллетень Но 18

Н 02 Р 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б21. 3.072. .2(088.8) Дата апублинова. »> описания 150581 (72) Авторы изобретения

A. B. Абрамов и В. М. Rooa (е

Чувашс.(ий гасударственный у:- иверситец . > ",,: им. И.Н; Ульянова (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию напряжения и мощности электротехнических установок (электрапечей сопротивления, индукционных установок) с .-.амащью встречно-параллельно соединенных тиристоров.

Известно устройства управления широтно-импульсным регулятором с частотой коммутации большей частоты питающего напряжения (1j.

Недостатком данного устройства является дискретный характер регулирования выходного напря>кения, поэтому целесообразно использование цифрового устройства управления.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое устройство управления, содержащее генератор тактовых импульсов, представляющий собой двоичный счетчик, пересчитывающий импульсы, поступающие на его вход с выхода датчика нуля напряжения через форми-. рователь импульсов, преобразователь напряжение — код, преобразующий сигнал управления в последовательность импульсов в дополнительном коде, двоичный счетчик, на вход которого поступают импульсы с выхода преобразавателя напряжение " код и с выхода второго формирователя импульсов, выходной усилитель, на вход которого через ключ поступают импульсы с выхода дваичнога счетчика и генератора тактовых импульсов (2)„

Недостаток данного устройства заключается в там, чта при напряжении задания U, равном нулю, нагрузка не отключается ат питающей сети.

Эта приводит к нестабильности регулирования и неточности поддержания регулируемага параметра.

Цель изобретения — увеличение тачности при низких уровнях выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в известное цифровое устройство управления широтно-импульсным регулятором, содержащее выходное устройство, генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, датчик нуля напря>кения,. два формирователя импульсов, преобразователь напряжение код (ПНК), введена схема логики, состоящая из двух ключей и трехвхадовой схемы совпадения. Первые Входы ключей соединены с выходам генератора тактовых импульсов, вторые входы подключены к выходу датчика

8306 30

60 б5 нуля напряжения через формирователь импульсов и к выходу преобразователя напряжение — код. Выходы ключей подключены ко входам схемы совпадения, третий вход которой подключен к генератору импульсов, а выход подключается к счетному входу двоично го счетчика.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства с цифровой системой широтно-импульсного управления; .на фиг. 2 — временные диаграммы. устройство содержйт датчик 1 нуля напряжения, формирователи 2 и 3 импульсов, генератор 4 тактовых импульсов, ПНК, состоящий из ключа 5, генератора,6 пилообразного напряжения компаратора 7, схемы 8 совпадения, генератор 9 импульсов, схему логики

СЛ, состоящую из ключей 10 и ll u трехвходовой схемы 12 совпадения, двоичный счетчик 13, ключ 14, выход

15, источник 16 задающего напряжения

Генератор 4 тактовых импульсов представляет собой двоичный счетчик, пересчптывающий импульсы отрицательного пересечения (момент перехода напряжения сети от положительной полуволны к отрицательной) питающего напряжения, которые поступают от датчика 1 нуля напряжения через формирователь 2. Импульс с генератора 4 тактовых импульсов поступает на ключи 5,10,11 и 14, а также на двоичный счетчик 13. Ключ 5 размыкается и работает генератор 6 пилообразного напряжения. Ключи 10 и 11 управляют схемой 12 совпадения, разрешая прохождение импульсов генератора 9 импульсов на счетный вход двоичного счетчика 13. Ключ 14 управляет работой выходного усилителя 15.

