Устройство для импульсного регулирования мощности в @ - фазной сети без нейтрали и схема управления вентилями устройства для импульсного регулирования мощности в @ - фазной сети без нейтрали

Устройство для импульсного регулирования мощности в @ - фазной сети без нейтрали и схема управления вентилями устройства для импульсного регулирования мощности в @ - фазной сети без нейтрали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Устройство для импульсного регулирования мощности вm-фазной сети без нейтрали, содержащее управляемые вентили в каждой фазе, синхронизатор , у которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход с зходом счетчика, схему управления вентилями, у которой синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход - к выходу счетчика, управляющие выходы - к управляющим электродам вентилей, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерной загрузки фазт -фазной сети без нейтрали при работе наМл -фазных нагрузок, в устройство введены преобразователь кодов, дополнительно (N-1) групп управляемых вентилей для N-1 нагрузок и (М-1) схем управления вентилями, у которых тактовые входы подключены к выходу счетчика, синхронизирующие входы - к синхронизирующим выходам синхронизатора, управляющие выходы - к управляющим электродам соответствующих вентилей, причем тактовые и синхронизирующие входы всех схем управления вентилями подключены к входам преобразователя кодов , выходы которого группами по т подключены к управляющимвходам схем управления вентилями. 2. Схема управления вентилями устройства для импульсного регулирог вания мощности fn-фазной сети без нейтрали, содержащая формирователь импульсов, тактовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, а выход является тактовым выходом схемы управления вентилями, гп -многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими взводами схемы управления вентилями, шифратор, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы ; являются управляющими выходами схемы | управления вентилями, триггер, пря- i мой выход которого соединен с вторым входами схем совпадения, счетчик, выход которого является синхронизирующим выходом схемы управления вентилями , и логический элемент ИЛИ, причем первый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика , подключенного через элемент 1ШИ к выходам всех схем совпадений, о тличающа:яся тем, что, с целью обеспечения равномерной загрузг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (21) 3534491/24-07 (22) 10.01.83 (46) 23.10.84. Бюл. И 39 (72) Н.А. Оболенцев и В.А. Скаржепа (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.314 ° 2(088.8) (56) 1. Instruments and control

systems, 1969 г, Ф 12, с. 7 1-72.

2. Авторское свидетельство СССР

У 873353, кл. G 05 F 1/66, 1980.

3.. Авторское свидетельство СССР

И 596930, кл. G 05 F 1/66, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУ.

ЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ВФ -ФАЗНОИ СЕТИ

БЕЗ НЕЙТРАЛИ Я СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯМИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ В п1-ФАЗНОИ

СЕТИ БЕЗ НЕЙТРАЛИ. (57) 1.. Устройство для импульсного регулирования мощности ва -фазной сети без нейтрали, содержащее управляемые вентили в каждой фазе, синхронизатор, у которого входы соедине" ны с питающей сетью, тактовый выход— с входом счетчика, схему управления вентилями, у которой синхронизирую- щие входы подключены к синхронизируюР щим выходам синхронизатора, тактовый вход — к выходу счетчика, управляющие выходы — к управляющим электродам вентилей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения равномерной загрузки фазгп -фазной сети без нейтрали при работе наФП1 -фазных нагрузок, в устройство введены преобразователь кодов, дополнительно (М-1) групп управляемых вентилей для ш H 0 M 5/22; G 05 F 1/66

N --1 нагрузок и (Н-1) схем управления вентилями, у которых тактовые входы подключены к выходу счетчика, синхронизирующие входы — к синхронизирующим выходам синхронизатора, управляющие выходы — к управляющим электродам соответствующих вентилей, причем тактовые и синхронизирующие входы всех схем управления вентилями подключены к входам преобразователя кодов, выходы которого группами no real подключены к управляющим входам схем управления вентилями.

