SU1100693A1 - Устройство импульсного регулировани мощности переменного тока - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее синхронизатор, своими входами св занный с питающей сетью, выходом - с первым вхо-. дом схемы совпадени , выход которой через ключ св зан с управл ющим электродом вентил , последовательно с нагрузкой соединенного с сетью, многоразр дный двухвходовой компарйтор , выход которого Соединен с вторым входом совпадени , первый регистр, информационные входы которого соединены с шинами установки сигнала управлени , два накапливающих сумматора, первый из которых своими информационными входами поразр дно соединен с выходами первого регистра, тактовым входом - с вькодом синхронизатора, а второй накапливающий сумматор своими информационными входами поразр дно соединен с щинами установки интервала регулировани ,тактовым входом - с выходом схемы совпадени , причем входы предварительной установки сумматоров и управл ю1ций вход первого регистра соединены с выходом синхронизатора через i счетчик, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  качества (Л регулировани  мощности, в устройство введено двухвходовое многоразр д ое вычитак цее устройство, входы которого поразр дно соединены с соответствующими выходами двух накапливающих сумматоров, выходы - с информационными входами второго регистра, у которого управл ющий вход соединен с выходом счетчика, причем входы кома паратора поразр дно соединены с выхосо дами второго регистра и шинами устасо новки интервала регулировани .

