Импульсный регулятор

 

О П И С А Н И Е (11)б40253

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2434701/18-24 с присоединением заявки № (51) М. КлР б 05В 11/16

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (53) УДК 62-50(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.12.78 ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Л. П. Дмитренко (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

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

Известны регуляторы загрузки измельчителей различных материалов, содержащие датчик тока, тиристорный коммутатор, блок управления последним и исполнительный механизм (1).

Ближайшим по своей технической сущности к изобретению является регулятор, содержащий датчик и источник стабилизированного напряжения, первый, второй, третий и четвертый пороговые элементы на однопереходных транзисторах с RC-контурами в цепях эмиттеров, к базам однопереходных транзисторов подключен релаксационный генератор, триггер, в двух плечах мостовой схемы которого установлены последовательно соединенные тиристор и резистор, параллельно которому включен коммутирующий конденсатор, аноды тиристоров через коммутатор соединены с исполнительным органом.

Этот регулятор имеет недостаточную надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Для достижения этой цели в него введены конденсаторы, тиристор и включенные встречно диоды, через которые к резисторам триггера подключен КС-контур, одна из пластин конденсатора которого соединена с эмиттером однопереходного транзистора четвертого порогового элемента, а вто10 рая с коммутатором, управляющие электроды тиристоров триггера через конденсаторы соединены с базами однопереходных транзисторов второго и третьего порогового элементов, RC-контур, установленный в цепи

15 эмиттера третьего однопереходного транзистора, подключен к источнику стабилизированного напряжения и к аноду тиристора, управляющий электрод которого подключен к базе однопереходного транзистора четвер20 того порогового элемента, а RC-контура однопереходных транзисторов второго и четвертого пороговых элементов подсоединены к датчику.

Принципиальная электрическая схема ре25 гулятора приведена на чертеже. Регулятор содержит датчик 1, например тока, выполненный в виде трансформатора тока и преобразователя 2 тока в напряжение, выпрямительный мост 3, конденсатор 4 фильтра

30 и потенциометр 5; источник питания, сос640253

4 тавленный трансформатором 6, выпрямительным мостом 7 и конденсатором 8 фильтра и опорным диодом 9; пороговые элементы, например, однопереходные транзисторы 10 — 13 с RC-контурами 14, 15; 16, 17;

18, 19 и 20, 21 в цепях эмиттеров транзисторов; разрядный тиристор 22; триггер, с общим анодным резистором 23, образованный тиристорами 24, 25, резисторами 26, 27 и коммутирующими конденсаторами 28, 29; разделительные диоды 30, 31; релаксационный генератор, образованный однопереходным транзистором 32, RC-контуром 33, 34 и резистором 35, соединенным с базами транзисторов 10 — 13 через резисторы 36 — 38; коммутатор, состоящий из двух симисторов

39, 40, и исполнительный орган, состоящий, например, из двухфазного исполнительного электродвигателя 41 с фазосдвигающим конденсатором 42.

Работает регулятор следующим образом.

При помощи датчика тока 1 — 4 контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, снимаемое с потенциометра 5.

Напряжение на резисторе 43 и потенциометре 5 устанавливается такой величины, чтобы порог срабатывания транзистора 10 был равен напряжению, соответствующему установке тока регулирования. При помощи резистора 44 порог срабатывания транзистора 11 устанавливается ниже, чем порог срабатывания транзистора 10 на зону нечувствительности регулятора. К потенциометру 5 подключены RC-контура 14, 15 и

16 и 17. RC-контур 18, 19 подключен непосредственно к источнику стабилизированного напряжения, à RC-контур 20, 21 через разделительные диоды 30, 31 соединен с резисторами 26, 27 триггера.

При включении регулятора в сеть, в случае если стабилизируемый ток выше заданной величины, напряжение на резисторе 43 и потенциометре 5 превысит напряжение отпирания транзисторов 10 и 11. Под действием этого напряжения через резисторы

14 и 16 заряжаются конденсаторы 15 и 17.

Одновременно через резистор 23 и переход эмиттер — база транзистора 13 заряжается конденсатор 21. Как только напряжение на конденсаторе 15 превысит порог срабатывания транзистора 10, конденсатор 15 разряжается через транзистор 10 на резисторы

36 и 35. Под действием падения напряжения на этих резисторах через конденсатор

45 отпирается тиристор 24, который отпирает симистор 39. Электродвигатель 41 начинает вращаться в сторону, вызывающую уменьшение контролируемого тока. При этом конденсатор 17 через резистор 16 периодически заряжается до напряжения срабатывания транзистора 11, который, открываясь, вызывает кратковременное открывание тиристора 22. Тиристор 22 через диод

46 вызывает разряд конденсатора 19, через резистор 18, подключенный к источнику

63

3 стабилизированного напряжения. Постоянная времени RC-контура 16, 17 значительно меньше постоянной времени RC-контура 18, 19, поэтому до тех пор, пока на подвижном контакте потенциометра 5 потенциал будет выше порога срабатывания транзистора 11, конденсатор 19 не сможет зарядиться до порога отпирания транзистора 12.

