PL167404B1 - Układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego - Google Patents

Abstract

Układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego, zawierającywzmacniacz operacyjny współpracujący z sumatorem oraz mający matiycę programującą znamienny tym, że składa się z wejściowego układu dopasowywującego (1), mającego na wejście sterujące pierwsze doprowadzony sygnał wejściowy (SS) śledzenia stanu zasilania maszyny roboczej i na wejście sterujące drugie doprowadzony sygnał wejściowy (ZS) zdalnego sterowania maszyny roboczej, oraz którego wyjście jest poprzez układ sterowania generatora (2) dołączone do generatora (3) impulsów prostokątnych, przyłączonego dwukierunkowym torem transmisyjnym do ośmiobitowego licznika dwukierunkowego (4), mającego wyjście poprzez matrycę rezystorową (5) realizującą przetwarzanie C/A, dołączone do wejścia nieodwracającego wzmacniacza dopasowywującego (8), którego wyjście sygnałowe jest równolegle dołączone poprzez wyjściowy filtr nadmiarowy (7) do zacisku (Wy) wyjściowego sygnału sterującego napięciowego i poprzez układ ograniczników krańcowych (6), dołączone do zacisku (PK) napięciowego sygnału wyjściowegowzbudzenia przekaźnikakrańcowego, przy czym układ ograniczników krańcowych (6) ma dla każdego z nich połączenie więcej jak jednotorowym torem transmisyjnym z drugim wejściem sterującym układu sterowania generatora (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego.

Wynalazek dotyczy budowy bezstykowych urządzeń sterowniczych wartości zadanej napięcia przemiennego dla maszyn elektroenergetycznych.

Znane są i stosowane liczne rozwiązania nastawników napięcia, pracujących w cyklu ciągłym i wysterowywujących pracę na przykład generatora elektroenergetycznego. Znane jest między innymi rozwiązanie bezstykowego nastawnika wartości zadanej napięcia przemiennego według opisu patentowego polskiego nr 107 218, w którym nastawnik zawiera dodatkowo obok transformatora położenia kątowego, transformator wielouzwojeniowy, którego uzwojenie pierwotne jest połączone poprzez zaczepy z zaciskami wejściowymi nastawnika i z uzwojeniem pierwotnym transformatora położenia kątowego, a uzwojenie wtórne transformatora wielouzwojeniowego połączone jest szeregowo z uzwojeniem wtórnym transformatora położenia kątowego. Oba końce tych szeregowo połączonych uzwojeń przyłączone są do zacisków wyjściowych nastawnika. Transformator wielouzwojeniowy ma również dodatkowe uzwojenie połączone z zaciskami sygnalizacyjnymi nastawnika. W alternatywnym wykonaniu tego bezstykowego nastawnika w miejsce transformatora wielouzwojeniowego włączony jest autotransformator.

Znane jest również z opisu patentowego polskiego nr 112 989 rozwiązanie układu zasilacza wysokiego napięcia z przetwarzaniem, w którym zastosowany jest na wejściu wzmacniacz operacyjny, którego wejście jest połączone z dzielnikiem napięcia, podłączonym jednym końcem do wyjścia zasilacza a drugim końcem do źródła napięcia referencyjnego. Wyjście wzmacniacza operacyjnego jest w tym rozwiązaniu połączone poprzez rezystor z bazą tranzystora, którego złącze kolektor-emiter jest podłączone do wejść płynnego sterowania szerokością impulsu wyjściowego uniwibratora. Wejście uniwibratora jest połączone z wejściem każdej z dwu bramek iloczynowych, których drugie wejścia są połączone z wyjściami przerzutnika.

Opisane rozwiązanie, mimo że dobrze spełnia swoje przeznaczenie i pozwala na pracę w szerokich granicach regulacji napięcia wyjściowego przy stosunkowo wysokim współczynnikiu stabilizacji tego napięcia, wykazuje znaczne stosunkowo straty mocy oraz niedopuszczalne

167 404 tętnienie, niepozwalające na jego bezproblemową aplikację do układów sterowania maszyn roboczych elektroenergetycznych.

