Стабилизатор тока
Союз CoOotcKHK
Сецналнстнчесних
Реснублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ
С 05 F 1/30
Государственный кемнтет
СССР яо делам нзвбретеннй н еткрытнй (23) Приоритет
Опубликовано 2309.81. Бюллетень N9 35
Дата опубликования описания 230981 (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) (72) Автор: изобретения
А. P.. Федоров (71) заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики для питания стабильных токов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор тока, содержащий регулирующий орган в виде нескольких групп встречно параллельно соединенных тиристоров, подключенных к отводам одной из обмоток силового трансформатора и по цепи управления соединенных с выходом цифрового блока управления, вход которого соединен с датчиком регулируемого параметра в выходной 15 цепи (11 и P2$.
Цель изобретения — повысить точность стабилизации.
Укаэанная цель достигается тем, что стабилизатор тока снабжен допол- 20 нительным регулятором, подключенным к силовому трансформатору и выполненному в виде мостового выпрямителя с двумя диодами и двумя тиристорами в противоположных плечах моста, а циф- 25 ровой блок управления выполнен в ви-. де генератора импульсов, вход которо.го слумит входом цифрового блока управления, первых двух схем совпадения, первые входы каждой из которых 30 через формирователь соединены с выходом генератора импульсов, первых двух счетчиков, вход каждого из которых соединен с выходом соответствую" щей схемы совпадения, первых двух триггеров, выход каждого из которых соединен со втбрым входом соответствующей из первых двух схем совпаде-. ния, формирователя импульсов, начала полупериодов питающего напряжения,выходы которой соединены с входами первух двух триггеров, третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров, третьего и четвертого счетчиков,первые входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, вторые входы - с выходами третьего и пятого триггеров, а третьи — с выходами четвертого и шестого триггеров, а выход каждого иэ указанных счетчиков соединен с управляющим входом соответствующего иэ тиристоров мостового выпрямителя и первым входом четвертого и шестого триггеров соответственно, выходы первого и второго счетчиков сое; динены соответственно с первыми вхо- . дами третьего и пятого. триггеров, вторыми входами соединенных с соответ" ствующиьа выходами формирователя импульсов начала полупериодов питающего .
866546 напряжения, другими выходами соединенного со вторыми входами четвертого и шестого триггеров, седьмого и, восьмого триггеров и третьей и четвертой схем совпадения, подключенных выходами непосредственно и через вто. рой формирователь к управляющим входам соответствующих встречно-парал.лельно соединенных тиристоров,- входы третьей схемы совпадения соединены с выходами седьмого и восьмого триггеров и с выходом первого формирователя, входы четвертой схемы совпадения соединены с выходом первого счетчика и с одним из входов формирователя импульсов начала полупериодов питающего напряжения, с которым также соединены первые входы седьмого и восьмого триггеров, второй вход восьмого триггера соединен с выходом первого счетчика, а второй вход седьмого триггера соединен с другим выходом указанного формирователя импульсов.
На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства на фиг. 2 — частный вариант стабилизатора мощности.
Средний ток но шине 1 в нагрузке
2 определен выходным напряжением с силового трансформатора, с встречнопараллельными тиристорами, подключенными к отпайкам, которое выпрямляется диодами 4, 5 .и тиристорами 6, 7 (двухполупериодное выпрямление).
Бесконтактный датчик 8 задает оп-, ределенную частоту звуковому RS — ге- нератору 9, отрицательные импульсы которого запускает формирователь 10 (заторможенный блокинг-генератор, выполняющий функцию усилителя мощности), Формирователь 11 импульсов начала.полупериодов питающего напряжения выдает на каждый положительный к каждый отрицательный полупериод напряжения, снимаемого с повышающих вторич" ных обмоток трансформатора 3, отрицательные импульсы, фиксирующие начало этих полупериодов напряжения сети и выполняющих функцию импульсов временных отсчетов. Импульс начала положительного полунериода напряжения сети формирователя 11 перебросит триггер 12, который разрешит через схему
13 совпадения записать в счетчик 14 число импульсов RS-генератора с формирователк 10, до прихода импульса начала отрицательного полупериода на пряжения сети формирователя 11, который -,фиксирует число импульсов положительного полупериода, а импульс начала отрицательного полупериода напряжечия сети схемы 11 перебросит триггер 15, который разрешит через схему
16 совпадения записать в счетчик 17 число импульсов с формирователя 10, до прихода импульса начала положительного полупериода напряжения сети формирователя 11, который фиксирует число импульсов отрицательного полупериода. Таким образом, счетчики 11 и 17 фиксируют. число импульсов, которыми измеряется длительность положи- тельного и бтрицательного полупериодов напряжения сети (фазы), Когда счетчики 14 v 17 насчитывают заданное число импульсов в полупериоде, они выдают каждый раз один импульс.