2. Схема управления вентилями устройства для импульсного регулироа вания мощности In-фазной сети без g нейтрали, содержащая формирователь импульсов, тактовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, а выход является тактовым выходом схемы управления Я вентилями, m --многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими вХодами схемы управления вентилями, шифратор, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы являются управляющими выходами схемы управления вентилями, триггер, прямой выход которого соединен с вторым входами схем совпадения, счетчик, выход которого является синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент ИЛИ, причем первый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика, подключенного через элемент ИЛИ к выходам всех схем совпадений, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения равномерной эагруэ1120467 киЩ-фазной сети без нейтрали при работе наЦ, -фазных нагрузках, в схему дополнительно введен % -разрядный регистр, у которого информационные входы являются управляющими входами

2 нейтрали, подключение нагрузок к тем или иным фазам сети происходит без взаимного учета фазности подключения каждой нагрузки.

Наиболее близким по технической . сущности к предполагаемому изобрете, нию является устройство для импульсного регулирования мощности в1п-фазйой сети без нейтрали,содержащее управляемые вентили, синхронизатор, у которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход — с входом счетчика, схему управления вентилями, у которых синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход — к выходу счетчика, УПравляющие выходы— к управляющим электродам вентилей (3).

Недостатком известного устройства является то, что равномерная загруз,ка фаз сети осуществляется только при управлении мощностью одной 9-фазной нагрузки. При управлении мощностью 3 rn — фазных нагрузок подключение каждой нагрузки к фазам питающей сети будет происходить без учета того, сколько нагрузок и к каким фазам сети подключались на предыдущих тактах и подключаются на текущем такте, что в случае П1 -фазной сети без нейтрали на текущем такте, что в случае el-фазной сети беэ нейтрали приводит как к возникновению несимметричных режимов работы, так и к импульс35 ным перегрузкам сети, которые ухудшают качество использования питающего напряжения и отрицательно влияют на подключенное к сети электрооборудование.

40 Известна схема управления вентилями устройства для цифрового регулирования мощности, представляющая формирователь импульсов управления,: тактовый вход которого является так45 товым входом схемы управления вентиФ

Изобретение относится к области регулирования электрических величин и предназначено для дискретного регулирования мощности многоканальных электротермических установок с омическим нагревом, подключенных кафазной сети без нейтрали.

Известны устройства для импульсного регулирования мощности переменного тока, регулирующие мощность изменением числа подключений нагрузки к сети со временем каждого подключения, кратным целому числу полупериодов питающего напряжения, в течение постоянного интервала времени, называемого интервалом импульсного управления.

Известно устройство для цифрового регулирования мощности, содержащее синхронизатор, своими входами связанный с питающей сетью, и схему управления вентилями, тактовый вход которой соединен с тактовым выходом синхронизатора, а тактовый выход, являющийся в то же время .управляющим выходом схемы управления вентилями, подключается к управляющим электродам вентилей через блоки импульсных усилителей (1) .

Известно устройство для импульсного регулирования мощности, содержащее управляемые вентили, синхронизатор, у которого входы связаны с питающей сетью, тактовый выход — со входом счетчика, и схему управления вентилями, у которой синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход — к выходу счетчика, управляющие выходы к управляющим электродам вентилей I 2j .

При использовании указанных устройств для управления электрической мощностью нескольких нагрузок, питающихся от обпейЩ -фазной сети без схемы управления вентилями, выходы подключены к третьим входам схемы совпадения, а управляющий вход соединен с тактовым входом схемы управления вентилями. з 11204 лями, включающий в себя распределитель,,вход которого является тактовым входом формирователя, многораз рядную схему совпадения и схему ИЛИ, выход которой является одновременно

5 выходом формирователя и тактовым и управляющим выходами схемы управления вентилями, причем входы схемы

ИЛИ соединены с выходом многоразрядной схемы совпадения и тактовым вхо дом формирователя, первые входы многоразрядной схемы совпадения поразрядно соединены с соответствующими выходами. распределителя, а вторые входы - с соответствующими выходами регистра, на входы которого подается сигнал управления j1).