Znane jest również z innego opisu patentowego polskiego nr 87 023 rozwiązanie elektronicznego układu sterowania, w którym zastosowany jest między innymi wzmacniacz mocy, współpracujący z wyjściem sumatora oraz multiwibratora nomostabilnego. Również i to rozwiązanie nie nadaje się do bezpośredniej aplikacji w wymienionych układach sterowania maszyn elektroenergetycznych.

Spośród licznych rozwiązań urządzeń sterowniczych znane jest również z opisu patentowego polskiego nr 116 715 rozwiązanie elektronicznego asynchronicznego sterownika programowanego, w którym kaskadowo połączone elementy logiczne taktów są przyłączone do matrycy programującej, z rzędów której sterowane są poprzez wzmacniacze elementy wykonawcze automatu. Sterownik ten jest przeznaczony w szczególności do automatów montażowych i nie nadaje się do bezpośredniej aplikacji w układach sterowania maszyn elektroenergetycznych.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie opracowania nowego układu nastawnikacyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego, eliminującego całkowicie konieczność stosowania elementów ruchomych i pozwalającego nie nieprzerwaną pracę z generatorem elektroenergetycznym z możliwością uzyskiwania napięć sterowania w zakresie od 0V do 10V przy dokładności ± 0,5%.

Układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego, zawierający znany wzmacniacz operacyjny współpracujący z sumatorem oraz mający znaną matrycę programującą charakterystyczny tym według wynalazku, że składa się z wejściowego układu dopasowywującego, mającego na wejście sterujące pierwsze doprowadzony sygnał wejściowy śledzenia stanu zasilania maszyny roboczej i na wejście sterujące drugie doprowadzony sygnał wejściowy zdalnego sterowania maszyny roboczej. Wyjście układu dopasowywującego jest poprzez układ sterowania generatora, dołączone do generatora impulsów prostokątnych, przyłączonego dwukierunkowym torem transmisyjnym do ośmiobitowego licznika dwukierunkowego. Ma on wyjście poprzez matrycę rezystorową (realizującą przetwarzanie C/A) dołączone do wejścia nieodwracającego wzmacniacza dopasowywującego, którego wyjście sygnałowe jest równolegle dołączone poprzez wyjściowy filtr nadmiarowy do zacisku wyjściowego sygnału sterującego napięciowego i poprzez układ ograniczników krańcowych dołączone do zacisku napięciowego sygnału wyjściowego wzbudzenia przekaźnika krańcowego. Wymieniony układ ograniczników krańcowych ma dla każdego z nich połączenie więcej jak jednotorowym torem transmisyjnym z drugim wejściem sterującym układu sterowania generatora.

Dzięki wyeliminowaniu w rozwiązaniu nastawnika według wynalazku jakichkolwiek części ruchomych, w tym zwłaszcza elementów ruchomych potencjometrycznych, niezawodność urządzenia w pracy w reżimie ciągłym jest nieporównywalnie wyższa. Przystosowanie układu według wynalazku do współpracy ze znanymi maszynami elektroenergetycznymi jest bardzo łatwe i wymaga jedynie zainstalowania innego niż znany typ przekaźnika elektromagnetycznego na wejściu do maszyny roboczej.

Wynalazek jest szczegółowo opisany na przykładzie jego wykonania i zobrazowany na rysunku, którego figura przedstawia schemat blokowy uproszczony układu.

