Устройство для управления мощностью

Устройство для управления мощностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАИИЕ(748391

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сонзэ Советских

Социалистичесних

Республии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 10.78 (21) 2675657/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 15.07 80. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 17.07.80 (51) М. Кл.

G 05 F 1/64

Государственный комитет.СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. . 722. 1 (088.8) И. Г, Блинов, А. В. Винокуров, В. И. Иванов, А. E. Морозов и Б. С. Мухин (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОШНОСТЬЮ!

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при пс строении аналого-цифровьпс автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Известно устройство для управления мошностью, работа которого основана на периодическом сравнении управляюшего напряжения с выходным напряжением генератора пилообразного напряжения и на отпирании управляемого вентиля, включенtO ного последовательно с источником переменного ; напряжения и нагрузкой на время, в течение которого выходное напряжение генератора пилообразного напря15 жения превышает управляюшее напряжее Е11.

Недостатком известного устройства наряду с большой длительностью рабочего цикла является то, что при неизменном значении управляюшего напряжения значение средней (за период питающего нагрузку напряжения) мошности, рассеиваемой в нагрузке, за время рабочего цикла меняется от максимального значения до нуля.

Эти недостатки при сушествуюшей тенденции к снижению инерционности объектов управления и сокрашению времени проведения многих технологических процессов, например процессов диффузии, сушественно ограничивают область использования известного устройства.

Наиболее близким но технической cyutности к изобретению является устройство для управления мошностью, содержащее нуль-орган, вход которого соединен с клеммой дпя подключения источника переменного напряжения и с входом управляемого вентиля, а выход подключен к первому управляюшему входу управляемого вентиля и к первому входу двоичного вычитаюшего счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствуюшими входами первой группы узла сравнения кодов, а входы второй группы подсоединены к клеммам для подключения источника управляюшего кода, а выход узла сравне3 7483 ния кодов соединен с вторым управляющим входом управляемого вентиля, выходом подключенного к выходной клемме, и генератор переменного напряжения (21 °

Извес ное устройство не обеспечивает линейной зависимости выходного сигнала от управляющего сигнала. Это существенным образом ограничивает область его использования. В частности, известное устройство практически нельзя использовать при посч

10 роении обладающих высокими точностями характеристиками комбинированных инвариантных систем управления, в которых возможна компенсация основных возмущений.

Ыель изобретения - получение линейной

15 зависимости выходного сигнала от управляющего сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок сравнения, источник положительного постоянного нап20 ряжения, источник отрицательного постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, ключ, логическая схема ИЛИ, два конденсатора и резистор, а генератор переменного напряжения выполнен в виде ге25 нератора синусоидального напряжения, причем выход нуль-органа соединен с одним из входов логической схемы ИЛИ и с входом генератора синусоидального напряжения, выход которого через первый конденЗ0 сатор подключен ко входу усилителя постоянного тока, куда также через резистор включен источник отрицательного постоян- . ного напряжения, выход усилителя постоянного тока подключен к одному из входов

35 блока сравнения, а через параллельную цепочку из второго конденсатора и ключако входу указанного усилителя, источник положительного постоянного напряжения подключен к другому входу блока сравне40 ния, выход которого соединен с другим входом логической. схемы ИЛИ, выходом . подсоединенным к управляющему иходу ключа, кроме того, выход блока сравнения соединен со вторым иходом двоичного вы45 читающего счетчика.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для управления мощностью

50 содержит источник 1 переменного напряжения, нуль-орган 2, управляемый вентиль

3, нагрузку 4, подкл:оченную к выходной клемме, .двоичный вычитаюший счетчик 5, узел 6 сравнения кодов, генератор 7 синусоидапьного напряжения, источники 8 и

9 отрицательного и положительного постоянного напряжения, усилитель 10 постоянного тока, блок 11 сравнения, ключ 12, 91 ф конденсаторы 13 и 14, резистор 15, лс гическую схему 16 ИЛИ, Устройство работает следующим образом.

С выхода источника 1 переменного напряжения (диаграмма о на фиг. 2) напряжение IJ (t) = U Я - (ц и T- амплитуда и период напряжения Uл (4) ) поступает на вход управляемого вентиля 3 и на иход нуль-органа 2,. В моменты перехода напряжения 04(t) через нуль-орган 2 он вырабатывает сигналы (диаграмма д на фиг. ф, no Kcvropsm закрывается управляемый вентиль 3, а двоичный вычитаюший счетчик 5 устанавливается в состояние и соответствующее коду 2 -1, где - число двоичных разрядов счетчика 5 (временные диаграммы на фиг. 2 даны для случая и -3). Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 2 синхронизирует генератор 7 синусоидапьного напряжения, который выбирает напряжение Ug (t )=й Si0+ t

4Л с амплитудой А (диаграммы ef на фиг. 2 и, пройдя через схему 16 ИЛИ, замыкает ключ 12, сбрасывая тем самым выходное напряжение усилителя 10 постоянного тока на нуль. С вь хода усилителя 10 постоянного тока после этого снимается напряжение (ключ 12 разомкнут)

E AC„4Xt

0 Ю= О - — Ль щ

3 РЛС, С т/

1 где Eo - напряжение с выхода источника 8 отрицательного постоянного напряжения;

