Устройство для управления регулируемым преобразователем переменного напряжения в переменное

 

Сущность изобретения: устройство содержит задатчик угла регулирования 16, формирователь синхронизирующих импульсов 2, вход которого предназначен для подключения к сети 9 входного напряжения преобразователя, задающий генератор 1, выход которого соединен со счетным входом счетчика 3, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения 4, усилитель-формирователь 7 импульсов управления вентилями преобразователя и вычислительный блок 5, 6 с запоминанием выходного сигнала, равного произведению сигнала на первом входе вычислительного блока на отношение сигнала на втором входе вычислительного блока к максимально возможному сигналу на выходе задатчика, соединенном с вторым входом вычислительного блока, первый вход которого соединен с выходом счетчика, вход сброса которого соединен с первым выходом формирователя синхронизирующих импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом вычислительного блока, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом усилителя-формирователя. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах фазоимпульсного регулирования переменным напряжением.

Известны устройства для фазоимпульсного управления тиристорным регулятором 11, 21. Устройства включают в себя формирователь синхроимпульсов, запускающий блок задержки импульсов, величина задержки которого определяется управляющим сигналом с выхода задатчика.

Недостатком этого устройства является то, что возмущающие воздействия существенно влияют на точность регулирования напряжения.

Известно устройство, формирующее угол включения тиристором для регулирования величины переменного напряжения. Устройство формируют угол включения тиристорами в момент равенства цифрового сигнала задания и цифрового сигнала с выхода счетчика импульсов неуправляемого генератора частоты.

На точность регулирования напряжения оказывает существенное влияние воздействия внешних и внутренних факторов. К внешним возмущающим факторам относятся отклонения частоты переменного напряжения сети. К внутренним возмущающим факторам относится нестабильность частоты импульсов генератора, входящего в устройство задержки импульсов. Причиной тому может быть разброс параметров, входящих в него элементов, под воздействием окружающей температуры или внутренних переходных процессов.

Цель заявляемого изобретения - повышение точности регулирования напряжением фазосдвигающим устройством за счет устранения влияния на точность возмущающих воздействий (их компенсации).

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее задатчик угла регулирования, формирователь синхронизирующих импульсов, вход которого предназначен для подключения к сети входного напряжения преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и усилитель-формирователь импульсов управления вентилями преобразователя, дополнительно введен вычислительный блок с запоминанием выходного сигнала, равного произведению сигнала на первом входе вычислительного блока на отношение сигнала на втором входе вычислительного блока к максимальному возможному сигналу на выходе задатчика, соединенном с вторым входом вычислительного блока, первый вход которого соединен с выходом счетчика, вход сброса которого соединен с первым выходом формирователя синхронизирующих импульсов, второй выход которого соединен с таковым входом вычислительного блока, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом усилителя-формирователя. В совокупности введенные элементы позволяют вычислять сколько импульсов за один полупериод поступит с выхода генератора частоты на вход счетчика и умножить это число на соотношение управляющего сигнала на максимально возможный управляющий сигнал. Результат вычисления сравнивается с текущим выходным сигналом счетчика и величина его не будет зависеть только от управляющего кода с выхода задатчика, а будет также пропорциональна частоте генератора напряжения и обратно пропорциональна частоте напряжения сети. Угол включения тиристора будет определяться отношением между кодом задания и максимально возможным кодом управления и не зависеть от частоты напряжения сети и генератора частоты. Таким образом, точность регулирования углом включения тиристора повышается. Заявляемое устройство обеспечивает строгую зависимость между входным управляющим сигналом и величиной угла открытия тиристора. Уменьшается влияние помех, связанных с внешними воздействиями на устройство или внутренними изменениями параметров элементов.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы выходных сигналов элементов, входящих в устройство.

