Импульсный регулятор

 

ОПИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

64ОЫ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.04.76 (21) 2343112/18-24 (51) М. Кл. -

G 05В 11,1 16 с присоединением заявки № (53) УДЕ 62!.555.6 (088.8) (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень ¹ 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения и (71) заявитель

Л. П. Дмитренко (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Государственный комитет

23) Приоритет

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования различных параметров, например, тока электропривода измельчителей различных материалов, температуры и других электрических и неэлектрических величин.

Известен регулятор загрузки измельчителей различных материалов, содержащий датчик тока, тиристорный коммутатор, блок управления последним и исполнительный механизм (1).

Известен также регулятор, предназначенный для стабилизации различных параметров технологического процесса, содержащий датчик с измерительной схемой, электронный усилитель, релейное устройство и исполнительный механизм (2).

Близким решением к изобретению является импульсный регулятор (3), содержащий трансформатор тока, подключенный к первой диагонали первого диодного моста, трансформатор, две вторичные обмотки которого подключены соответственно к первым диагоналям второго и третьего диодных мостов, первый и второй потенциометры с соединенными подвижными контактами, подключенные соответственно к вторым диагоналям первого и второго диодных мостов, три транзистора с RC-контурами в цепях эмиттеров, базы которых соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго и третьего тиристоров, причем аноды первого и второго тнристоров подключены соответственно к управляющим

5 электродам первого и второго симисторов, подключенных между обмоткой исполнительного электродвигателя и источником переменного напряжения, а также делитель напряжения, подключенный и RC-контурам

10 первого и третьего транзисторов, причем средняя точка делителя напряжения соединена с подвижным контактом третьего потенциометра, подключенного к второй диагонали третьего диодного моста.

15 Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования.

Для достижения этой цели регулятор со20 держит четвертый и пятый транзисторы с

RC-контурами в цепях эмнттеров, четвертый тиристор и четвертый потенцпомстр, подвижный контакт которого подключен к

RC-контуру четвертого транзистора, база

25 которого подключена к управляющему электроду четвертого тиристора, анод которого соединен с эмиттером второго транзистра и с анодом третьего тпрпстора, а КС-контур пятого транзистора подключен к базам пер30 вого, второго и третьего транзисторов, 3

1. а чертеже приведена принципиальная электрическая схема регулятора.

Регулятор содержит схему сравнения напряжений датчика тока, представляющего собой трансформатор тока 1, нагруженный резистором 2, первый диодный мост 3 с конденсатором фильтра 4; источник опорного напряжения, образованный вторичной обмоткой 5 трансформатора 6, вторым диодным мостом 7 и опорными диодами 8; источник постоянного напряжения, составленный вторичной обмоткой 9 трансформатора

6. трстьим диодным мостом 10, конденсатором фильтра 11 и опорным диодом 12; перьый, второй, третий и четвертый потенциометры 13, 14, 15, 16; пороговые элементы в виде первого, второго, третьего и четвертого транзисторов 17, 18, 19, 20 с КС-контурами в цепях эмиттеров, состоящими из резисторов и конденсаторов 21, 22; 23, 24, 25, 26, 27, 28; многостабильный триггер с общим анодным резистором 29, состоящий из первого, второго, третьего и четвертого тиристоров 30, 31, 32, 33, резисторов 34, 35, 36 электромагнитного реле 37 и конденсаторов 38, 39, 40, 41, разделительные диоды

42, 43, 44, 45, 46; релаксационный генератор, образованный пятым транзистором 47, RC-контуром на резисторе 48 и конденсаторе 49 и резистором 50, к которому подсоединены резисторы 51, 52, 53, 54, подключенные к базам транзисторов 17 — 20; исполнительный электродвигатель 55 с фазосдвигающим конденсатором 56, первый и второй симисторы 57, 58, делитель напря>кения на резисторах 59, 60, потенциометры 61, 62, 63, 64, служащие для корректировки порогов срабатывания транзисторов и конденсаторы 65, 66, предназначенные для защиты схемы регулятора от помех.