Если к приходу импульса начала отрицательного полупериода напряжения сети придет импульс со счетчика
14 на триггер 18, то последний останется в сброшенном состоянии и счетчик 19, оставаясь в нулевом состоянии, будет выдавать управляющие импульсы на тиристор 7, который пропускает отрицательные полупериоды тока в нагрузку 2 с минимальной отсечкой.
Аналогично, если к приходу импульса начала положительного полупериода напряжения сети придет импульс со
Щ счетчика 17 на триггер 20, то он так" же останется в сброшенном состоянии и счетчик 21,. оставаясь в нулевом состоянии, выдает управляющие импуль" сы на тиристор 6, который пропускает д положйтельные полупериоды в нагрузку.
2, также с минимальной отсечкой.
Если ток нагрузки 2 по шине 1 станет больше заданного значения, то соответственно уменьшится емкость дат-.. чика 8, входящая в частотно-избирательную RS-цепь генератора 9 и соответственно увеличится частота генератора. Теперь счетчик 14 быстрее насчитает заданное .юисло импульсов и раньше выдаст импульс на переброс триггера 18, который разрешит счетчику 19 просуммировать число импульсов с формирователя 10 до прихода импульса начала отрицательного полупериода напряжения сети схемы 11, который
4Q сбросит триггер 18, прекратит суммирование в счетчик 19, и перебросит триггер 22, который проводит вычитание импульсов кз счетчика 19.
И когда счетчик 19 опять придет в
4 нулевое состояние, то выдаст импульсы управления на тиркстор 7 относительно начала отрицательного .полупериода с некоторым запозданием, равным времени вычитания импульсов записи @ в счетчик 19, которая появилась в: счетчике в результате увеличения тока в нагрузке. С приходом счетчика 19 в ноль, триггер 22 сбрасывается.
Аналогично, при токе нагрузки больше заданного, счетчик 17 перебра" сит триггер 20, который разрешит счетчику 21 также записать разницу между числом импульсов, заданным в счетчике 17 и числом импульсов отрицательного полуперкода возросшим в
Щ результате увеличения тока в нагрузке, а с приходом импульса начала по ложительного полупериода напряжекк» сети формирователя 11 триггер 23 сбросится и разрешит счетчику 21 вычесть кисло импульсов к вернуть счет866546
Формула изобретения Стабилизатор тока„ содержащий регулирующий орган в виде нескольких групп встречно параллельно соединенных тиристоров, подключенных к отводам одной из обмоток силового трансформатора и по цепи управления соединенных с выходом цифрового блока управления, вход которого соединен. с датчиком тока в выходной цепи, о тл и ч а ю шийся том, что, с целью повышения точности стабилизации и повышения надежности, устройство снабжено дополнительным регулятором, подключенным к силовому трансформатору и .выполненному в виде мос- тового выпрямителя с двумя диодами и двумя тиристорами в противоположных плечах моста, а цифровой блок управления выполнен в виде генератора импульсоз,вход которого служит входом цифрового блока управления, первых двух схем совпадения, первые входы каждой из которых через формирователь. соед инеиц с выходом генератора импуль- . сов, первых двух счетчиков, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующей схемы совпадения,первых двух триггеров, выход каждого из чик снова в ноль. При этом счетчик
21 выдает. управляющие импульсы на тиристор 6 и на сброс триггера 23.
Таким образом, счетчик 19 определяет отсечку для отрицательных полупериодов тока на тиристоре 7, а счетчик 21 определяет отсечку для положительных.полупериодов тока на тиристоре 6, поскольку за отрицательным полупериодом следует положительный и, наоборот, то для среднего значения тока в нагрузке (измеритель 8, как и see измерители определяют среднее значение тока эа период) это не имеет никакого значения.
Если ток в нагрузке 2 соответатву|ет заданному значению, то импульс 15 счетчика 14 совпадает с импульсом начала отрицательного полупериода напряжения сети формирователя 11 на схеме 24 совпадения, который через формирователь 25 держит счетчик 26 Щ в сброшенном достоянии и при этом первичная обмотка трансформатора 3 вклю-, чена полностью. . Если ток в нагрузке, уменьшился по каким нибудь причинам (упало напряжение сети), то соответственно уменьшился ток в нагрузке и уменьшилась частОта генератора 9 и счетчик 14 не успевает насчитать заданное число импуль- сов к приходу импульса начала отрицательного полупернода напряжения сети формирователя 11.
