Импульсный регулятор

Импульсный регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистических

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУa i 857 949 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 100579 (21) 2764196/24-07 с присоединением заявки HP(23) Приоритет

Опубликовано 23.0881. бюллетень l49 31

Дата опубликования описания 230881 (53)М. Кл а

С 05 Р 1/46ф

Н 02 Р 9/30

Гееуларстаенннй квинтет

СССР но делам нзобретеннй н еткрытнй (53) УДК 621. 316.

722 1 {088 8) (12) Авторье изебретемия г —С.С. Степанов, С.Е. Гнльдингерш и И.Б. Гоэман

"t .Г р . l

1 (71) Заявитель

{ 54 ) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в системах регулирования напряжения и частоты электрических машин, а также в других импульсных системах автоматического регулирования.

Известны различные устройства импульсного регулирования, содержащее измерительный орган, модулятор ширины импульсов и усилитель мощности, работающий в ключевом режиме 11) и (2).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее изме- 1 рительиый орган регулируемого параметра, модулятор ширины импульсов, ключевой усилитель мощности, выход которого служит для подключения к управлявяяей обмотке объекта регули- 26 роваиия, соединенной с шиной источника питания, а вход подключен к выходу модулятора ширины импульсов, вход которого, в свою очередь, соединен с выходом измерительного opra« на, и узел отрйцательной обратной связи (31.

Однако показатели надежности таких устройств в целом ряде случаев не отвечают поставленным требованиям. 30

Для улучшения показателей надежности аппаратуры могут испольэоваться различные методы. 8 частности может уменьшаться время между регламентным <обслуживанием или система регулирования может снабжаться защитой, которая в случае аварийного изменения регулируемого параметра отключает неисправное устройство и подключает резервное ., Однако время между регламентным обслуживанием не может быть меньше чем время автономной работы устройства, а.защита от аварийного превьааения регулируемого параметра срабатывает тогда, когда укаэанное изменение уже произошло, что ужесточает требования к другим устройствам, работающим совместно с системой регулирования, Цель изобретения — улучшение показателей надежности импульсной системы автоматического регулирования путем сокращения времени между проверками системы и предотвращение аварийного изменения регулируемого параметра при отказе указанной систеMH °

Эта цель достигается осуществлением периодического контроля работоспособности системы автоматического

85 7949 тора 3 ширины импульсов. Сигнал на выходе измерительного органа 1 может представлять собой, например, постоянное напряжение, величина которого определяется регулируемым параметром, или пилообразное напряжение, среднее значение которого, определяется регулируемым параметром.

Сигнал на выходе модулятора 3 представляет собой последовательность модулированных по ширине импульсов, коэффициент заполнения которых определяется сигналом на входе модулятора 3 и соответственно сигналом на выходе объекта 2 регулирования. В усилителе 4 мощности осуществляется усиление сигнала с выхода модулятора

3 до значений мощности, необходимых для управления объектом 2 регулирования.

Сигнал на выходе усилителя 4 мощности представлен на фнг. 2в, Зв.

Узел отрицательной обратной связи 7 обеспечивает необходимую устойчивость системы регулирования.

В режим самоконтроля система регулирования переходит при появлении сигнала на выходе временного блока

10 (фиг, 2а, За) .

Укаэанный сигнал-поступает одновременно на один иэ входов логического блока 9, на блокирующий вход узла отрицательной связи 7 и на запускающий вход генератора 8 тестовых импульсов, При этом укаэанный сигнал отключает цепь отрицательной обратной связи 7 и запускает генератор 8 тестовых импульсов, сигнал на выходе которого представляет собой двухполярный импульс (фиг., 2б, Зб), Сигнал с выхода генератора 8 поступает на один из входов логического блока 9 и на вход модулятора 3 ширины импульсов.

Амплитуда тестовых импульсов выбирается таким образом, чтобы величина сигнала на входе модулятора при одной полярности тестового импульса соответствовала случаю, когда коэффициент заполнения импульсов на выходе. модулятора 3 равен 1, а при другой полярности тестового импульса соответствовала случаю, при котором коэффициент заполнения импульсов на выходе модулятора 3 равен О. Соответственно при одной полярности тестового импульса ключевой усилитель 4 мощности при исправном регуляторе будет полностью закрыт, а при другой полярности тестового импульса - полностью открыт (фиг.2в).

Сигнал с выхода усилителя 4 также .поступает иа один из входов логического блока 9, В зависимости от необходимого для объекта 2 регулирования закона регулирования при исправном регуляторе фаза сигнала на выходе усилителя 4 мощности будет либо совпадать регулирования в процессе ее функционирования, для чего в регулятор введены временной блок, генератор тестовых импульсов, логический блок и исполнительный элемент, причем запускающий вход генератора тестовых импульсов соединен с выходом временного блока, который одновременно подключен к блокирующему входу узла отрицательной обратной связи и к первому входу логического блока, а выход указанного генератора соединен с входом модулятора ширины им-. пульсов и с BTopbw входом логического блока, третий вход которого подключен к выходу усилителя мощности, а выход соединен с входом исполнитель-15 ного элемента.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства на фиг. 2 и 3 эпюры напряжений при нормальном и аварийном режимах работы оответст- 2О венно.

