PL159408B1 - Sterownik mocy pradu przemennego PL - Google Patents

Abstract

j acy lacznik tyrystorow y i uklad wyzwalania bram ko- wego z synchronizow anym przesuwnikiem fazy, ukla- dem przetw arzajacym analogow y sygnal sterujacy, ukladem w strzym yw ania wyzwalania, synchronizow a- nym przerzutnikiem bistabilnym , ukladem sprzezenia pradow ego, przerzutnikiem astabilnym , wzmacniaczem im pulsów wyzwalajacych oraz w tórnikiem do sterowania- sterow nika pom ocniczego, znamienny tym , ze uklad w yzw alania bram kow ego ma uklad (U W I) wejscia im pulsowego, którego jedno wejscie (A) jest odizolow ane galw anicznie od ukladu wyzwalania bram kow ego a d ru - gie wejscie (B) jest polaczone z wyjsciem detektora (D Z) zera i wejsciem generatora (GNP) napiecia piloksztalt- nego, natom iast wyjscie (C) ukladu (UW I) wejscia im pul- sowego jest polaczone z wejsciem kw adratora (KU) napiecia i wejsciem przerzutnika (PB) bistabilnego oraz ma uklad (UW P) w ykrywania i sygnalizacji pradu o d - biornika, którego wejscie jest polaczone z wyjsciem p ro - stow nika (P) ukladu (U SP) sprzezenia pradow ego, a wyjscie ukladu (W W ) w strzym ywania wyzwalania jest polaczone z wejsciem (D) przerzutnika (PA) astabilnego, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem wzm acniacza (W IW ) im pulsów w yzw alajacych, p o n a d to wyjscie ukladu (UWW) w ykrywania i sygnalizacji wyzwalania lacznika (LT) tyrystorow ego jest polaczone z pierwszym w skaznikiem (W 1), a wyjscie ukladu (UW P) wykrywania i sygnalizacji p radu wyjsciowego jest polaczone z drugim w skaznikiem (W2). PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest sterownik mocy prędu przemiennego Jednofazowy ze stei-oweniem fazowym lub impulsowym, przeznaczony zwłaszcza do stosowania w członach wykonawczych układów sterowania 1 regulacji temperatury w urzędzenlach elektr^eemf^t^j^nych.

Znany jest sterownik mocy prędu przemiennego Jednofazowy typ 464 firmy Eurotherm ze sterowaniem fazowym lub impulsowym w funkcji nałogowego sygnału sterującego. Sterownik ten ma łącznik tyrystofowy i układ wyzwa^nie bramkowego. Układ wyzwa^nie bramkowego ma synchronizowany przesuwnik fazy, układ przetwarzający nałogowy sygnał sterujący, układ wstrzymywania ayzwalaniβ, synchronizowany przerzutnik bistabUny, układ sprzężenia prądowego, przerzutnik astabilny i wz^rn^cz impulsów wyzwalających oraz wtórnik do 5tiI^oallia sterownika pomrtJlczθgo. O^fsywny sterownik może dostarczać moc do odbiornika ze steroanier impulsowym typu W-ŁĄCZONY-WYŁĄCZONY w funkii sygnału impulsowego dostarczanego do wejścia układu wstrzymywania ayzwalania. Ponadto opisywany sterownik ma gniazdo diagnostyczne. Do styków tego gniazda dołączonych Jest dwaazieścu węzłów układu elekt rycznego.

Niedogodnością znanego sterownika Jest realizacja sterowania impulsowego typu

WŁĄCZONY-WYŁApZONY, bez rnooliwości opóźniania wyzwa^nia oraz stosowanie połączeń z

159 408 gniazdem diagnostycznym, celem ustalenia statusu sterownika, zwiększających wrażliwość sterownika na zakłócenia zewnętrzne.

Sterownik mocy prędu przemiennego według wynalazku zawiera łącznik tyrystorowy i układ wyzwalania bramkowego. Układ wyzwalania bramkowego ma synchronizowany przesuwnik fazy, układ przetwarzający analogowy sygnał sterujęcy, układ wstrz/mywania ^^z^i^wai^r^ia, synchronizowany przerzutnik bistabilny, układ sprzężenia prędowego, przerzutnik astabilny, wzmmmiacz impulsów wyzwa^j^y^ oraz wtórnik do sterowania sterownika pomoociczego. Układ wyzwalania bramkowego ma układ wejścia impulsowego, którego Jedno wejście, na które podawany Jest impulsowy sygnał sterujęcy. Jest odizorowane galwanicznie od układu wyzwalania bramkowego. Drugie wejście układu wejścia impulsowego połęczone Jest z wyjściem detektora zera i wejściem generatora napięcia piłokształtnego. Wyjście układu wejścia impulsowego Jest połęczone z wejściem kwadratora napięcia i wejściem przerzutniki bistabilnego.