Регулятор питается от источника переменного напряжения 67.

Работает регулятор следующим образом.

При помощи трансформатора тока 1, первого диодного моста 3 и конденсатора фильтра 4 контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, которое сравнивается со стабилизированным напряжением постоянного тока, снимаемым с потенциометра 14. Ллгебраическая сумма измеряемого и опорного напряжений при помощи резисторов 59 и 60 складывается с напря>кением смещения, снимаемым с потенциометра 15. Напряжение смещения устанавливается такой величины, чтобы порог срабатывания транзисторов 17 и 19 был выше этого напряжения на зону нечувствительности регулятора. К потенциометру 15 и резистору 59 подключен КС-контур

21, 22, а к этому потенциометру и резистору 60 подключен RC-контур 23, 24. Параллельный RC-контур 27, 28 непосредственно подключен к стабилизированному опорным диодом 12 источнику постоянного напряжения.

6402

1О

5!

Параллельно потенциометру 15 и резистору 60 подсоединен потенциометр 16, к которому подключен RC-контур 25, 26, установленный в цепи эмиттера транзистора

20. При включении регулятора в сеть через конденсатор 28, эмиттер-базу транзистора

18 и резисторы 52 и 50 проходит зарядный импульс конденсатора 28, под действием которого отпирается отключающий тиристор 31 триггера. Конденсатор 28 через разделительный диод 43 подключается к открытому тиристору 31 и поддерживается в заряженном состоянии до тех пор, пока тиристор 31 открыт. Если стабилизируемый ток ниже заданной величины, то суммарное напряжение на потенциометре 15 и резисторе 59 превысит напряжение отпирания транзистора 17. Под действием этого напряжения через резистор 21 заряжается конденсатор 22, и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания 17, конденсатор 22 разряжается через транзистор 17 на резисторы 51 и 50. Отпирается тиристор 30, который через резистор 34 открывает симистор 57. Электродвигатель 55 начинает вращаться в сторону, вызывающую увеличение контролируемого тока.

Одновременно за счет общего резистора 29 и конденсаторов 38 и 39 закрывается тиристор 31. Пока открыт тиристор 30, конденсатор 22 через диод 42 разряжается на него.

По истечении времени, определяемого постоянно" RC-контура 27, 28, конденсатор

28 разрядится до напряжения отпирания транзистора 18. Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 31, а за счет общего резистора 29 и конденсаторов 38 и 39 закрытие тиристора 30 и симистора 57. При этом электродвигатель 55 останавливается.

Процесс периодического включения электродвигателя 55 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т. е. напряжение на потенциометре 15 и резисторе 59 не снизится ниже порога отпирания транзистора 17, Время включенного состояния исполнительного электродвигателя 55 (импульса) может быть изменено резистором 27 и в процессе работы регулятора не меняется.

Время паузы при отработке возмущений зависит от их величины, снижаясь с ростом амплитуды возмущения. При номинальном контролируемом токе включен тиристор 31, и исполнительный электродвигатель неподвижен.

Когда значение регулируемого тока превысит заданное, суммарное напряжение на потенциометре 15 и резисторе 60 превысит порог срабатывания транзистора 19, и он начинает поочередно с транзистором 18 отпираться, вызывая кратковременное открытие тиристора 32 и симистора 58, и электродвигатель 55 вращается в обратную сторону (в сторону уменьшения стабилизи640251

10 руемого тока). Периодическое включение исполнительного электродвигателя 55 происходит до тех пор, пока регулируемый ток не снизится до заданной величины. Как и при недогрузке, время паузы между включениями электродвигателя зависит от степени перегрузки, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении. Потенциометром 14 устанавливается заданное значение тока регулирования, а с помощью потенциометра 15 — зона нечувствительности регулятора.