Импульсный регулятор содержит измерительный орган 1 регулируемого параметра, вход которого соединен с выходом объекта 2 регулирования, а выход подключен к входу модулятора 3 ширины импульсов, Выход модулятора

3 ширины импульсов подключен к входу ключевого усилителя 4 мощности, вы-"" ход которого подключен к управляющей обмотке 5 объекта 2 регулирования, соединенной с шиной источника 6 пита- ния.

Регулятор содержит также узел отрицательной обратной связи 7, которая может охватывать как регулятор в целом, так и его составные части, например модулятор ширины импульсов, как изображено на фиг. 1, Кроме того, в регулятор введен генератор 8 тестовых импульсов, вы- 40 ход которого подключен к в<оду модулятора 3 ширины импульсов н одновременно к одному из входов логического блока 9, а запускающий вход указанного генератора 8 соединен с выходом временного блока 10, который одновременно подключен к блокирующему входу узла отрицательной обратной связи 7 и к второму входу логического блока 9, третий вход которого подключен к выходу усилителя 4 мощности, а выход указанного логического блока подключен к входу исполнительного элемента 11, В работе предлагаемой схемы импульсного регулятора можно выделить рабочий режим и режим самоконтроля работоспособности канала регулирования.

В рабочем режиме сигнал с выхода объекта 2 регулирования поступает на фО вход измерительного органа 1, где преобразуется в сигнал, пропорциональный регулируемому параметру, величина и форма которого определяется особенностями построения модуля857949.с фазой тестового сигнала при любой

его полярности (фиг. 2в), либо не совпадать °

В случае we отказа регулятора фаза сигнала на выходе усилителя 4 мощности при любом законе регулирования будет совпадать с фа;ой тестового сигнала при одной его полярности и не совпадать при дру"ой (фиг. Зб,в)

Если обозначить A — логический сигнал на выходе временного блока 10, В - логический сигнал на выходе генератора 8 тестовых импульсов, С— логический сигнал на выходе усилителя 4 мощности, 0 — логический сигнал на выходе логического блока 9, то в зависимости от реализуемого системой )5 закона регулирования, блок 9 выполняет логическую операцию, определяемую либо уравнением

D А (B C) либо уравнением 20

A (ВС)

Первое уравнение соответствует случаю, изображенному на фиг. 2 и 3.

Иэ приведенных уравнений следует, что сигнал на выходе логического д блока будет появляться только в режиме самоконтроля, при нарушении нормального функционирования регулятора (фиг. Зг) .

Сигнал с выхода логического блока

9 поступает на вход исполнительного элемента 11, который осуществляет соответствующие операции, предотвращающие аварийный режим в системе (фиг. Зд).

3S

После снятия сигнала с выхода временного блока отключается генератор тестовых импульсов и снимается блокировочный сигнал с узла отрицательной обратной связи. 40

При этом регулятор переходит в рабочий режим.

Длительность режима самоконтроля определяется быстродействием модулятора 3 ширины импульсов и усилителя

4 мощности.

При блокировке узла отрицательной обратной связи 7 укаэанные звенья становятся практически безынерционными, и длительность режима самоконтроля может быть много меньше, чем рабочий период импульсного регулятора. (Благодаря этому, а также в связи с тем, что управляющая обмотка объекта регулирования имеет достаточно большую постоянную времени ток в указанной обмотке в режиме самокоитрс ля практически не меняется, и .следовательчо, укаэанный режим не нарушает нормального функционирования системы регулирования.

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий измерительный орган регулируемого параметра, модулятор ширины импульсов, ключевой усилитель мощности, выход которого служит для подключения к управляющей обмотке объекта регулнрования, соединенной с шиной источника питания, а вход подключен к выходу модулятора ширины импульсов, вход которого в свою очередь соединен с выходом измерительного органа, и узел отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью улучшения показателей надежности регулятора путем сокращения времени между его проверками и предотвращения аварийного изменения регулируемого параметра при отказе регулятора, в него введены временной блок, генератор тестовых импульсов, логический блок и исполнительный элемент, причем запускающий вход генератора тестовых импульсов соединен с выходом временного блока, который .одновременно подключен к блокирующему входу узла отрицательной обратной связи и к первому входу логического блока, а выход указанного генератора соединен с входом модулятора ширины импульсов и с вторым вхо" дом,логического блока, третий вход которого подключен к выходу усилителя мощности, а выход соединен с входом .исполнительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при эксперт.тизе

1. Автеюское свидетельство СССР у 408448„ кл. Н 02 Р 9/30, 1971, 2. Патент CLQA Ю 3506901, кл Н 02 Р 5/06, 1970.

3 ° Авторское свидетельство СССР

9 482856 кл Н 02 Р 9/30, 1977 (прототип).

857949 иг.

Фиг.1 фиаЗ

Составитель Ю. Андреев

Редактор Н. Данкулич Техред Н.Ковалева Корректор Г. Решеткик

Заказ 7242/7 7 Тираж 940 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4