Известна схема управления вентилями. устройства для импульсного регу лирования мощности, содержащая формирователь импульсов управления, так20 товый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, включающий в себя два накапливающих сумматора, своими выходами поразрядно соединенные с первыми и вторыми входами компаратора, регистр, входы которого соединены с шинами сигнала управления, вьмоды — с информационными входами первого сумматора, и логический элемент И, первый вход которого соединен с тактовым входом формирователя, второй вход — с выходом компаратора, à вьмод, являющийся выходом формирователя, подключен к управляющему входу второго сумматора, З5 причем управляющие входы регистра и первого сумматора подключены к тактовому входу формирователя, информационные входы второго сумматора — к шинам установки интервала регулирования, 40 а выход формирователя является одновременно тактовым и управляющим выходом схемы управления вентилями (2) .

Однако при использовании таких схем управления вентилями при регу- 45 лировании мощности вщ-фазных нагрузках, подключенных к m-фазной сети без нейтрали, не обеспечивается равномерная загрузка фаз сети.

Наиболее близкой к предлагаемому 50 изобретению является схема управления вентилями, используемая в устройстве импульсного регулирования мощности в щ-фазной сети без нейтрали, содержащая формирователь импульсов, 55 тактовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, а выход — тактовым выходом схе67 4 мы управления вентилями,Ф -многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими входами схемы управления вентилями, шифратОр, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы являются управляющими выходами схемы управления вентилями, триггер, прямой выход которого соединен со вторыми входами схем совпадения, счетчик, выход которого является синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент

ИЛИ, причем первый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика, подключенного через элемент ИЛИ к выходам всех схем совпа дения f3) .

При использовании такой схемы управления вентилями равномерная загрузка фаз сети возможна только для каждой N-фазной нагрузки в отдельности. В целом же при управлении мощностью в YO-фазных нагрузках подключение каждой нагрузки к фазам сети происходит без взаимного учета фазности подключения остальных нагрузок, что приводит к несимметричным режимам .и импульсным перегрузкам сети.

Целью изобретения является обеспечение равномерной загрузки фаз 1т -фазной сети без нейтрали при работе на

Ь-фазных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для импульсного регулирования мощности ьЖ-фазной сети без нейтрали, содержащее управляемые вентили в каждой фазе, синхронизатор, у которого входы соединены с питающей сетью, тактовый выход— с входом счетчика, схему управления вентилями, у которой синхронизирующие входы подключены к синхронизирующим выходам синхронизатора, тактовый вход — к выходу счетчика, управляющие выходы — к управляющим электродам вентилей, введены преобразователь кодов, дополнительно (И-1} групп управляемых вентилей для Я -1 нагрузок и (К-1) схем управления вентилями, у которых тактовые входы подключены к выходу счетчика, синхронизирующие входы — к синхронизирующим выходам синхронизатора, управляющие выходы — к управляющим электродам соответствующих вентилей, причем тактовые и синхронизирующие входы

1120467 всех схем управления вентилями подключены к входам преобразователя кодов, выходы которого группами по

1в подключены к управляющим входам схем управления вентилями. 5

При этом в каждую схему управления вентилями устройства для импульс" ного регулирования мощности N-фазной .сети без нейтрали, содержащую фор-. мирователь импульсов, тактовый вход которого является тактовым входом схемы управления вентилями, а выход является тактовым выходом схемы управления вентилями, % -многовходовых логических схем совпадения, первые входы которых являются синхронизирую. щимн входами схемы управления вентилями, шифратор, входы которого соединены с выходами схем совпадения, а выходы являются управляющими выходами схемы управления вентилями, триггер, прямой выход которого соединен с вторыми входами схем совпадения, счетчик, выход которого являет;ся синхронизирующим выходом схемы управления вентилями, и логический элемент ИЛИ, причем первыи вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а второй соединен с выходом счетчика, подключенного через элемент 30

ИЛИ к выходам всех схем совпадений, дополнительно введенВ -разрядный регистр, у которого информационные входы являются управляющими входами схемы управления вентилями, выходы под- 35 ключены к третьим входам схемы совпадения, а управляющий вход соединен . с тактовым входом схемы управления вентилями.