В случае если регулируемый ток значительно превысит допустимое значение (достигнет величины тока перегрузки), через резистор 25 заряжается конденсатор 26 до напряжения отпирания транзистора 20.

Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 33 и включение реле 37. Реле 37 выключает электродвигатель питателя (на фиг. не показан), полностью прекращающий подачу перерабатываемого продукта в измельчитель. Через диод 46 тиристор 33 вызывает отпирание симистора 58, который включает электродвигатель 55 в сторону уменьшения подачи продукта в измельчитель. Остановка питателя необходима при пуске электродвигателя измельчителя, аварийных снижениях напряжения питания и в других аварийных режимах работы измельчителя.

Величина перегрузки, при которой срабатывает реле 37, устанавливается с помощью потенциометра 16. Для исключения периодического срабатывания реле 37 за счет разряда конденсатора 28 на резистор

27 и отпирания транзистора 18 и тиристора 31 служит разделительный диод 45, подключенный к аноду тиристора ЗЗ.

При снижении тока электродвигателя измельчителя ниже минимально заданного значения срабатывают транзистор 17 и тиристор 30, вызывая отключение тиристора

33, симистора 58 и реле 37. Реле включает питатель, а симистор 57 периодически включает электродвигатель 55 в сторону увеличения регулируемого тока.

Для повышения точности работы и чувствительности регулятора в него введен релаксационный генератор на транзисторе 47.

Импульсы, генерируемые последним с частотой, значительно превышающей частоту переключений тиристоров триггера, подаются в цепи баз транзисторов 17 — 20. Это позволяет резко уменьшить ток утечки транзисторов в зоне напряжения их переключения и тем самым обеспечивает стабилизацию порогов их срабатывания при увеличении постоянной времени RC-контура, установленных в цепи эмиттеров этих транзисторов.

Импульсный режим работы регулятора обеспечивает устойчивое регулирование да15

55 бО ке при значительном запаздывании, когорос может иметь место в системе питательизмельчитель. 11зменение скважности импульсов в широких пределах, обеспечиваемое регулятором, позволяет применять исполнительные электродвигатели с редукторами, имеющими различное передаточное отношение.

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий трансформатор тока, подключенный к первой диагонали первого диодного моста, трансформатор, две вторичные обмотки которого подключены соответственно к первым диагоналям второго и третьего диодHbIx мостов, первый и второй потенциометры с соединенными подвижными контактами, подключенные соответственно к вторым диагоналям первого и второго диодных мостов, три транзистора с RC-контурами в цепях эмпттеров, базы которых соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго и третьего тиристоров, причем аноды первого и второго тиристоров подключены соответственно к управляющим электродам первого и второго спмисторов, подключенных между обмоткой исполнительного электродвигателя и источником переменного напряжения, а также делитель напряжения, подключенный к RC-контурам первого и третьего транзисторов, причем средняя точка делителя напряжения соединена с подвижным контактом третьего потенциометра, подключенного к второй диагонали третьего диодного моста, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, он содержит четвертый и пятый транзисторы с RC-контурами в цепях эмиттеров, четвертый тиристор и четвертый потенциометр, подвижный контакт которого подключен к RC-контуру четвертого транзистора, база которого подключена к управляющему электроду четвертого тиристора, анод которого соединен с эмиттером второго транзистора и с анодом третьего тиристора, à RC-контур пятого транзистора подключен к базам первого, второго, третьего и четвертого транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 275204, кл. Н 02Р 7/64, 1968.

2. С. Л. Попков, «Автоматическое регулирование и управление процессами переработки зерна», изд. «Колос» 1972, с. 160—

167, рис. 83.

3. А. И. Москаленко, «Новое в автоматизации зерноперерабатывающих предприятий», изд. «Колос», 1974, с. 112 †1, рнс. 38.

640251

Составитель В. Певзнер

Техред Н. Рыбкина

Корректор Е. Хмелева

Редактор Ю.Челюканов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2215/4 Изд. Мз 776 Тираж 1005 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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