Układ wyzwaiania bramkowego ma również układ wykrywania i sygnnllzacji prędu odbiornika, którego wejście Jest połęczone z wyjściem prostowniki układu sprzężenia prędowego. Układ wykrywania i sygnnlizacji prędu odbiornika Jest detektorem półokresów prędu odbiorniki. Wyyście układu wstrzymywania ayzwaianii Jest połęczone z wejśc^m przerzutnika astibilnego, którego wyjście Jest połęczone z wejściem wzmacniacza impulsów ayzwaiaJtcych. Ponadto wyjście układu wykrywania i sygnnllzacji wyzwalania łęcznika tyrys^^rtego Jest pouczone z piθaw9zym wskaźnikiem, a wyjście układu wykrywania i sygnnlizacji prędu wyjścio wego Jest połęczone z drugim wskaźnikiem. Wskaźnnki te służę do częściowej idmtyfikacji statusu sterownika mocy. Układ wejścia impulsowego zawiera tranrrptor,którego kolektor Jest połęczony z Jednym wejściem bramki elektronicznej LUB, której drugie wejście Jest połęczone z kolektorem pierwszego tranzystora odwracanego eygnał z wyjścia detektora zeri. Bramka elekIroniczni LUB zawiera drugi trθiZJstrr, o kolektorze połęczonym z bizę trzeciego tranzystora, którego kolektor jest połęczony z katodę diody o anodzie pomęczonej z kolekto^m pierwszego tranzystora odwracaj^^o sygnał z wyjścia detektora zera.

Korzystny skutek wynalazku stanowi oorliaość wizualnego stwierdzenia częściowego statusu sterowniki mocy bez potrzeby dokonywania dodatkowych połęczeó, może być stwierdzone uszkodzenie układu wyzwalania bramkowego, przerwa w obwodzie odbiorniki oriz zwarcie łęczni ka tyrystorowego.

Sterownik mocy według wynalazku uoooIIwIi wyłęczenie elmminowinii wpływu zm.an napięcia zasilającego, podczas sterowania ze źródła analogowego sygnału sterującego za porno' cę dodatkowo w^czenego sygnału impulsowego. 3est to korzystne ze względu ni czas rozruchu urzędzenia elektrotermicznego. Sterownik mocy umo0liwia również wlęczanie prędu w obwodzie odbiornika z opóźnianiem wyzwalania przy sterowaniu impulsowym typu WŁÓCZONY-WYŁĄCZONY.

Istotnę zaletę sterownika mocy Jest również możliwość zastosowania go w urzędzeniich tróJlaoawych Jiko sterownika głównego lub pomrrciczrgo.

Przedmiot wynalazku Jest objaśniony ni podstawie rysunku, ni którym fig.l przedsti' wii schemat blokowy sterownika mocy, fig.2 schemat ideowy układu wejścia impulsowego, i fig 3 tablicę identy iłowanych stanów statusu.

Sterownik mocy zawiera łęcznik ŁT tyrystorowy i układ ayzwalanίa bramkowego. Układ wyzwalania bramkowego ma synchronizowany przesuwnik fazy SFP ziaierajtcy zasilacz Z, detektor zera DZ, przetwornik częstotlwwość-pręd f/I oriz komppiator KF fazowy. Oedno wejście synchronizowanego przesuwnika fazy SFP pouczone jest ze źródeem napięcia U zasilającego, drugie wejście Jest połęczone przez w^^^ł W^^ sumacyjny z wyjściem układu UP przetwarzajęcego analogowy sygnał WEA sterujęcy, z wyjśceam układu USP sprzężenia prędowego oriz przez przełęcznik S z wyjściem synchronizowanego przerzutniki SPB bistabilnego. Układ UP przetwarzający inilogoaJ sygnał WEA sterujący zawi.era pierwszy integrator II, węzeł sumacyjny WS3, ukłid UWA wejścia analogowego, kwadrator KU napięcia oriz przełęcznik PS sterowany. Układ USP sprzężenia prędowego zawiera prostownik P, kwadrator KI prędu oriz drugi integrator 12. Synchronizowany przerzutnik SPB bistibilny zawiera przerzutnik PB bistabilny i trzeci

