Устройство для импульсного управления мощностью электропотребителя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесконтактного управления мощностью электропотребителя. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит управляемый генератор 4, подключенный к первому входу дискретного фильтра 5, второй вход которого объединен с вторым входом синхронизатора 6 и подключен к выходу детектора нуля I. В устройстве обеспечивается точность поддержания заданной мощности и повьшается коэффициент мощности. 6 ил.

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 Н 02 M 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЕ1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ =

И А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 40 78208/24-07 (22) 24.06.86 (46) 07,03.88. Ьюл. !(9 (75) С.С. Рочев (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское видетельстно СССР !

) !023618, кл. Н 02 М 5/22, 1980.

Авторское гвилетельстно СССР

)!" 1145334, кл. (05 F 1/66, 1985. (54! УСТРОЙ TR() ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО УПPABJII. !1Èß М(1111Н(С 1 Ь10 ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесконтактного упранления мощностью электропотребителя. Цель изобретения— упрощение устройства. Устройство содержит управляемый генератор 4, подключенный к первому входу дискретного фильтра 5, второй вход которого объединен с вторым входом синхронизатора 6 и подключен к выходу детектора нуля 1. В устройстве обеспечивается точность поддержания заданной мощности и повышается коэффициент мощности. 6 ил.

137гг910

Изобретение относится к электротехнике, а именно к импульсным устрайстнам управления мощностью, и может быть использовано для бесконтакт5 ного управления мощностью электропот-г ребителей.

Цель изобретения — упрощение устройства для импульсного управления мощностью электропотребителя. 10

На фиг.l представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — нременные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 — схема дискретного фильтра; на фиг.4 — временные 15 диаграммы импульсов на входах и выходе дискретного фильтра; на фиг.5 — схема синхронизатора; на фиг.б — времен— ные диаграмггы импульсов на входах и выходе синхронизатора. 20

Устройство годержит детектор 1 нуля, вход которого предназначен для подключения к фазе сетевога ггапряжения, тиристорньпг ключ 2, силовые входы которого предназначены для подклю- 25 чения к питающей сети, а силовые выходы прелнаэначеггы для подключения к нагрузке 3. Устройство дополнительно снабжено управляемым генератором

4 импульсов, дигкре1ным фильтром 5 и 30 синхронизатором 6, причем выход генератора 4 падк;папан к первому входу дискретного фипьпра 5, второй вход которого объединен с вторым входом синхронизации 6 и подключен к выходу детектора 1 нуля, первый вход сипхронизатара 6 подключен к выходу дискретного фильтра 5, а выход подключен к управляющим входам тиристорного ключа 2. Дигкретный фильтр содержит 40 элемент 7 временной задержки, выход которого подключен к Б-exogy RSтриггера 8, выход которого подключен к второму входу элемента И 9, первый вход которого объединен с входом эле- 45 мента 7 задержки и образует перный нхад дигкретнога фильтра 5, R âõîä

RS-триггера 8 является вторым входом дискретного фильтра, а выход элемента И 9 является вьжадом дискретного фильтра 5.

Синхронизатор содержит элемент

И 0; первый нхад которог.а образует втОрОй вход синхРОниэатОРа триггер 11, S-вход которого образует первьп. вход синхронизатора, а К-вход подключги к выходу элемента 12 временной з;<держки, вход которого па Гключен к выходу элемента 11 10 и является ныходом синхрониэатnpa 6.

Устройство работает следующим образом.

На вход детектора 1 нуля (фиг.l) поступает переменное синусоидальнае напряжение питающей сети (фиг.2а).

На выходе детектора 1 нуля (точка б на фиг. 1) в моменты перехода переменного напряжения (фиг.2а) через нуль вырабатываются синхроимпульсы (фиг.2б), следующие с частотой )00 Гц.

Одновременно управляемый генератор 4 (фиг.!) вырабатывает управляющие импульсы (фиг.2в) н диапазоне частот

100-200 Гц. Частота этих импульсов зависит от управляющего воздействиИ (аналогового или цифрового) на указанный генератор 4 и определяется потребной мощностью электропотребителя. Импульсы, сформированные детекторам 1 нуля (фиг.2б), и импульсы, сформированные управляемым генератором 4 (фиг.2н), подвергаются дискретной фильтрации. Для этого с помощью дискретного фильтра 5 исключают из укаэанных двух импульсных последонательностей пары чередующихся импупьсов. В результа<е этого на выходе дискретного фильтра > (фиг.!) образуется последовательность "лишних импульсон (фиг.?r).