Jak pokazano na rysunku układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego składa się z wejściowego układu dopasowywującego 1 (zwłaszcza układu zawierającego wzmacniacz operacyjny i mostkowy zespół rezystancyjny), mającego na wejście sterujące pierwsze doprowadzony sygnał wejściowy SS śledzenia stanu zasilania maszyny roboczej i na wejście sterujące drugie doprowadzony sygnał wejściowy ZS zdalnego sterowania maszyny roboczej. Wyjście układu dopasowywującego 1 jest poprzez układ sterowania generatora 2 (zawierającego bramki NAND) dołączone do scalonego generatora 3 impulsów prostokątnych. Jest on przyłączony dwukierunkowym torem transmisyjnym do ośmiobitowego licznika dwukierunkowego 4 zawierającego zwłaszcza rejestr przesuwny i mającego wyjście poprzez matrycę rezystorową 5 realizującą przetwarzanie C/A, dołączone do wejścia nieodwracającego wzmacniacza dopasowywującego 8. Jego wyjście sygnałowe jest równolegle dołączone poprzez wyjściowy filtr nadmiarowy 7 do zacisku Wy wyjściowego sygnału sterują4

167 404 cego napięciowego i poprzez układ ograniczników krańcowych 6 dołączone do zacisku PK napięciowego sygnału wyjściowego wzbudzania przekaźnika krańcowego. Układ ograniczników krańcowych 6 ma dla każdego z nich połączenie więcej jak jednotorowym torem transmisyjnym z drugim wejściem sterującym układu sterowania generatora 2. Napięciowy sygnał śledzenia SS poprzez układ dopasowywujący 1 jest wprowadzany na wejście układu sterowania generatora 2 impulsów prostokątnych, gdzie w zależności od znaku sygnału śledzenia, generator ten uruchamia ośmiobitowy licznik dwukierunkowy impulsów 4, realizujący ich zliczanie w sekwencji w górę (dodawanie) lub w sekwencji w dół (odejmowanie). Stan licznika 4 w postaci sygnału binarnego jest poprzez matrycę rezystorową 5 przetwarzany na określoną analogową wielkość napięcia sterowania, które jest następnie podawane poprzez wzmacniacz dopasowywujący 8 i filtr 7 na wyjście Wy. W opisanym przykładowo układzie według wynalazku istnieje również możliwość sterowania zdalnego sygnałem ZS, co uzyskuje się przez podanie napięcia 12V w wartości + lub w zależności od tego czy zachodzi potrzeba sterowania napięciem w górę lub w dół, podawanym na wejściowy układ dopasowywujący 1. Dodatkowo w warunkach brzegowych układ pozwala na zabezpieczenie wysterowywanej maszyny roboczej układem ograniczników krańcowych 6, sprzężonym z wyjściem PK dla poziomu maksymalnego górnego i poziomu minimalnego dolnego.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 150 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ nastawnika cyfrowo-analogowego wartości zadanej napięcia przemiennego, zawierający wzmacniacz operacyjny współpracujący z sumatorem oraz mający matrycę programującą znamienny tym, że składa się z wejściowego układu dopasowywującego (1), mającego na wejście sterujące pierwsze doprowadzony sygnał wejściowy (SS) śledzenia stanu zasilania maszyny roboczej i na wejście sterujące drugie doprowadzony sygnał wejściowy (ZS) zdalnego sterowania maszyny roboczej, oraz którego wyjście jest poprzez układ sterowania generatora (2) dołączone do generatora (3) impulsów prostokątnych, przyłączonego dwukierunkowym torem transmisyjnym do ośmiobitowego licznika dwukierunkowego (4), mającego wyjście poprzez matrycę rezystorową (5) realizującą przetwarzanie C/A, dołączone do wejścia nieodwracającego wzmacniacza dopasowywującego (8), którego wyjście sygnałowe jest równolegle dołączone poprzez wyjściowy filtr nadmiarowy (7) do zacisku (Wy) wyjściowego sygnału sterującego napięciowego i poprzez układ ograniczników krańcowych (6), dołączone do zacisku (PK) napięciowego sygnału wyjściowego wzbudzenia przekaźnika krańcowego, przy czym układ ograniczników krańcowych (6) ma dla każdego z nich połączenie więcej jak jednotorowym torem transmisyjnym z drugim wejściem sterującym układu sterowania generatora (2).