Предположим, что система управления должна обеспечивать подключение нагрузки на время, равное трем периодам питающей сети, а весь период регулирования содержит 32 периода напряжения сети. Период регулирования задается генератором 4 тактовых импульсов. С ПНК в двоичный счетчик

13 через схему 12 совпадения поступает число импульсов, соответствующее периодам напряжения сети, которые надо пропустить к нагрузке. Преобразование напряжения задания U> в число импульсов на выходе осуществляется в прямом коде. Меньшему напряжению задания U соответствует меньшее число импульсов на выходе преобразователя. Эти импульсы поступают в двоичный счетчик 13 за время (см. фиг. 2). Импульсами положительного пересечения, которые поступают от датчика 1 нуля напряжения через формирователь 3 (в данном случае

32-3=29), двоичный счетчик 13 доводится до полного заполнения. После

ЗО

3S

S5 заполнения двоичного счетчика 13 импульс с его выхода размыкает ключ

14 (момент ty), который разрешает работу выходного устройства 15, подключающего нагрузку к напряжению сети. По приходу 32 импульса питающей сети генератор 4 тактовых импульсов выдает импульс запрета (момент

t ), "-акрывающий ключ 14 и запрещающий работу выходного устройства 15.

Двоичный счетчик 13 устанавливается в нулевое состояние. Нагрузка отключается от питающей сети. Весь цикл работы регулятора начинается сначала. Начало работы выходного устройства 15 точно соответствует моменту перехода напряжения питающей сети через нуль (момент перехода от отрицательной полуволны к положительной ), так как начало работы жестко связано с приходом импульса двоичного счетчика 13, синхронизирован-. ного с питающей сетью. Окончание работы выходного .устройства соответствует приходу последнего импульса отрицательного пересечения,.которым генератор 4 тактовых импульсов выдает запрещающий сигнал. При задающем напряжении U3 близком к нулю (на фиг. 2 уровень показан пунктиром) напряжение на нагрузке равно нулю.

Действительно в момент t линейно нарастающее напряжение генератора 6 пилообразного напряжения сравнивается с задающим напряжением U> . С выхода компаратора 7 сигнал поступает на схему 8 совпадения. B момент совпадения импульсов генератора 9 импульсов и компаратора 7 на выходе схемы 9 совпадения формируется сигнал, подаваемый на вход ключа 10, который открывается, и на вход схемы 12 совпадения поступают три сигнала (О;1;1). Так как схема совпаде- ния выполнена на трехвходовом элементе И-НЕ, то сигнал на выходе схемы совпадения не изменится, т.е. импульсы генератора 9 импульсов не проходят на счетный вход двоичного счетчика 13, считывающего только импульсы положительного пересечения, а напряжение на нагрузке равно нулю.

Использование нового узла (схемы логики) улучшает параметры регулятора, а именно повышает точность поддержания регулируемого параметра, увеличивает диапазон регулирования, что расширяет сферу применения регулятора.

Формула изобретения

Цифровое устройство управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения, содержащее датчик нуля напряжения, два формирователя импульсов, выход одного из которых подключен ко входу генератора

8306 30 тактовых импульсов, а выход другого ко входу двоичного счетчика, генератор высокочастотных импульсов, преобразователь напряжение — код, выход которого подключен ко входу двоичного счетчика, выходной усилитель, ко входу которого через ключ подключены выход генератора тактовых импульсов и выход двоичного счетчика, о т л и.ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения точности при низких уровнях выходного напряжения, между выходом преобразователя напряжение . — код и входом двоичного счетчика подключена схема логики, состоящая из двух ключей, первые входы которых подключены к re15 нератору тактовых импульсов, а вторые входы — к выходу преобразователя напряжение - код и к выходу формирователя импульсов, трехвходовой схемы совпадения, к двум входам которой подключены выходы ключей схемы логики, а к третьему входу подключен выход генератора высокочастотных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 471578, кл. G 05 f 1/66, 1975. 2. Колкер М.И. и др. Электропечи сопротивления с широтно-импульсным управлением с применением тиристоров.

М., Энергия, 1977, с. 85 - 89.

830630 и, Ufg

Фиа2

Составитель Головинова

Техред 3. Фанта корректор О. Билак.

Редактор Л. Тюрина

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2917/33

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4