На фиг.1 изображена функциональ" 40 ная схема устройства для импульсного регулирования мощности a N-фазной сети без нейтрали для случая трехфазной сети {в=3), на фиг.2 — то же, схемы управления вентилями для случая. трех- д фазной сети (я=3).

Устройство для импульсного регу лирования мощности в трехфазной (м=3) сети без нейтрали (фиг.1) содержит

50 синхронизатор 1, своими входами соединенный с шинами сети 2, тактовым выходом — с входом счетчика 3 схемы управления вентилями 4. 1, 4.2,...,4.о группы управляемых вентилей 5.1,5.2, ...,5.h, посредством которой каждая трехфазная нагрузка 6.1,6.2,...,6.П подключена к сети 2, и преобразователь 7 кодов.

Схема управления вентилями (фиг.2) содержит формирователь 8 импульсов, у которого тактовый вход является тактовым входом 9 схемы управления вентилями, а выход соединен со входом

"Установка в 1" триггера 10 и является тактовым выходом 11 схемы управления вентилями,tn -разрядный регистр

12, информационные входы которого являются управляющими входами 13. 1-13.3 схем управления вентилями, управляющий вход его подключен к тактовому входу 9 схемы управления вентилями, а выходы — к третьим входам схем

14 — 16 совпадения, первые входы которых являются синхронизирующими входами 17.1-17.3 схемы управления вентилями, вторые входы подключены к прямому выходу триггера 10 и выходы — к входам шифратора 18, выходы которого являются управляющими выходами 19.1-19.3 схемы управления вентилями

Кроме того, вход счетчика 20 соединен через схему ИЛИ 21 с выходами схем 14 — 16 совпадения, а выход, который является синхронизирующим выходом 22 схемы управления вентилями, подключен ко входу "Установка в 0" триггера 10. Шифратор 18 содержит схемы ИЛИ 23 — 25, входы которых соединены с его входами, причем с первым входом шифратора 18 соединены входы схем 23 и 25, а к информационньа

I входам формирователя 8 подключены шины 26 управления формирователем.

Кроме того, тактовые входы 9 схем управления вентилями подключены к выходу счетчика 3, синхронизирующие входы 17 — к синхронизирующим выходам формирователя 1, тактовые выходы 11 и синхронизирующие выходы 22 — к входам преобразователя 7 кодов, выходы которого группами по три подключены к управляющим входам 13 схем управления вентилями, а управляющие выходы 19 подключены к управляющим электродам соответствующих вентилей.

Работа устройства при трехфазном питании заключается в следующем.

При появлении питания на шинах сети 2 синхронизатор 1 на своих синхронизирующих выходах генерирует импульсы, совпадающие с моментами перехода через нуль напряжений 0, 0вс и Uq сети, которые поступают на синхронизирующие входы схем управления вентилями. Импульсы с тактово46.7

7 1120 го выхода синхронизатора 1 поступают на вход счетчика 3, с выхода которого импульсы, образованные делением частоты импульсов на целое число, равное коэффициенту деления счетчика 5

3, поступают на тактовые входы 9 схем управления вентилями 4.1,...,4.11 и соответственно на вход формирователя 8 каждой схемы управления вентилями. 1О

Формирователь 8 на своем выходе в течение интервала импульсного управления формирует тактовые импульсы управления, число которых определяется кодом на шине 26 формирователя 8.

Каждым тактовым импульсом на выходе формирователя должна подключиться к сети нагрузка на время Тп, кратное длительности полупериода сетевого напряжения. 20

Тактовые импульсы управления с выхода формирователя 8 поступают на вход "Установка в 1" триггера 10, переключая его в единичное состояние.

