Аналого-цифровой регулятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик н>738082 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву—

1 (22) Заявлено 110777 (21) 2507615/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет (51)hh. Кл.

tI 02 P 5/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 3005.80 Бюллетень М 20 (13) УДК 621.314, . 57 (088.8) Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

Я.Е.Марченко, Н.В,Радионова И Г.M.Àñïèùåâ (7!) Заявитель (54) АнАлОГО-ЦИФРОВОЙ еГулятОР

О

Недостатком известных технических решений является зависимость постоянной времени фильтра датчика тока от параметров нагрузки, диапа зона изменения величины тока в нагрузке, фаэности вентильного преобразователя. Так при работе вентильного регулятора тока на активную. емкостную нагрузку или на якорь дви-гателя величина пульсаций тока зависит от угла включения вентилей.

В зависимости от величины нагрузки на двигатель имеет место переход от непрерывного тока к прерывистому.

При прерывистом токе в малой фазности вентильного преобразователя не удается построить замкнутый регулятор тока, так как для выделения среднего значения тока в нагрузке приходится вводить фильтр сигнала датчика тока З0

Изобретение относится к области . электротехники и может быть использовано для регулирования тока или напряжения в цепях двигателей переменного и постоянного тока,в массив-

5 ных цепях практически с любыми параметрами.

Известны вентильные регуляторы тока. с недопустимой в отношении динамики и устойчивости постоянной времени.

Известен регулятор тока, содержа.щий вентильный преобразователь, работающий в режиме управляемого выпрямителя, выход которого подсоединен к якорной цепи двигателя постоянного тока, а вход подключен к сети переменного тока, датчик тока нагрузки в виде трансформаторов тока, выпрямителя и RC-фильтра, вход которого подключен к выходу вентильного преобразователя, выход — на вход усилителя постоянного тока с узлом коррекции, на другой вход которого подсоединен датчик тока, а выход усилителя подсоединен ко входу фазовой системы управлеййя, выход которой подсоединен на управляющие входы вентильного преобразователя; узел коррекции усилителя выполнен в виде набора резисторов, конденсаторов и управляемых ключей, переключающих цепи обратной связи усилителя, управляющие входы ключей подключены к датчику пульсации тока.

Регулятор содержит также датчик пульсации тока, вход которого подключен к выходу вентильного преобразователя, а выход на управляющие входы ключей.

738082

Этот регулятор тока, благодаря наличию ключей, датчика пульсации тока и нескольких цепей коррекции усилителя меняет динамические свойства вентильного преобразователя в зависимости от характера тока в нагрузке.

Такое построение регулятора тока из-эа низкой статической точности допустимо в тех случаях, когда регулятор тока выполняет второстепенную функцию корректирующего контура для регулятора скорости. Если же необходимо регулировать среднее значение тока в широком диапазоне, то этот регулятор тока не может обеспечить высокой точности. Таким образом, известные регуляторы тока не позволяют обеспечить высокую статическую и динамическую точность в широком диапазоне регулирования тока в нагрузке, Целью изобретения является уменьшение статической и динамической погрешности регулирования .при любой нагрузке и фазности вентильного преобразователя и при широком диапазоне регулирования тока.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор тока (напряжения), содержащий вентильный преобразователь, вход которого подключен к сети переменного тока, а выход к нагрузке, датчик тока, в виде трансформаторов тока, вход которого подключен к входу вентильного преобразователя, усилитель постоянного Тока с узлом коррекции, на первый вход которого подсоединеиы задатчики тока, синхронизатор, вход которого подсоединен ко входу вентильного преобразователя введены преобразователь сигнала датчика тока в частоту, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход подсоединен к первому входу счетчика импульсов, выход которого подключен на вход, преобразователя код-аналог, выход которого подключен ко второму входу усилителя .постоянного тока.