159 408 integrator 13. Jedno wyjście synchronizowanego fazowego przesuwnika SFP połączone Jest z wejściem układu WW wstrzymywania wyzwaaania i wejściem przełącznika PS starowanego, drugie wyjście połączone Jest przez węzeł sumacyjny WS2 z wejściem przerzutnika PB bistabilnego, trzecie wyjście Jest połączone przez przerzutnik PB bistabilny z wejściem wzmaaciacza WIW impulsów wyzwalającJCh z wejściem wtórnika W do sterowania sterownikiem pom^^r^l.c^j^m oraz z wejściem układu UW wykrywania i sygnaaizacji wyzwaaania. Układ wyzwaaania bramkowego ma układ UWI wejścia impulsowego. Weście A połączone Jest ze źródłem impulsowego sygnału WEI i Jest odizolowane od układu ayzwaeanie bramkowego, drugie wejście B jest połączone z wyjściem detektora DZ zera i wejściem generatora GNP napięcia piłokształtnego. Wyjście C układu UWI wseścia impulsowego połączone jest z wejściem układu KU kwadratom napięcia i wajścet^m przerzutnika PB bistabilnego' Układ wyzwalania bramkowego zawiera układ UWP wykrywania i sygnaaizacji prądu odbiornika, którego wejście połączone Jest z wyjściem prostownika P znajdującego się w układzie USP sprzężenia prądowego. Ponadto wyjście układu UWW wykrywania i sygnallzacJi wyzwaaania łącznika ŁT tyrys^^^nego Jest połączone z pierwszym wskaźnikiem Wl, a wyjście układu UWP wykrywania i sygnnlizacJi prądu wyjściowego jest połączone z drugim wskaźnikiem W2. Układ UWI wejścia impulsowego zawiera transoptor Tli, którego kolektor jest połączony z Jednym wejściem bramki BE elektronicznej LUB, której drugie wejścia Jest połączona z kolekt^Deem pierwszego tranzystora T12 odwracającego sygnał B z wyjścia detektora zera DZ. Bramka BE elektroniczna LUB zawiera drugi tranzystor T13 o kolektorze połączonym z bazą trzeciego tranzystora T14, którego kolektor jest połączony z katodą diody D29 o anodzie połączonej z kolektoiθm pierwszego tranzystora T12· Wyjście C bramki BE elektronicznej LUB wyprowadzone Jest z kolektora tranzystora T14.

Stan niski napięcia na kolektorze tranzystora T14 występuje przy piewwszym impulsie synchronizującym podawanym do bazy tranzystora T12 po wprowadzeniu transoptora TH w stan przewodzenna. Wyróżniony stan na wejściu A układu UWI wejścia impulsowego powoduje zmianę charakterystyki układu KU kwadratom napięcia podczas sterowania fazowego z lallogoaJya sygnałem sterującym. Przełącznik S Jest wówczas rozwarty. Przy zwartym przełączniku S realioowane Jest sterowanie impulsowe w funkcji analogowego sygnału sterującego lub następuje włączenie prądu odbiornika przy piawwszym przejściu napięcia zasilającego przez zero od pojawienia się wyróżnionego stanu na wejściu A układu UWW wejścia impulsowego. Cztery stany statusu sterownika mocy: brak wyzwalania łącznika ŁT tyrys^^rtego i brak prądu wyjściowego przedstawione w kodzie binarnym Jako 00, brak w^^t^aa^n^a łącznik ŁT tyrys^^rego i przepływ prądu wyjściowego przedstawione w kodzie binarnym Jako “01, w^^v^aaanie łącznika ŁT tJrysiOlowegl i brak prądu wyjścloaιego przedstawione w kodzie binarnym Jako “10 , wyzwa^nie łącznika ŁT tyrysodwroego i przepływ prądu wyjśclowegl przedstawione w kodzie binarnym Jako 11, określane są na podstawia wizualnej obserwaaji 1 analizy stanów wskaźników W1 1 W2 sterownika mocy. W stanie statusu *00* nie ma zasilania układu w^^^^wa^n^a bramkowego lub układ ten Jest uszkodzony. Stan statusu *01* wskazuje zwarcie łącznika ŁT tyrystor-owego. W stanie statusu *10* występuje przerwa w obwodzie odbiornika lub brak zasilania obwodu odbiornika. Stan statusu *11* występuje podczas prawidlowegl działania sterownika mocy.

Niżej opisano działanie układu przy różnych rodzajach sterowania.

Łącznik ŁT tyrystorOwy spełnia funkcję prze łącznika sterowanego impulsami z ukła· du wyzNaa^n bramkowego. Układ ayzwalania bramkowego Jest przetalraikiea analogowego lub impulsowego sygnału sterującego w sekwencję impulsów ayzwalających łącznik ŁT tyrystorowy. Przy sterowaniu fazowym wartość napięcia wyjściowego z węzła WSI sumacyjnego Jest porównywana z wartością napięcia wyjściowego z generatora GNP napięcia piłokształanegl, synchronizowanego napiąłem przemiennym iasilajęJmm układ ayzwalania bramkowego za pomocą kommaaatora KP fazowego. Wartość napięcia w węźle WSI sumacyjnym zależy od wartości wejściowego sygnału sterującego, wartości napięcia symulowanego źródła napięcia odbiornika 1 wartości prądu wyjśclowigo Jeżeli wartość tego prądu znajdzie się w zakresie oddzia159 408 ływania układu USP sprzężenia prądowego· Podczas trwania stanu wysokiego napięcia na wyjściu komppaatora KF fazowego włączony Jest przerzutnik PA astabiłny i na wyjściu wzmacniacza WIW impulsów wyzwalaJęcych występuję impulsy wyzwaaajęce łącznik ŁT tyrystorowy.