При этом сигнал прямого выхода триггера 10 поступает на вторые входы, схем 14-16 совпадения, снимая запрет их включения.. На первые входы схем

14 — 16 .совпадения поступают импульсы, соответствующие моментам перехо- 30 да через нуль напряжений фаз сети 2 с синхронизирующих выходов синхронизатора 1. Для включения любОЙ из схем 14 - 16 необходимо совпадение во времени сигналов на всех ее выхо- З5 дах, по каждому тактовому импульсу с выхода формирователя 8 может включиться только одна из схем 14 — 16, что определяется сигналами с выхоцов т . регистра 12, поступающими на третьи 40 входы схем 14 — 16. Сигнал "Логичес- кая 1", обуславливающий включение одной из схем 14 — 16, может быть только на одном из выходов регистра

12, что определяется преобразователем кода 7. При включении любой из схем

14 - 16 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с моментами перехода через нуль напряжений соответствующих фаз сети. Так, при включении схемы 14 на ее выходе появляются импульсы, синхронные с напряжением

0 В сети, на выходе схемы 15 при ее включении — импульсы, синхронные с напряжением 0В, а на выходе схемы

16 — импульсы, синхронные с напряже5$ ием IJ ся

Количество импульсов в течение интервала между двумя тактовыми импульсами управления Определяется длительностью включенного состояния триггера 1О, которая в свою очередь, определяется основанием счета счетчика 20, на вход которого через схему ИЛИ 21 поступают импульсы с выходов схем 14 — 16. Счетчик 20 подсчитывает число импульсов на выходах этих схем в соответствии с основанием

его счета, после чего в момент окончания последнего импульса счета выдает сигнал на установку в "0" триггера 10, запирая схемы 14 — 16 и ограничивая число импульсов, пропускаемых в течение интервала Т, т.е. длительность единичного импульса мощности в нагрузке. В рассматриваемом случае основание счетчика 20 равно двум, что соответствует единичному импульсу мощности длительностью в два полупериода сетевого напряжения, т.е. Т, = Тс.

Импульсы с выходов схем 14 - 16 поступают на входы шифратора 18, а с его выходов, которые являются управляющими выходами схемы управления вентилями, подаются на управляющие .электроды соответствующих вентилей.

Каждый импульс, поступающий на один из входов шифратора, поступает на входы двух из трех схем ИЛИ, имеющиеся в шифраторе, включая в течение полунериода сетевого напряжения два вентиля из трех. Например, импульсы на выходе схемы 14, совпадающие с моментами перехода через нуль напряжения Ug сети, поступают на входы схем 23 и 24, включая затем вентили 27.1 и 27.2 (фиг.1) и подключая части 28.1 и 28.2 нагрузки 6. 1 к фазам

А и.В сети в течение одного полупериода сети каждый. Импульсы на выходе схемы 15, синхронизированные с напряжением U> сети, одновременно поступают на входы схем 24 и 25, подключая вентилями 27.2 и 27.3 части 28.2 и

28.3 нагрузки 6.1 к фазам В и С сети, а импульсы на выходе схемы 16 подключают аналогично .части 28. 1 и 28.3 нагрузки 6.1 к фазам А и С сети. В рассматриваемом случае длительность подключения Т„ = Т, что соответствует основанию счета счетчика 20, равному двум.

Формирователи 8 каждой схемы управления вентилями формируют тактовые импульсы управления в виде двоич9 11 ного кода, который в последовательном виде поразрядно поступает с выходов формирователей на тактовые выходы схем управления вентилями синхронно с импульсами, поступающими на тактовые входы формирователей с выхода счетчика 3.

С началом очередного такта Т на тактовом выходе каждой схемы управления вентилями присутствует сигнал "Логическая 1" в случае, если необходимо подключать соответствую20467

10 щую нагрузку к сети, либо сигнал

"Логический 0" в случае, если нагру:. ка на этом такте Т к сети не подключается.

С синхронизирующего выхода 22 схемы управления вентилями, которые подключают нагрузку к сети, на соответствующий вход схемы преобразоват ля кодов 7 поступит импульс, фаза которого определяется фазностью подключения нагрузки к сети.

1120467

Составитель Ю. Андреев

Редактор Л. Лосева Техред М.Тепер Корректор И. Максимишинец

Заказ 7757/43

17

1У

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4