Трехпозиционное импульсное пороговое устройство

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регуляторах напряжения, частоты, активной и реактивной мощности автономных электроустановок. Целью изобретения является повышение точности устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что входной сигнал подается на первые входы первого и второго компараторов, выходные сигналы которых поступают на входы элемента ИЛИ. Выходной сигнал последнего поступает на информационный вход второго элемента задержки и через элемент НЕ на вход первого элемента задержки. Выходные сигналы первого и второго элементов задержки подаются соответственно на R и S - входы RS-триггера. Выходной сигнал последнего подается на вторые входы первого и второго компараторов. Входной сигнал через двухтактный детектор подается на управляющий вход второго элемента задержки. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А1 (I9) SU (I I ) (50 4 G 05 В 1/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4311890/24-24 (22) 30.09.87 (46) 15.12.89. Бюл. И 46 (71) Всесоюзный научно-исследова" тельский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов и передвижных.электростанций (72) М.Я.Каплан и В,В 1<остенко (53) 62-50(088.3) (56) Авторское свидетельство СССР

11(900254, кл. G 05 В 1/О1, 1930.

Авторское свидетельство СССР

Н 1180840, кл. G 05 В 1/О1, 1984, Авторское свидетельство СССР

В 686011, кл. G 05 3 1/01 1979 ° (54) ТРЕХПОЗИЦИОННОЕ ИИПУЛЬСНОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регуляторах напряжения, частоты, активной и реактивной мощности автоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регуляторах напряжения, частоты, активной и реактивной мощности автономных электроустановок.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 — принципиальная схема элементов задержки; на фиг. 4 — принципиальная схема двухтактного детектора; на фиг. 5 — 9 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство содержит первый компаратор 1, элемент НГ2, первый и второй

2 номных электроустановок. Целью изобретения является повышение точности устройства, Поставленная цель достигается за счет того, что входной сигнал подается на первые входы первого и второго компараторов, выходные сигналы которых поступают на входы элемента ИЛ11. Выходной сигнал последнего поступает на информационный вход второго элемента задержки и через элемент НЕ на вход первого элемента задержки. Выходные сигналы первого и второго элементов задержки подаются соответственно на R- u Sвходы RS-триггера, Выходной сигнап последнего подается на вторые входы первого и второго компараторов. Вход- )9 ной сигнал через двухтактный детектор подается на управляющий вход второго элемента задержки. 1 з.п. С ф-лы, 9 ил. элементы 3 и 4 задержки, RS-триггер 5, выпрямитель 6, второй компаратор 7, элемент ИЛИ 8, информационный 9 и опорный 10 входы и первый и второй выходы 1 1 и 12 устройства,,диоды

13 — 17, резисторы 13 — 33, общую шину 34, операционные усилители 35 — 39, конденсаторы 40 и 41 и источники 42 и 43 постоянного напряжения, Устройство работает следующим образом, Пороги переключения компараторов

1 и 7 задаются выходом управляющего

RS-триггера 5 °

Логическая едииица иа выходе Е$триггера 5 соответствует подаче иа

1529173 вход уиравле порогом переключения уровня питания > задавая тем самым одну границу области переключения комлараторов (+ < для первого компаратора 1 и -U для второго компарато5 ра 7).

Логический ноль на выходе RS-триггера 5 соответствует подаче на вход управления порогом уровня, близкого к нулю, задавая тем самым вторую близкую к нулю (или соответствующую зоне нечувствительности Б«) границy переключения компараторов 1 и 7.

При большом входном сигнале Б ЪГ (при 1 > О) на выходе компаратора 1 постоянно присутствует уровень логической единицы, который воздействует на исполнительный элемент, например серводвигатель, воздействующий на объекты управления, уменьшая тем самым величину U (U> в данном случае представляет собой отклонение регулируемого параметра, например частоты, напряжения, активной или реактивной моцности, от заданного значения), В момент уменьшения входного сигнала Б, до величины L (при U ) О)

U н переходит из уровня логической единицы в логический ноль и управляющее воздействие Hà исполнительный элемент прекращается, При этом элемент Э задержки начинает отработку временной задержки t>, Через время t> на R-входе RS-триггера 5 появляется единичный установочный уровень логического сигнала, Выход RS-триггера 5 переключается из уровня логической единицы в уровень нуля ° Порог пере- ключения компаратора 1 резко уменьшается (до уровня U< ), но так как U> еще не стало меньше этого порога срабатывания, на выходе 11 устройства опять появляется активный единичный уровень сигнала. В этот момент времени начинает отработку временной задержки „ элемент 4 задержки. Задержка t может быть постоянйой при постоянном пороге срабатывания выходного элемента 4 задержки или зависимой от уровня входного сигнала Бь„ при использовании Uz„ a качестве опорного сигнала. Через время t„ на

S — входе RS-триггера 5 появляется единичный установочный уровень логического сигнала, RS-триггер 5 переключается, на era выходе появляется уровень логической единицы и порог переключения комиаратора 1 резко увели5

55 чивается до величины U . 11Ь так как при этом U уже стало меньше U на выходе комиаратора 1 опять снимается сигнал и снова отрабатывается пауза