Description

1 Изобретение относитс  к устройст вам импульсного регулировани  мощности переменного тока и предназначено дл  использовани  в качестве импульсного регул тора электрической мощности в электрических установках , подключенных к сети переменного тока, в том числе дл  испол зовани  в качестве импульсного регу л тора электрической мощности в эле тротермических установках, подключе . ных к сети переменного тока. Известны устройства импульсного регулировани  мощности в цеп х переменного тока, регулирующие мощность изменением числа подключений нагрузки к сети со временем каждого подключени , равным целому числу периодов питающего напр жени  в течение посто нного интервала времени называемого интервалом импульсного per улир ов ани . Известно устройство дл  цифрового регулировани  мощности, содержащее . синхронизатор, своим входом св занный с питающей сетью, а выходом - с входом кодового распределител , схе мы И и схему ИЛИ, выход которой чере ключ соединен с управл ющим электродом управл емого вентил , причем входы схемы ИЛИ соединены с выходами всех схем И, первые входы которых соединены с соответствующими выходам кодового распределител , а вторые входы - с соответствующими выходаьш регистра, на выходы которого подаетс  дискретньй сигнал управлени СП, Однако функциональные возможности этого уст|)ойства невелики в св зи с тем, что использование двоичных распределител  и регистра в сочетании со схемами И приводит к ограничению диапазона изменени  основных параметров устройства - длительности интервала регулировани  и дискретности регулировани  мощности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство импульсного регулировани  мощности переменного тока, содержащее синхронизатор, своими входами св занный с питающей сетью, выходом - с первым входом схемы совпадени  , выход которой через ключ св зан с управл ющим электродом вентил , последовательно с нагрузкой Соединенного с сетью, многоразр дный двухвходовой компаратор, выход которого соединен с вторьм входом рхем 932 coвпkдeни , первый регистр, информационные входы которого соединены с шинами установки сигнала управлени , два накапливающих сумматора,первый из которых своими информационными входами поразр дно соединен с в.ыхотт ми первого регистра, тактовым входом - с выходом синхронизатора, а второй накапливающий сумматор своими информационными входами поразр дно соединен с пшнами установки интервала регулировани , а тактовым входом - с выходом схемы совпадени , причем входы предварительной установки сумматоров и управл ющий вход регистра соединены с выходом синхронизатора через счетчик . . Известное устройство имеет широкий диапазон изменени  основных параметров устройства - длительности интервала регулировани  и дискретности регулировани  мощности, однако оно не обеспечивает минимально возможный уровень колебаний регулируемого параметра ( температуры в электротермической установке ) во всем диапазоне изменени  управл ющего сигнала, что влечет за собой ухудшение качества регулировани  температуры, особенно заметное при регулировании температуры в объектах с малой инерционностью, т.е. в случае, когда посто нна  времени / объекта соизмерима с длительностью интервала регулировани . Цель изобретени  - повьппение качества регулировани  мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство импульсного регулировани  мощности переменного-тока, содержащее синхронизатор своими входами св занный с питающей сетью, выходом - с первым входом схемы совпадени , выход которой через ключ св зан с управл ющим электродом вентил , последовательно с нагрузкой соединенного с сетью, многоразр дный двухвходовой компаратор, выход которого соединен с вторым входом Схемы совпадени , первый регистр, информационные входы которого соединены с шинами установки сигнала управлени , два накапливающих сумматора, первый из которых своими информационньп4и входами поразр дно соединен с выходами первого регистра, тактовым входом - с выходом синхронизатора, а второй накапливающий сумматор своими инфop faциoнными входами поразр дно соединен с шинами установки интервала регулировани , тактовым входом - с выходом схемы совпадени , причем входы предварительной устано ки сумматоров и управл ющий вход первого регистра соединены с выходом синхронизатора через счетчик, введе но двухвходовое многоразр дное вычитающее устройство, входы которого поразр дно соединены с соответствую щими выходами двух накапливающих сумматоров, выходы - с информационными входами второго регистра, у которого управл ющий вход соединен с выходом счетчика, причем входы компаратора поразр дно соединены с выходами второго регистра и шинами установки интервала регулировани  . На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого устройства регулировани  мощности. Устройство импульсного регулировани  мощности переменного тока содержит синхронизатор 1, своими входами св занный с питающей сетью выходом - с первым входом схемы 3 совпадени , выход которой через ключ 4 св зан с управл ющим электродом вентил  5, последовательно с нагрузкой 6 соединенного с сетью 2, многоразр дный двухвходовой компаратор 7, выход которого соединен е вторым входом схемы 3 совпадени , первый регистр 8, информационные входы которого соединены с шинами 9 установки сигнала управлени , два накапливающих сумматора 10 и 11, первый из которых сумматор 10 своим информационными входами поразр дно соединен с выходами первого регистр 8, тактовым входом - с выходом синхронизатора 1, а второй накапливаю ф1й сумматор 11 своими информационными входами поразр дно соединен с шнами 12 установки интервала регулировани , тактовым входом - с . выходом схемы 3 совпадени , счетчик 13, вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, а выход.с входами предварительной установки накапливающих сумматоров 10 и 11 и управл ющим входом первого регистра двухвходовое многоразр дное вычитаю щее устройство 14, входы которого поразр дно соединены с соответствую 1ЦИМИ выходами двух накапливающих су маторов 10 и 11, выходы - с информа ЛД1ОННЫМИ входами второго регистра 1 управл ющий вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, причем входы компаратора 7 поразр дно соединены с выходами второго регистра 15 и щйнами 12 установки интервала . регулировани . Синхронизатор 1 представл ет собой формирователь импульсов в момент перехода сетевого напр жени  через нуль.: Кпюч 4 представл ет робой схему управлени  тиристорным вентилем. Компаратор 7 дл  62 представл ет 2k-paзp дный двоичный сумматор, на первые входы которого ,  вл ющиес  пр мыми, подаетс  двоичный код числа с выхода регистра 15, а на вторые входы,  вл ющиес  инверсными - двоичный код числа М, T.ei относительной длины интервала регулировани  в тактах. Выход переноса сумматора старшего разр да  вл етс  выходом компаратора 7. Регистр 8 представл ет собой k-разр дньй триггерный регистр с возможностью параллельной записи информации в каждый разр д по сигналу на управл ющем входе. Счетчик 13 представл ет собой делитель частоты с измен емым коэффициентом . Вычитающее устройство 14 представл ет собой 2 k -разр дный двоичный сумматор, состо щий из 2k одноразр дных двоичных сумматоров, на пр мые входы которых подаетс  двоичный код числа с выхода накапливающего сумматора 10, на инверсные входы двоичный код числа с выхода сумма- тора 11. Выходы суммы каждого одноразр дного двоичного сумматора  вл ютс  выходами вычитающего устройства 14. . Устройство импульсного регулировани  мощности работает следующим образом. При по влении питани  на шинах сети 2 синхронизатор 1 на своем выходе генерирует тактовые импульсы, совпадакицие с моментами перехода через нуль напр жени  сети. Счетчик 13 формирует интервал импульсного регулировани , состо щий из М тактов делени  частоты импульсов с выхода синхронизатора на М. Каждый импульс с выхода счетчика 13 соответствует началу очередного интервала импульсного регулировани  Т,.

Каждый импульс с выхода синхронизатора 1 соответствует началу такта.

В исходном состо нии, т.е., по прходу очередного импульса U, сумматор 11 обнуливаетс , в регистр 8 записываетс  значение кода N управл ющего воздействи , представл ющего собой сигнал в двоичном коде, которое затем переписываетс  в сумматор 10 импульсом по его тактовому входу, предварительно обнуленный этим же импульсом Ц по входу предварительной установки сумматора, а на шинах 12 установлено число Mi Во вем диапазоне регулировани  N и М.

На каждом из М тактов интервала регулировани  в устройстве импульсного регулировани  мощности выполн ютс  следующие операции.

