Способ управления широтно-импульспьш регулятором переменного напряжения

Способ управления широтно-импульспьш регулятором переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 425173

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.12,69 (21) 1382527/24-7 (51) М. Кл. G 05f 3/00

Н 02р 13/16 с присоединением заявки ¹ 1381160/24-7

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 25.04,74. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 04.10 (53) УДК 621.316.722 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. В. Гельман и С. П. Лохов (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского Комсомола (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ

РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Способ управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения относится к области электротехники, а именно к области автоматического регулирования устройствами при помощи электрических импульсов, и может быть использован для регулирования напряжения, например, малоинерционных нагревательных установок, Известен способ управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения с интервалами включенного и выключенного состояния нагрузки, кратными целому числу периодов напряжения сети с переменным периодом импульсного регулирования.

Однако при осуществлении такого способа гозникает противоречие между качеством регулирования выходного напряжения, характеризуемым величиной колебаний регулируемой величины нагрузки, и дискретностью регулировочной характеристики регулятора, т. е. скачкообразным изменением среднего (эффективного) напряжения за период повторяемости при плавном изменении задающего воздействия регулятора.

Цель изобретения — повышение качества регулирования выходного напряжения и уменьшение дискретности регулировочной характеристики регулятора.

Это достигается тем, что на интервале импульсного регулирования нагрузку подключают к сети несколько раз, а период повторяемости напряжения на нагрузке для заданной скважности регулирования устанавливают равным произведению периода питающего напряжения сети па знаменатель дроби, которая выражает с допустимой точностью заданную скважность напряжения на нагрузке.

10 На фиг. 1 изображена схема широтно-импульсного регулятора для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие предлагаемьш способ управления широтно-импульсным регулятором и

15 его работу при скважносли регулирования у=4/9.

Схема управления, реализующая предлагаемый способ, состоит (c». фиг. 1) из прямого частотно-импульсного преобразователя 1 по20 стоянного напряжения в частоту следования импульсов, подключенного к его выходу элемента памяти 2, генератора импульсов 3, син«ронизированных с сетью, элемента совпадения 4, подключенного к выходам элемента

25 памяти 2 и генератора импульсов 3, выполняющего одновременно функцию сброса памяти элемента 2 и функцию формирования управляющих импульсов для тиристорного ключа переменного тока. При интервалах вклю30 ченного и выключенного состояний нагрузки, 425173

15 (2) 1 2 4 (3) 45

65 кратных целому числу периодов напряжения сети, тиристорный ключ может быгь выполнен ь виде встречно включенных тиристоров 5, б с кольцевой схемой управления тиристором б с помощью насыщающегося трансформатора тока 7.

Преобразователь 1 (см. фиг, 1) выполнен в виде релаксационного генератора на динисторе 8 с последовательно включенным трансформатором 9, которые зашунтированы конденсатором 10 и подключены к управляемому генератору тока на транзисторе 11. Между базой и эмиттером транзистора 11 включена цепочка из диода 12 и вторичной обмотки трансформатора 9, прерывающая ток генератора тока. Третья обмотка трансформатора 9 подключена ко входу транзистора 13 элемента памяти. В цепи эмиттера транзистора 13 включен конденсатор 14, параллельно цепи подключен через первичную обмотку выходного трансформатора 15 транзистор 1б. На его переход база — эмиттер подключена через диод 17 вторичная обмотка пик-трансформатора 18, питающегося от сети (на фиг. 2а показано напряжение сети) через линейный дроссель 19. Вторичная обмотка выходного трансформатора 15 подключена ко входу тиристора 5.

При подаче на вход преобразователя 1 постоянного задающего напряжения на его выходе появляются импульсы (см. фиг. 2б), частота которых может плавно изменяться этим напряжением. При поступлении импульса с преобразователя 1 на элемент памяти 2 на выходе последнего появляется сигнал (см. фиг. 2в), который поступает на один из входов элемента совпадений 4 и сохраняется до момента срабатывания этого элемента. Импульсы генератора 3, поступающие на другой вход элемента совпадений 4, синхронизированы, например, с моментами перехода через нуль напряжения сети и непрерывно следуют (см. фиг. 2г) через интервалы времени Тпып, совпадающие по времени со временем минимально возможной посылки энергии нагрузке (импульсом), т. е. с периодом или полупериодом напряжения сети. При наличии сигналов на обоих входах элемент совпадений срабатывает, при этом íà его выходе появляется импульс (см. фиг. 2д) и одновременно происходит сброс элемента памяти (см. фиг.2в). Выходной импульс элемента совпадений непосредственно или через промежуточный формирователь включает тиристорный ключ, который пропускает один импульс напряжения (тока) нагрузки (см, фиг. 2е). Таким образом, схема (см. фиг. 1) обеспечивает пропуск одного ближайшего по времени импульса напряжения нагрузки (см. фиг. 2е) на каждый импульс (см. фиг. 2б) прямого частотноимпульсного преобразователя 1 постоянного напряжения в частоту (см. фиг. 1). На фиг. 2ж показаны колебания регулируемой величины нагрузки.