Так повторяется до тех пор, пока величина U не уменьшится до второго порога переключения компаратора 1 (U < U< ), т,е, пока U не войдет в зону нечувствительности, после чего уже независимо от логического уровня сигнала на выходе RS-триггера 5 на выходе 11 устройства постоянно устанавливается уровень логического нуля и отработка исполнительным элементом входного сигнала по этому каналу прекращается, При отрицательном входном сигнале

U < О аналогичным образом работает вторая половина устройства, выдавая управляющие сигналы по выходу 12, Таким образом, релейно-импульсное пороговое устройство при больших входных сигналах U r U формирует постоянный управляющий сигнал, обеспечивающиЯ максимальное управляющее воздействие. При уменьшении величины входного сигнала U>z c U (но Uzq w U« при наличии зоны нечувствительности) выдерживается постоянная пауза необходимая для успокоения переходных процессов, вызванная в этом числе инерционностью элементов .системы регулирования, и далее формируется еще один управляющий сигнал, длительность которого t постоянна или проtI порциональна величине входного сигнала, т,е. t „= KU>, где 1 — коэффициент пропорциональности. При этом управляемому порогу элемента 4 временной задержки может задаваться дополнительное постоянное смещение так, чтобы обеспечить заданную минимальную длительность управляющего импульса, которая еще будет отрабатываться (" чувствоваться" ) исполнительными элементами регулятора. 1(оэффициент пропорциональности 1: подбирается таким, чтобы при существующем темпе регулирования длительности управляющего импульса было достаточно для введения регулируемого параметра или его отклонения от заданной величины в зону нечувствительности U< . Если же этого не произошло, отрабатывается еще одна постоянная пауза, в течение которой опять происходит успокоение переходного процесса и прекращается вызванное инерционностью элементов

5 152 системы регулирования изменение регулируемого параметра, а затем формируется еще один управляющий импульс

Так продолжается до тех пор, пока регулируемый параметр не будет введен в s адан кую обл аст ь, т. е, в данном случае при наличии эоны нечувствительности формирование управляющих импульсов будет осуществляться до тех пор, пока 11 не войдет в зону -U(p

<Б Б

Применение в составе регуляторов порогового устройства с таким принципом.формирования выходного сигнала позволяет отрабатывать возникающие отклонения регулируемого параметра с максимальной скоростью, обеспечивая при этом исключение перерегулирования и колебательных процессов, что позволяет сократить зону нечувствительности и увеличить точность поддержания регулируемого параметра, Граница зоны перехода U из области непрерывного выходного сигнала в область импульсного сигнала выбирается для конкретной системы регулирования такой, чтобы при существующем темпе регулирования после снятия управляющего сигнала в момент вхождения в зону U продолжающееся за счет инер5 ционности элементов системы регулирования изменение регулируемого параметра не привело к перерегулированию (проскакиванию зоны нечувствительности) и изменению знака рассогласования на противоположный, Длительность паузы t„ задается постоянной такой, чтобы за время прекратилось выэванчое предыдущим управляющим сигналом изменение выходного параметра, Предлагаемое импульсное пороговое устройство может испольэоваться в составе регулятора частоты и активной мощности автономных источников электропитания, для чего на его вход подается отклонение регулируемого параметра от заданной величины, а выход подключается через соответствующий усилитель к исполнительному элементу, который по управляющим сигналам регулятора осуществляет воздействие на регулируемый параметр до тех пор, пока рассогласование не будет отработано до нуля (или до эоны нечувствительности), Исполнительным элементом регулятора является серводвигатель посто9173 6 янного тока, посредством которого осуществляется регулирование подачи топлива в двигатель и частоты в рекиме автономной работы или загрузки в режиме параллельной работы. Запаздывание канала управления, включая исполнительный серводвигатель, может составлять около 300 мс, а минималь10 ная длительность импульса, которую еще отрабатывает исполнительный серводвигатель, составляет около 10 мс.

При чисто релейном принципе управления из-эа такой инерционности возникает неустойчивое регулирование. Введение импульсного порогового устройства и установка длительности паузы около 300 мс и длительности импульса не менее 10 мс обеспечивают стабилизацию процесса регулирования (точность распределения нагрузок 2-3Х и выше, точность поддержания частоты

0,5Х и выше).

Предлагаемое устройство при возникновении недопустимых отклонений формирует управляющий сигнал беэ запаздывания.

Формул а изобретения

1. Трехпоэиционное импульсное пороговое устройство, содержащее RSтриггер и два компаратора, первые выходы которых объединены и являются входом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него дополни.— тельно введены элемент 11Е, первый и второй элементы задержки и элемент

ИЛИ, соединенный входами с выходами первого и второго компараторов, а выходом — с информационным входом второго элемента задержки и входом элемента НЕ, подключенного выходом к входу первого элемента задержки, соединенного выходом с R-входом RS-триггера, подключенного S-входом к выходу второго элемента задержки, а выходом— к вторым входам первого и второго компараторов, выходы которых являются первым и вторым выходами устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введен выпрямитель, соединенный входом с первым входом первого компаратора, а выходом — с управляющим входом второго элемента задержки.

1529173

1529 I 73

31 17

1529173

Составитель Г,Нефедова

Техред JI.Ñåðäþêoâà

Корректор О.Циппе

Редактор A,Ëåæíèíà

Заказ 7640/42

Тираж 733

Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

12

Производственно — издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101