В накапливающем сумматоре 10 производитс  вычисление значени  Aj N п, где п 1,2,...,М - номер такта с начала интервала регулировани . Вычисление Ар производит с  п-кратным суммированием числа N в накапливающем сумматоре 10. В выч тающем устройстве 14 осуществл етс  А,-Е вычисление Z где Bh - зна чение выходного кода накапливающего сумматора 11. В регистре 15 производитс  операци  удвоени  Z что осуществл етс  сдвигом кода Z , на один разр д в сторону старших разр  дов и записи в младщий разр д нул . В накапливающем сумматоре 11 осуществл етс  вычисление значени  В М.п1,где m - количество импуль сов, поступивщих на тактовых вход накапливающего сумматора 11 за п тактов. В компараторе 7 производитс  вычисление значени  функции F. в соот Если на п-ом такте F 1, то син хроимпульс этого такта, поступающий на первый вход схемы 3 совпадени  , открытой по второму входу сигналом F 1, поступает на вход ключа 4, включа  вентиль 5 и, следовательно , нагрузку в сеть на врем , равное TC- Одновременно импульс с выхода схемы 3 совпадени  поступает на тактовый вход накапливающего

сумматора 11, в котором при этом начисл етс  знэ-чение В М.п. При Ff, О синхроимпульс не пропускаетс  схемой совпадени  и нагрузка на этом такте не подключаетс  к сети.

Таким образом, в исходном состо нии по приходу импульса начала интервала и одновременно с ним первого синхроимпульса А N; В; 0; Z N. При 2Z М происходит включение нагрузки на первом такте и однократное () суммирование М в сумматоре 11. В определ етс  выражением

Bf, + М, при F 1,

В

.

при

п

На следующем такте по приходу второго синхроимпульса ()

2N , при F 1 В, 2 2 2 В , при FI О, /1 Значение F . 2 определ етс  аналогично первому такту. На третьем такте по приходу третьего синхроимпульса () Aj 3N, , К, и т.д. Следовательно, можно определить значение Fj, при п 1 - М и распределение тактов с коммутацией нагрузки к сети в течение интервала импульсного регулировани . Например, при М 5, N 2 устройство работает следующим образом. По приходу очередного импульса и,з начала интервала Тр и одновременно с ним первого тактового импульса и , накапливающий сз мматор 11 обнул етс , в регистр 8 записываетс  число N, а в накапливающий сумматор 10 - число А N1. На выходе вычитающего устройства 14 имеетс  число Z. А,-В , 2 так как В-, О, На выходе регистра 15 находитс  число 2Z 4, Выходной сигнал компаратора F О, так как . В2 0. На втором такте А2 2N 4j г2 А.-В2 4v 2Z. 8{ F2 Г, так как 22-2 8 , В 5. На третьем такте А Ag-Bj 6-5 1; 2Z5 2« Fj О, так как 2Zj 2 . На четвертом такте А 4-N 8; 4 22- 4 1 так как 2Z , 85 Ю. На п том такте AJ 5N 10; Z А 5-85. О, , , так как 2Zc О . 1 3 Таким образом, устройство формирует двоичную последовательность F FI,, F, FJ,...,F.,...,FJ, где FI принимает значение 1 или О в зависимости от величины N и М. Дл  и на одном интервале регулировани  эта последовательность имеет вид F 0,1,0,1,0.

г

/V

eж

v yv

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО * РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее синхронизатор, своими входами связанный с питающей сетью, выходом - с первым вхо-. дом схемы совпадения, выход которой через ключ связан с управляющим электродом вентиля, последовательно с нагрузкой соединенного с сетью, многоразрядный двухвходовой компаратор, выход которого Соединен с вторым входом схемы совпадения, первый регистр, информационные входы которого соединены с шинами установки сигнала управления, два накапливающих сумматора, первый из которых своими информационными входами поразрядно соединен с выходами первого регистра, тактовым входом - с выходом синхронизатора, а второй накапливающий сумматор своими информационными входами поразрядно соединен с шинами установки интервала регулирования,тактовым входом - с выходом схемы совпадения, причем входы предварительной установки сумматоров и управляющий вход первого регистра соединены с выходом синхронизатора через _е счетчик, отличающееся © тем, что, с целью повышения качества регулирования мощности, в устройство введено двухвходовое многоразрядное вычитающее устройство, входы которого поразрядно соединены с соответствующими выходами двух накапливающих сумматоров, выходы - с информационными входами второго регистра, у которого управляющий вход соединен с выходом счетчика, причем входы компаратора поразрядно соединены с выходами второго регистра и шинами установки интервала регулирования.