Работа дискретного фильтра и алгоритма образования ли«и<их" импульсов при некотором соотношении частот заключается в следующем. Первый импульс в момент tl последовательности б (фиг.4) устанавливает триггер 8 (фиг.3) в нулевое состояние, вследствие чего на первом входе элемента И9 присутствует логический нуль. Следующим по времени является импульс н момент с2 последовательногти в (фиг.4), который проходит сначапа на второй вход элемента И 9 (на выход данного элемента И 9 этот импульс не проходит, так как на его нервом входе в это время присутствует логический нуль), а затем на Б-вход триггера 8, переводя его в единичное состояние.

Далее этот процесс повторяется до тех пор, пока импульсы последовательностей б и в следуют поочередно, при этом на выходе элемента И 9, являющимся одновременно вь<холом дискретнога фильтра 5, импульгы последовательности в не появляются

1379910

Ситуация меняется, когда между двумя импульсами последовательности б ITðèõîäят два подряд импульса в моменты t 8 и t 9 последовательности в 5 (фи .4). При этом импульс t 8 не проходит на выход дискретного фильтра, так как в предшествующий момент времени t 7 импульс установил триггер 8 в нулевое состояние. Однако после 1п прихода импульса в момент t 8 íà Sвход триггера 8 последний устанавливается в единичное состояние и остается в этом состоянии до прихода на егo R-вход импульса в момент t 10 15 последовательности б. Но после прихода импульса в момент t 8 последовательности в приходит в момент t 9 импульс той же последовательности, который свободно проходит на выход эле- 2(1 мента И 9 (выход г). Этот импульс последовательности в не чередуется ни с одним импульсом последовательности б и является как бы "лишним" (фиг.4г). Следовательно, дискретный 25 фильтр не пропускает на свой выход r (фиг.3) чередующиеся импульсы двух импульсных последовательностей б и в (фиг.3), но пропускает на свой выход г лишние импульсы последовэ- 3р тельности в, имеющей большую частоту. Частота следования "лишних импульсов, как видно из графика 1,;иг.4 равна разности частот последовательностей в и б.

Работа синхронизатора и алгоритма привязки лишних импульсов к синхроимпульсам заключается в следующем. В исходном состоянии на выходе триггера 11 (фиг.5) присутствует нуль, по- 40 этому синхроимпульсы в моменты t 1, 2 и t 3 (фиг.6б) не могут пройти на выход элемента И 10, являющийся выходом синхронизатора 6. Однако следующий по времени лишний импульс в 45 момент t 4 (фиг.бг) поступающий на

S-вход триггера 11 (фиг.5), переводит его в единичное состояние. Вследствие этого следующий синхроимпульс в момент t 5, поступающий на вход б синхронизатора, проходит на его выход д, а также этот импульс с выхода д через элемент 12 задержки проходит на К-вход триггера 11, переводя его в исходное (нулевое) состояние. Далее рассмотреннь|е процессы повторяются °

Таким образом, на выход д проходит только тот синхроимпульс (фиг.бд), который по времени непосредственно следует за "лишним" импульсом 4 (фиг.6г).

Синхронизатор 6 осуществляет привязку указанных лишних" импульсов (фиг.2г) к синхроимпульсам (фиг.2б).

В результате этого на выходе синхронизатора 6 (фиг.1) образуются синхронизированные моментами перехода переменного питающего напряжения через нуль "лишние" импульсы (фиг.2д), которые включают тиристорный ключ 2 (фиг.1), пропускающий на вход нагрузки 3 последовательность равномерно распределенных во времени целых полупериодов (фиг.2е) напряжения питающей сети. Частота следования "лишних" импульсов (фиг.2г) равна разности частот следования управпяющих и синхронизирующих импульсов. При этом мощность нагрузки 3, выраженная в процентах от номинальной, равна частоте следования укаэаннь|х выше "лишних" импульсов.

Таким образом, использование изобретения позволяет упростить устройство управления мощностью потребителя, обеспечив точность поддержания заданной мощности, определяемую стабильностью управляемого генератора импульсов, и в отличие от устройства фазоимпульсного управления, избежать создания высокочастотных помех и повысить коэффициент мощности.

Формул аизобретения

Устройство для импульсного управления мощностью электропотребителя, содержащее детектор нуля, вход которого предназначен для подключения к фазе сетевого напряжения, тиристорный ключ, силовые входы которого предназначены для подключения к питающей сети, а силовые выходы предназначены для подключения к нагрузке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено управляемым генератором импульсов, дискретным фильтром и синхронизатором, причем выход генератора подключен к первому входу дискретного фильтра, второй вход которого объединен с вторым входом синхронизатора и подключен к выходу детектора и ля, первый выход синхронизатора подключен к выходу дискретного фильтра, а выходк управляющим входам тиристорного ключа.

1 <7CJ 1I() 1379910

Составитель С. Станкевич

Редактор Н. Тупица Техред М. Ходанич Корректор А. Ильин

Заказ 990/56 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4f5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4