Цифровой регулятор напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические рес убяи

«ii926633 (6! ) Доиолнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 06.03.80 (2l) 2889639/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

6 05 Р 1/40

3Ьеударетееееы6 каиитет

СССР ав деяэм кзебретенке и отерытк1 (53j М,П.К 62) . »6..722(088.8) Опубликовано 07. 05. 82. бюллетень 3é 7

Дата опубликования оннсания 07 .05.82 (72) Авторы изобретения

Р.Г. Гаспаров, В.Н. Земеров и С.с. Степанов

Московский институт инженеров гражданской авиации (7!) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к автомати-. ческим управляющим устройствам,кон.-: кретнее к регулированию напряжения генераторов переменного тока в автономных электроэнергетических систеS мах.

Известны цифровые регуляторы напряжения синхронных генераторов и. синхронных компенсаторов, имеющих ионную. или тиристорную систему возбуждения с полупроводниковой системой сеточного управления вентилями (1 и 2 .

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности цифровой регулятор напряжения, построенный на основе частотно-импульсного модулятора. Кроме частотно-импульсного модулятора, на выход которого подключены счетчик и логическая схема управления тиристором, в регулятор входят синхронизатор последовательности импульсов, вход которого связан с выходом счетчика, а выход со

2 входом частотно-импульсного модуляl ,тора,. и компаратор, подключенныи на выход счетчика. На частотно-импульсный модулятор и синхронизатор подается переменное напряжение сети, а на компаратор - цифровой управляющий сигнал.

Частотно-импульсный модулятор совместно с сйнхроиизатором последовательности импульсов и счетчиком образуют аналого-цифровой преобразователь, так как они преобразуют входное переменное напряжение сети в цифровой код,а логическая схема управления тиристором « «это цифроаналоговый преобразователь, так как она преобразует цифровой код, получаемый на выходе компаратора, в импульс управления тиристсром j 3).

Основной недостаток известного регулятора - низкая точность, обуслов" ленная регулированием переменного напряжения по среднему значению.

3 926633

Цель изобретения - повышение точности регулятора за счет регулирования переменного напряжения по действующему значению.

Поставленная цель достигается введением в регулятор устройства разбиения на интервалы, на выход которого подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квадратора, вход которого соединен с выходом АЦП, и де- 0 лителя на период повторения Т-гармонического сигнала, подключенного на выход квадратора через счетчик-сумматор.

На чертеже показана структурная 15 схема предлагаемого цифрового регулятора напряжения.

Схема содержит, устройство 1 разбиения на интервалы, аналого-цифровой преобразователь 2, квадратор 3, 2в счетчик-сумматор 4, делитель 5 на период, компаратор (сравнивающее устройство) 6, устройство 7 задания эталонного напряжения (квадрата действующего напряжения} и схему 25

8 управления вентилями.

Регулятор работает следующим образом.

Гармонический сигнал, поступающий на вход регулятора за период .36 разбивается на N интервалов (число разбиений зависит от требуемой точности) с помощью устройства 1 разбиения на интервалы. Каждая элементарная площадь синусоиды l1; с помощью АЦП 2 преобразуется в цифровой код, а затем с помощью квадратора 3 возводится в квадрат. Полученные в результате указанного преобразования числа накапливаются в счетчике-сумматоре 4, усредняются за период в делителе 5 и сравниваются в компараторе 6 с заданным значением квадрата действующего напряжения, поступающего из устройства 7 задания квадрата эталонного действующего напряжения.

Разность между значениями квадратов текущего и заданного действующих напряжений поступает на схему 8 управления вентилями.

В соответствии с уравнением для действующего значения напряжения

$O

О следовало извлечь квадратный корень из усредненного за период значения интеерала, но так как при регупировании в узком диапазоне значений ра. ботают на участке гиперболы, близком к линейному, то целесообразно не вводить лишнюю операцию, а регулировать по квадрату действующего напряжения.

Кспользование новых элементов выгодно отличает предлагаемый цифровой регулятор от. известного, так как повышается точность регулятора за счет регулирования по действующему значению напряжения.

Повышение точности регулирования напряжения позволяет увеличить срок службы электрооборудования и улучшить его выходные характеристики, уменьшить массу систем электроснабжения, например, эа счет снижения массы сети.

Так для летательных аппаратов регулирования напряжения с точностью

И.ь вместо - 23 позволяет уменьшить массу электрооборудования на 2-43.

Регулирование напряжения по действующему,значению позволяет выполнить требование ГОСТа 19705-74 в отношении Формы кривой напряжения,т.е. допустимого предела наличия высших гармоник.

Формула изобретения

1. Цифровой регулятор напряжения, содержащий аналого-цифровой преобразователь, компаратор и цифроанало35 говый преобразователь, на выход которого включена схема управления вентилями, соединенные последовательно, причем на второй вход компаратора подключено устройство задания эта-

40 лонного напряжения, о т л и ч a ешийся тем, что, с целью повышения точности регулятора эа счет регулироВания переменного напряжения по действующему значению, s него введены устройство разбиения на

4$ интервалы, на выход которого подключен аналого-цифровой преобразователь, . квадратор, вход которого соединен с выходом, аналого-цифрового преобразователя, и делитель на период повторения, подключенный на выход квадратора через счетчик-сумматор, а выход делителя является входом компаратора.

2. Регулятор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что. устройство разбиения на интервалы, квадратор, счетчик-сумматор, делитель на период повторения и компаратор выполнены в виде микропроцессора, 1. Вопросы управления в автономных электроэнергетических системах, 5 вып. 1. Челябинск, 1974, с. 287.

Составитель Ю. Андреев

Редактор Л. Пчелинская Техред Ж. Кастелевич Корректор B. Синицкая м

Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

За каз 2981/40

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

926633 6—

2. Авторское свидетельство СССР

t, 540261, кл. G 05 F 1/40.

3, Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформация. У 31 ВИНИТИ. И., 1978, с. 10.(прототип) .