Выход генератора частоты 1 подключен к первому входу (счетному) счетчика 3. Напряжение сети поступает на вход формирователя синхроимпульсов 2, один из выходов которого подключен к синхронизирующему входу сброса счетчика 3, а второй выход поступает к синхронизирующему входу вычислительного блока 5, с запоминанием выходного сигнала 6. Выход счетчика 3 поступает на входы вычислительного блока 5 и на А вход схемы сравнения 4. Выход задатчика угла регулирования 16 подключен на третий вход вычислительного блока 5. Выход элемента памяти 6 вычислительного блока 5 подключен на В вход схемы сравнения 4, выход которого через усилитель-формирователь 7 подключен на управляющий вход вентиля 8.

Генератор частоты 1 подает импульсы, частота которых определяет точность регулирования, чем больше частота, тем больше точность.

Формирователь синхроимпульсов 2 формирует сигналы нуля напряжения 11 на его входе, а сигнал 14 опережает сигнал нуля на время . Длительность определяется быстродействием блока вычисления 5 и устройством памяти.

Счетчик импульсов 3 синхросигналом 13 приводится в исходное состояние (нулевое), после чего начинается счет импульсов, поступающих на счетный вход. Результат счета в двоичном коде подается на выход: на вход вычислительного блока 5 и на вход схемы сравнения.

Вычислительный блок 5 в момент поступления синхронизирующего сигнала 14 умножает цифровой сигнал с выхода задатчика угла регулирования 16 на выходной сигнал с выхода счетчика 3 и делит результат на сигнал задания угла 180 эл. град. по формуле U₅= где U₃ - сигнал с выхода счетчика 3; U₁₆ - сигнал с выхода задатчика угла регулирования 16; U_{180 эл.гр}. - сигнал угла регулирования 180 эл. град.

Результат вычисления фиксируется элементом памяти 6 до следующих вычислений. Схемой сравнения 4 сравнивается текущий сигнал со счетчика с сигналом, хранящимся в устройстве памяти, и при их совпадении формирует на выходе единичный импульс. Усилитель-формирователь усиливает по величине и по длительности импульс управления импульсом.

Для технической реализации блоков (3, 4, 5, 6) можно использовать микросхему К1816. Блок частоты можно получить на выходе микросхемы К 531ГГ1. Блок формирования синхронизирующих сигналов может быть выполнен по схеме 3.77 (стр. 172 141) и последовательно включенного ждущего мультивибратора К155АГ1. Гальваническую развязку и усиление сигнала с выхода схемы сравнения можно осуществить при помощи оптрона.

Полупроводниковый вентильный ключ при поступлении на него управляющего импульса коммутирует нагрузку к сети.

Заявляемое устройство в каждом цикле регулирования подсчитывает количество импульсов, поступающих от генератора в течение одного полупериода напряжения сети. После чего вычислительным блоком 5 вычисляется количество импульсов поступит с выхода генератора в течение заданного угла включения (задержки) тиристора и сравнивается с текущим значением счетчика на протяжении всего последующего полупериода благодаря хранению результата вычисления в элементе памяти.

Таким образом, поставленная цель достигается, уменьшается погрешность регулирования угла включения тиристора, возникающая из-за нестабильности частоты генератора импульсов и частоты напряжения сети. Заявляемое устройство автоматически подстраивается при изменении напряжения сети, его частоты, и при изменении частоты генератора частоты. Экономический эффект достигается благодаря повышению точности, стабильности и универсальности устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1508320, кл. H 02 M 1/08, 1989.

Авторское свидетельство СССР N 1429752, кл. H 02 M 1/08, 1988.

Авторское свидетельство СССР N 1020937, кл. H 02 M 1/08, 1985.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащее задатчик угла регулирования, формирователь синхронизирующих импульсов, вход которого предназначен для подключения к сети входного напряжения преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, и усилитель-формирователь импульсов управления вентилями преобразователя, отличающееся тем, что введен вычислительный блок с запоминанием выходного сигнала, равного произведению сигнала на первом входе вычислительного блока на отношение сигнала на втором входе вычислительного блока к максимальному возможному сигналу на выходе задатчика, соединенном с вторым входом вычислительного блока, первый вход которого соединен с выходом счетчика, вход сброса которого соединен с первым выходом формирователя синхронизирующих импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом вычислительного блока, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом усилителя-формирователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2