Przy sterowaniu impulsowym wartość napięcia wyjściowego z węzła WSI sumacyjnogo dodatkowo zależy od wartości napięcia na wyjściu przerzutnika PB bistabilnego. Zmiana atanu napięcia na wyjściu przerzutnika PB bistabilnego synchronizowane Jest z przejściem napięcia zasilającego przez co drugie zero ze pomocę detektora OZ zera.

Czas trwania stanu niskiego napięcia na wyjściu przerzutnika PS bistabUnago zależy od różnicy wartości sygnału sterującego 1 wartości napięcia wyjściowego symulowanego źródła napięcia odbiornika, natomiast czas trwania stanu wysokiego napięcia na wyjściu przerzutni^ka PB bistabmnego zależy od wartości sygnału sterującego.

Przy sterowaniu impulsowym typu WŁĄCZONY-WYŁĄCZONY stan napięcia na wyjściu układu UWI wejścia impulsowego Jest synchronizowany z prz^ścema) napięcia zasUeę^ego przez zero. Stan wysoki napięcia na wejściu układu UWI wejścia impulsowego powoduje stan niski napięcia na wyjściu tego układu, następnie stan niski napięcia na wyjściu przerzut nika PB bistabUnago i stan napięcia na wyjściu komparatora KF fazowego, co powoduje pojawienie się impulsów wyzwalajęcych na wyjściu generatora GiW impulsów wyzweaajęcych.

UskażnikUl uuu	Uskażnik U2 UUP	Stan Statusu
0	0	0 0
0	1	0 1
1	0	1 0
1	1	1 1

159 408

Fig 1.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sterownik mocy prądu przemiennego Jednofazowy ze sterowaniem fazowym lub impulsowym zawierający łącznik tyrystooowy i układ wyzwaaanie bramkowego z synchronizowanym przesuwnikiam fazy, układem przetwarzającym analogowy sygnał sterujący, układem wstrzymywania w^^u^wli^nia, synchronioowanym przerzutnikiem bistabllnym, układem sprzężenia prądowego, przerzu tni^m aetabilnym, wzmacniaczem impulsów wyzwać jących oraz wtórnikeem do sterowania sterownika pomoodczego, znamienny tym. Ze układ wyzwalania bramkowego ma układ /UWI/ wejścia impulsowego, którego Jedno wejście /A/

   Jest odizolowane galwanicznie od układu wyzwalania bramkowego, i drugie wejście /B/

   Jest połączone z wyjściem detektora /DZ/ zera 1 wejściem generatora /GNP/ napięcia piłokształmego, natomiast wyjście /C/ układu /UWI/ wejścia impulsowego Jest połączone z wejśdem kwadratora /KU/ napięcia i wejściem przerzutnika /PB/ bistabUnago oraz ma układ /UW^/ wykrywania i sygnnUzacJi prędu odbiornika, którego wejście Jest połęczone z wyjściem prostownika /P/ układu /USP/ sprzężenia prądowego, a wyjście układu /WN/ wstrzymywanie wyzwalania Jest połęczone z wejściem /0/ przerzutnika /PA/ astabilnego, którego wyjście Jest połączone z wejściem wzmacniacza yWiW/ impulsów wyzwaaaJęcych, ponadto wyjście układu /UWN/ wykrywania i sygnaaizacji wyzwalania łęcznika /ŁT/ tyrystorowego Jest połęczone z plewaszym wskaźnik iem yWl/, a wyjście układu /\SWP/ wykrywania i sygnalizacji prędu wyjściowego Jest połęczone z drugim wskaźnikiem /W2/.
2. 2. Sterownik mocy prędu przemiennego według zastrz.l, znamienny tym,

   Ze układ /UWI/ wejścia impulsowego zawiera transoptor /TH/, którego kolektor Jest pomęczony z Jednym wejściem bramki /BE/ elektronicznej LUB, której drugie wejście jest połączone z kolektorem pierwszego tranzystora /T12/, przy czym bramka /BE/ elektroniczna LUB zaw,era drugi tranzystor /T13/, o kolektorze połączonym z bazę trzeciego tranzystora /T14/, którego kolektor Jest połęczony z katodę diody /D29/ o anodzie połączonej z ko^k^eem pierwszego tranzystora /T12/.