На чертеже изображена схема аналого-цифрового регулятора тока. . Регулятор содержит вентильный преобразователь 1, вход которого подключен к сети переменного тока, а выход — к нагрузке 2, датчик тока в виде трансформаторов тока 3, вход которого подключен к входу вентильного преобразователя 1, усилитель постоянного тока 4 с узлом коррекции 5, на первый вход которого под соединен задатчик тока б, преобразователь сигнала датчика тока в частоту 7, вход которого подключен к выходу датчика тока 3, а выход подсоединен к первому входу счетчика импульсов 8, выход которого подсое.динен на вход преобразователя коданалог 9, выход которого подключен ко второму входу усилителя постоянного тока 4, второй преобразователь сигнала в частоту 10, вход которого подключен к выходу усилителя постоянвходы обоих счетчиков 8 и 11. подсоеди иены к выходу синхронизатора счетчиков 12 с питающей сетью

Аналого-цифровой регулятор работает следующим образом.

Сигнал задания тока поступает на первый вход усилителя постоянного тока 4 и сравнивается с сигналом обратной связи по току, поступающий из преобразователя код-аналог 9.

Разность сигналов, пропорциональная ошибке регулирования тока, усиливается усилителем постоянного тока 4 и преобразуется в частоту, пропорциональную ошибке, преобразователем сигнала управления 10. Затем m-фаэный счетчик 11 заполняется импульсами с преобразователя сигнала управления в частоту 10. Причем количестВо параллельных каналов в m-фазном счетчике 11 канала счетчика определяется началом фазы питающей сети преобразователя, а конец работы каждого канала счетчика определяется моментом заполнения счетчика, Сформированные в m-фазном счетчике 11 включающие импульсы включают преобразбватель 1. По нагрузке 2 течет ток, и с датчика тока 3 снимается сигнал, пропорциональный мгновенному значению тока. Сигнал, пропорциональный мгновенному значению тока с преобразователя сигнала 7, превращается в частоту; пропорциональную мгновенному значению тока,и поступает на счетчик 8. Счетчик 8 синхронизирован с фазами питающей сети переменного тока. Это значит,что начало счета определяется моментом перехода начала каждой фазы питающей сети через нуль, а конец счета определяется моментом перехода конца полупериода каждой фазы питающей сети через нуль. Благодаря этому счетчик заполняется за время работы только одного вентиля в цепи нагрузки, после чего результат счета переносится в преобразователь код-аналог 9, затем счетчик йриводится в нулевое состояние и начинается счет импульсов эа время работы следующего вентиля преобразователя 1.

Это позволяет сформировать на выходе преобразователя код-аналог

9 сигнал, пропорциональный среднему значению тока при любой форме мгновенного значения тока, практически при любом диапазоне регулирования.

Точность вычисления среднего значения тока зависит от разрядности счетчика и точности преобразований в преобразователе сигнала тока в частоту 7 и преобразователе код-аналог 9.

3S

40 ного тока 4, а выход к m-фазному счетчику импульсов 11, выход которого подсоединен к управляющему входу

5 вентильного преобразователя 1, вторые

738082

Составитель t0. Андреев

Техред Н.Бабурка Корректор В.Вутяга

Редактор В,Левятов

Заказ 2825/34

Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом,высокая статическая точность регулирования в широком диапазоне достигается тем, что при любом характере нагрузки,т.е. при любой форме мгновенного значения сигнала, введенные устройства 7,8,9 выделяют среднее значение регулируе/ мого параметра и представляют его в гладкой форме без пульсаций, а устройства 10 и 11 обеспечивают повышенную помехозащищенность и улучшенный спектральный состав регулируемой величины.

Высокая динамическая точность достигается тем, что при любом характере нагрузки и при любой глубине диапазона регулирования скоРость изме рения среднего значения происходит за минимально возможное время для данного вентильного преобразователя, и этим самым обеспечивается максимально возможное быстродействие для регулятора с данной фазностью преобразователя.

Формула изобретения

Аналого-цифровой регулятор, содержащий вентильный преобразователь, вход которого подключен ко входным выводам для сети переменного тока, а выход — к выходным выводам, датчик тока, полученный своим входом к входу вентильного преобразователя, усилитель постоянного тока с узлом коррекции, к первому входу которого подключены эадатчик тока, а выход усилителя подключен ко входу фазовой системы управления, соединенной своими выходами с управляющими входами вентильного преобразователя, синхронизатор, вход которого подключен ко входным выводам, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью снижения динамической и статической ошибок в

15 режиме прерывистых токов, в него введены преобразователь тока в частоту, вход которого подключен к датчику тока, выход подключен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выводом синхронизатора, а выход со входом преобразователя код-аналог, подключенного своим выходом ко второму входу усилителя постоянного тока,