Одновременно с отпиранием тиристора 24 под действием падения напряжения на резисторе 26 открывается разделительный диод 30 и через этот диод, тиристор 24 и цепь управления симистора 39 на резистор 20 начинает разряжаться конденсатор 21. Когда конденсатор 21 разрядится до напряжения, вычитание которого от напряжения питания будет равно порогу открытия транзистора 13, конденсатор 21 через резистор

23 и открывающийся транзистор 13 заряжается, При этом за счет общего резистора

23 и коммутирующего конденсатора 28 закрывается тиристор 24. Запирается симистор 39 и останавливается электродвигатель

41. Поскольку напряжение на резисторе 26 исчезает, конденсатор 21 остается заряженным. Таким образом, время включенного положения электродвигателя 41 определяется постоянной времени RC-контура 20, 21.

Процесс периодического включения исполнительного органа — электродвигателя 41 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т. е. напряжение на резисторе 43 и потенциометре 5 не снизится ниже порога отпирания транзистора 10.

Время включенного состояния исполнительного электродвигателя (импульса) может быть изменено резистором 20 и в процессе работы регулятора не меняется. Время паузы при отработке возмущений, превышающих уставку регулятора, зависит от их величины, снижаясь с ростом амплитуды возмущения. При номинальном контролируемом токе тиристоры 24, 25 заперты и исполнительный электродвигатель неподвижен.

Когда значение регулируемого тока становится меньше заданного, суммарное напряжение на резисторе 43 и потенциометре

5 снизится ниже порога отпирания транзистора 11, конденсатор 19 успеет зарядиться до порога отпирания транзистора 12. Транзистор 12 отпирается и конденсатор 19, разряжаясь на резисторы 38, 35 через конденсатор 47, вызывает отпирание тиристора 25.

Симистор 40 открывается, вызывая включение электродвигателя 41 в обратную сторону (в сторону увеличения стабилизируемого тока). Через диод 31 и тиристор 25 на резистор 20 начинает разряжаться конденсатор 21. После чего срабатывает транзистор

13, заряжая конденсатор 21. Одновременно тиристор 25 и симистор 40 запираются.

Периодическое включение исполнительного электподвигателя происходит до тех пор, 640253

40 пока регулируемый ток не увеличится до заданной величины. В отличие от перегрузки, при недогрузке время паузы не зависит от степени недогрузки. Потенциометром 5 устанавливается заданное значение тока регулирования, а с помощью переменного резистора 44 — зона нечувствительности регулятора. Постоянная времени RC-контуров

14, 15 и 18, 19 должна быть больше постоянной времени RC-контура 20, 21.

Для повышения точности работы и чувствительности регулятора в него введен релаксационный генератор на однопереходном транзисторе 32. Импульсы, генерируемые последним с частотой, значительно превышающей частоту переключений тиристоров триггера, подаются в цепи баз транзисторов

10 — 12. Это позголяет резко уменьшить ток утечки транзисторов в зоне напряжения их переключения и тем самым обеспечивает стабилизацию порогов их срабатывания при увеличении постоянной времени RC-контуров, установленных в цепи эмиттеров этих транзисторов.

Потенциометры 48 — 51 служат для корректировки порогов срабатывания транзисторов. Конденсатор 52 предназначен для защиты схемы регулятора от помех. Импульсный режим работы регулятора обеспечивает устойчивое регулирование даже при значительном запаздывании, которое может иметь место в системе питатель-измельчитель. Изменение скважности импульсов в широких пределах, обеспечиваемое регулятором, позволяет применять исполнительные электродвигатели с редукторами, имеющими различное передаточное отношение.

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий датчик и источник стабилизированного напря5

35 жения, первый, второй, третий и четвертый пороговые элементы на однопереходных транзисторах с RC-контурами в цепях эмиттеров, к базам однопереходных транзисторов подключен релаксационный генератор, триггер, в двух плечах мостовой схемы которого установлены последовательно соединенные тиристор и резистор, параллельно которому включен коммутирующий конденсатор, аноды тиристоров через коммутатор соединены с исполнительным органом, отл ич а ющийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в него введены конденсаторы, тиристор и включенные встречно диоды, через которые к резисторам триггера подключен первьш RC-контур, одна из пластин конденсатора которого соединена с эмиттером однопереходного транзистора четвертого порогового элемента, а вторая с коммутатором, управляющие электроды тиристоров триггера через конденсаторы соединены с базами однопереходных транзисторов второго и третьего порогового элементов, RC-контур, установленный в цепи эмиттера третьего однопереходного транзистора, подключен к источнику стабилизированного напряжения и к аноду тиристора, управляющий электрод которого подключен к базе однопереходного транзистора четвертого порогового элемента, а RC-контура однопереходных транзисторов второго и четвертого пороговых элементов подсоединены к датчику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 523400, кл. G 05D 23/19, 1974.

2. Лвторское свидетельство СССР № 407223, кл. G 05D 23/19, 1973.

640253

Составитель А. Лащев

Техред Н.. Рыбкина

Корректор Е. Хмелева

Редактор Б. Герцен

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2215/5 Изд, Ко 776 Тираж 1005 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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