Тогда импульс начала отрицательного полупериода формирователя 11 придет раньше импульса счетчика 14 и перебросит триггер 27, который разрешит схеме 28 совпадения (триггер 29 был переброшен-одновременно с триггером
12 импульсом начала положительного пополупериода напряжения сети) записать в счетчик 26 некоторое число импуль- 40 сов. При этом счетчик 26 отключит часть витков первичной обмотки трансформатора 3 и напряжение во вторичной обмотке, питающей нагрузку 2, несколько увеличится что вызовет сост- 5 ветственно увеличение тока до нужного значения.
Таким образом, превышение тока в нагрузке 2 больше заданного (требуемого) значения контролируется временем задержки посту ле управляющих импульсов на тиристоры 6 и 7, которое определяется временем (числом импульсов) сброса счетчиков 19 и 21 в ноль, что определяет отсечку обеих полупе риодов токов нагрузки.
Уменьшение тока в нагрузке меньше заданного значения контролирУется отключением части витков вторичной обмотки, что дает повышение напряжения во вторичной обмотке -и повышение g) тока в нагрузке.
Так схема следит автоматически эа, величиной заданного тока в нагрузке.
При коротком замыкании в цепи нагрузки тиристоры 6 и 7 .не получают управляющих импульсов со счетчиков
19 и 21 и остдются в закрытом состоянии. Нагрузка при этом отключается, т.е. ток в ней не течет.
При коротком замыкании обмоток сетевого трансформатора цепь питания трансформатора сети отключается.
При обрывах и коротких замыканиях в устройстве стабилизации появляет=я сигнал аварии и питание сетевого трансформатора схемы 3 отключается..
Регулятор работает,следующим образом.
Импульсы переднего фронта отрицательных полупериодов формирователя
30 перебрасывают триггер 31, который разрешает логической схеме 32 пропуститъ импульсы с задающего генератора 33 на двоичный счетчик 34 импульсов отрицательных полупериодов напряжения сети.
Двоичные счетчики 35 и 34 просчитывают заданное число импульсов (10, 16, 20) за время полупериодов напряжения сети и выдают импульсы управления через формирователи 36 и 37 на тиристоры 38 и 39 через которые питается нагрузка 40.
Импульсы переднего фронта положительных полупериодов формирователя
ЗО каждый период перебрасывают триггер 41, который разрешает логической схеме 42 совпадения пропустить импульсы с задающего генератора 33 на двоичный счетчик 35 импульсов положительных полупериодов напряжения сети.
866546 которых соедин и со вторым входом соответствующей из первых двух схем совпадения, формирователя импульсов начала полупериодов питающего напряжения, выходы которой соединены с входами первый двух триггеров, третье"
ro, четвертого, пятого и шестого триггеров, третьего и четвертого счетчиков, первые входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, вторые входы — с выходами третьего и пятого триггеров, а третьи " с выходами четвертого и шестого триггеpos, а выходы каждого из указанных счетчиков соединен с управляющим входом соответствующего из тиристоров мостового выпрямителя и первым вхо.дом четвертого и шестого триггеров соответственно, выходы первого и второго счетчиков соединены соответст" венно с первыми входами третьего и пятого триггеров, вторыми входами соединенных с соответствующими выходами формирователя импульсов начала полупериодов питающего напряжения, другими .выходами соединенного со вторыми входами четвертого и шестого триггеров, седьмого и восьмого триггеров и третьей и четвертой схем совпадения, подключенных выходами непосредственно и через формирователь к управляющим входам соответствующих встречно-параллельно соединенных ти5 ристоров, входы третьей схе, совпадения соединены с выходами седьмого и восьмого триггеров и с выходом первого формирователя, входы четвертой схемы совпадения соединены с выходом первого счетчика и с одним из входов формирователя импульсов начала полупериодов питающего напряжения, с ко торым также соединены первые входы седьмого и восьмого триггеров., второй
35 вход восьмого триггера соединен с выходом первого счетчика, а второй вход седьмого триггера соединен с другим выходом указанного формирователя импульсов. щ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СЖ 9 3195038, кл. 3323-25, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР
9 433458, кл. G 05 F 1/14, 1971.
ВНИИПИ Заказ 8077/70
ТиРаж 943 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4