Прп предлагаемом способе управления импульсы напряжения нагрузки получаются возможно более равномерно распределенными в течение периода повторяемости напряжения на нагрузке Т„, что значительно снижает величину колебаний регулируемой величины, например температуры, а сам период повторяемости изменяется при изменении глубины регулирования. Глубина импульсного регулирования характеризуется скважностью у

1 1 r

ТП П где т и и целые числа. II — и7 ЕКПз  — HMG

Здесь 4 — время включенного состояния нагрузки за период Т,. Поскольку скважность регулирования выражается дробью в виде отношения целых чисел (1), то уменьшение дискретности регулировочной характеристики достигается изменением и периода повторяемости, т. е. числа и, и времени включенного состояния за этот период, т. е. числа т так, чтобы обеспечить требуемую точность приближения дробью (1) заданной скважности регулирования у„д. При достаточно точном приближении у„д за Т„промежуточные значения скважности у, за конечные промежутки времени Т,, Т„менее точно приближают узад.

При предлагаемом способе любое из этих приближений получается предельно возможным. Так любому значению уздд, которое может быть выражено как рациональным, так и иррациональным числом, соответствует ряд так называемых подходящих дробей, являющихся последовательными наилучшими прибли кениями величины у„д дробями с возрастающими значениями знаменателей. Так для у=4/9

Из диаграмм (см. фиг. 2) видно, что за время, равное произведению времени импульса на знаменатель соответствующей дроби (3) Т;=2, 7, 9 Тпып, скважность регулирования пробегает ряд дробей (3) предельно возможного приближения к у3яд за соответствующие промежутки времени. Получаемый период повторяемости Т„также получается оптимальным.

При предлагаемом способе регулирования потребление энергии нагрузки получается предельно равномерным для широтно-импульсного регулирования переменного напряжения, соответственно качество регулирования напряжения нагрузки получается предельно высоким. При широтно-импульсном регулировании с полупериодными импульсами величина колебаний регулируемой величины получается меньше, чем при регулировании с периодными импульсами, 425173 с

,7Z f д

f" !;

Сосгавитедь 8. Круглов

Текред Л. Богданова

Корректоры; Е. Давыд, кина и О. Данишева

Редактор T. Загребельная

За.с(:! 2666 17 Изд. М 767 Тира)к 760 Поди:(с(и>е

111111ИГ111 Госуд.рствеииого комитет;! Совета М!п (сгров СССР

;(о дела?н изобрстеш(и и открытий. 1осква, )K-35, Рг,.шскаи иаб.,;.. 4 5

Типографии, пр. Сапунова, 2

Предмет изобретения

1, Способ управления ?ннр;).пно-имнyл»сным регулятором переменного !?анря)кен)!я с интервалами вкл!оченного и выключенного состояния нагрузки, кратными целому числу периодов напри)кения сети с переменным периодом импульсного рсгулирования, отличающи и с я тем, ?то, с целью новьпнсния качества регулирования выкодного нянря)кения, на интервале импульсного рсгулирования нагрузку подкл?очя?от к сети несколько раз.

2. С??особ ПО 1?. 1, () T, 1 11 i! Il 10 II!!! 1! 0 H т 0)l. ! О. 0 ?Рс l Ио М СНЬН?С!!l!H ДИСКРСтll0("rп РСГУ l! PОВОч1:Ul! x!? P 11 к I С1) н"! ?к! 1)(. Гx .? H ГОРЯ, н(РНОД ??онтОРЯС)?ОС Гl! НЯНРH)КОПИЯ НЯ НЯГP)i)3ICC

5 для зядяннОЙ сквяжности ус?.яняВлиВяlог ряВным нр(низведению периода питающего назнямснатель jlp06H, рая выра)кает с допустимой точностью заданну?о сквяжность папря)кения на нагрузке.

Тр 11р?.оритст но и. 2 исчислять с 04.!2.69