С и С вЂ” емкости конденсаторов

13и 14;

КЛ - сопротивление резистора

15 (диаграмма Ь на фиг. 2), Это напряжение поступает на один вход блока 1 1 сравнения, на другой вход которого поступает напряжение Е4 с выхода источника постоянного положительного напряжения. В момент равенства напряжений 0 (t ) и Е срабатывает блок

1 1 сравнения (диаграмма о на фиг. ф

При этом на счетный вход счетчика 5 поступает первый счетный импульс (и счетчик 5 переходитв состояние, соответh ствуюшее коду 2 -2). Время t, выхода первого импульса определяется из равен- . ства

Е 1„КС„лд — - — sw — =%

ЯЛС С Т Л Л

Одновременно по сигнапу с блока 11 сравнения на короткий промежуток времени замыкается ключ 12. Выходное напря5 7483 жение усилителя 10 постоянного тока скачкообразно уменьшается до нуля за счет разряда конденсатора 13, а после размыкания ключа изменяется во времени по следующему закону:

E 4 ЬС„4т

U (t)=— о з кс с т

Устройство для управления мощностью, содержащее нульорган, вход которого соединен с клеммой для подключения источника переменного напряжения и с входом управляемого вентиля, а выход подключен к первому управляющему входу управляемого вентиля и к первому входу двоичного вычитаюшего счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствуюшими входами первой группы узла сравнения кодов, а входы второй группы подсоединены к клеммам для подключения источника управляюшего кода, а выход узла сравнения кодов соединен с вторым управляющим входом управляемого вентиля, выходом подключенного к выходной клемме, и генератор переменного напряжения, о т л и ч а ю ш е,е с я темл что, с целью расширения области применения путем получения линейной зависимости выходного сигнала от управляюшего сигнала,. в него введены блок сравнения, источник положительного постоянного напряжения, источник отрицательного постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, ключ . логическая схема ИЛИ, два конденсатора и резистор, а генератор переменного напряжения выполнен в виде генератора синусоидального напряжения, причем выход нуль -органа соединен с одним из входов логической схемы ИЛИ и с входом генератора синусоидального напряжения, выход которого через первый конденсатор подключен ко входу усилителя постоянного тока, куда также через резистор включен источник отрицательного постоянного напряжения, выход усилителя постоянного тока подключен к одному из входов блока сравнения, а через параллельную цепочку из второго конденсатора и ключа— ко входу указанного усилителя, источник положительного постоянного напря жения подключен к другому входу блока сравнения, выход которого соединен с другим входом логической схемы ИЛИ, выходом подсоединенным к управляюшему входу ключа, кроме того, выход блока сравне50

55 при t t„

В момент равенства напряжений U (t ) и Ел вновь срабатывает блок 11 сравнения. Счетчик 5 переходит в состояние, сои

4 ответствующее коду 2 -3, а напряжение на выходе усилителя 10 постоянного тока при 4 > t< определяется как 15

Eît АСл 4%

:О (t) — - — л4 — -2.Е

Rc С, «1 Л

Это напряжение вновь сравнивается с напряжением Е и т.д.

Узел 6 сравнения кодов осушествляет и сравнение кода 2 -1- М, соответствуюшего текущему состоянию двоичного вычитаюшего счетчика 6 и входного кода Нв> являющегося управляющим сигналом (N число счетных импульсов, поступивших на счетный выход счетчика 5). В момент равенства етих кодов узел 6 сравнения кодов вырабатывает сигнал (диаграмма С на фиг. ф открывающий управляемый вентиль 3. Переменное напряжение подключается к нагрузке 4 с сопротивлением P (форма напряжения на нагрузке показана на диаграммеэ)с фиг, 2).

Время „ выхода N -го с ютного импульса переводяшего счетчик в состояние„ э ь соответствующее коду 2 -1- N = N вк (ди-, аграммы даны для N > =2), определяется из равенства 40 о сл 43Ct

Ыо я с

Ъ е а значение средней (за полпериода напряжения Ол (t) ) мошности, выделяемой в нагрузке 4, определяется как (2С л О/4 Ю ту u >()

dt = — -- — + ср-тд R R4 т

4KtN1

+ 4Л о 4К <»

При выполнении соотношений — о. т и — - 2 (2 -л ) — справедливо ра л

Г венство

QH

43 tN Й и

4X T 2(a

91 6 лъ с учетом того, что

Ь) р ср.

Предлагаемое устройство обеспечивайг линейную зависимость выходного сигнала от управляющего сщгнала-кода. Это позволяет использовать его при построении автоматизированных цифровых инвариантных систем управления мощностью и связанными с ней параметрами.

Формула изобретения

7 748391 8 ння соединен со вторым входом двоично- 1. Патент США М 3584291, 323-18, Го вычита30шего счетчикае 1 971, 1

Источники информации, 2. Патент США М 3691452, 323-19, принятые во внимание при экспертиэе 1972, (!

4 t3 Ф

БНИИПИ . Заказ 4355/12 Тираж 956 Подписное фююиал ППП Патент, г. Ужгород, ую. Проектная, 4