RU1830523C - Устройство регулировани электрической мощности переменного тока - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к регулированию электрических величин. Сущность изобретени ; устройство регулировани  электрической мощности переменного тока содержит силовую цепь из последовательно соединенных тиристорно- го исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов дл  подключени  нагрузки, кроме того, блок включени  тиристорного исполнительного органа, выходом св занный с его входами управлени , а входом - с выходом узла управлени . Устройство также содержит силовой контактор, включенный между выводами дл  подключени  сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управлени  содержит микропроцессорный модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока, первый и второй измерители действующего значени  напр жени  и действующего значени  тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). сумматор, формирователь сигнала управлени , обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом инфор- мационный вход МПМ соединен с информационным выходом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ - с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно . Информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП. а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ-с объединенными входом синхронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно. Вход индикации состо ни  МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывани  - к выходу обнаружител  аварий. Первый и второй выходы МПМ соединены с входами управлени  КАС, выходы которого подключены к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходами ДЗНиТ соответственно, входы первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока, выходы которого ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом формировател  сигнала управлени , первый вход которого и первый вход обнаружител  аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управлени  силового контактора, а выход формировател  сигнала управлени  соединен с входом блока включени  тиристорного исполнительного органа. 5 ил. сл с 00 со о сл hO CJ

Description

Изобретение относитс  к регулированию электрических величин и может быть использовано в качестве высокоточного исполнительного и автономного устройства в прецизионных системах автоматического регулировани , например, температурных режимов электротермического оборудовани , в частности в технологических процессах иодидного рафинировани .

Цель изобретени  - улучшение качества регулировани  и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого регул тора; на фиг. 2 - принципиальна  схема МПМ; на фиг. 3 - принципиальна  схема формировател  сигнала управлени ; на фиг. 4 - принципиальна  схема обнаружител  аварий;на фиг, 5 - принципиальна  схема измерител  ДЗНиТ.

Регул тор мощности (фиг. 1) содержит силовую цепь из последовательно соединенных тмристорного исполнительного органа 1, силового согласующего трансформатора 2 и выводов дл  подключени  нагрузки 3. кроме того, блок включени  тиристорного исполнительного органа 4, выходом св занный с его входами управлени , а входом с выходом узла управлени , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества регулировани  и повышени  надежности введен силовой контактор 6, включенный между выводами дл  подключени  сети 5 и входами тиристорного исполнительного органа 1, узел управлени  содержит микропроцессорный модуль (МПМ) 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, коммутатор аналоговых сигналов (КАС) 10, датчик мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока 12, первый 11 и второй 17 измерители действующего значени  напр жени  и действующего значени  тока (ДЗНиТ). цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, сумматор 16, формирователь сигнала управлени  14. обнаружитель аварий 15, триггер 18 и реле 19, при этом информационный вход МРМ 7 соединен с информационным выходом АЦП 9, а первый вход и третий выход МПМ 7 с выходом готовности и входом запуска АЦП 9 соответственно , информационный выход МПМ 7 соединен с информационным входом ЦАП 13. а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ 7с объединенными входом синхронизации ЦАП 13 и входом синхронизации триггера 18 и со вторым входом синхронизации ЦАП 13 соответственно, выход индикации состо ни  МПМ 7 подключен к информационному входу триггера 18, а вход прерывани  МПМ 7 и вход сброса триггера

18 к выходу обнаружител  аварий 15. первый и второй выходы МПМ 7 соединены с входами управлени  КАС 10, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП 9, первый , второй и третий аналоговые входы КАС

Ю соединены с выходом задатчика 8 и с первым 11 и вторым 17 выходом измерител  ДЗНиТ соответственно, входы первого 11 и второго 17 ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока 12, выходы

второго 17 ДЗНиТ соединены с соответствующими входами сумматора 16, выход которого соединен со вторым входом обнаружител  аварий 15 и со вторым входом формировател  сигнала управлени  14. первый вход которого и первый входобнае ружител  аварий 15 соединены с выходом ЦАП 13, выход триггера 18 через реле 19 соединен со входом управлени  силового контактора б, а выход формировател  сигнала управлени  14 с входом блока включени  тиристорного исполнительного органа 4.

В качестве блока включени  тиристорного исполнительного органа может использоватьс  серийно выпускаемый промышленностью типа РН-1.

В качестве силового контактора - контактор типа КТ6043 или другого типа, рас5 считанный на коммутацию максимального тока, протекающего через первичную обмотку силового согласующего трансформатора .

МПМ включает в себ  (фиг. 2) однокри- стальную микроЭВМ 20 (из серии К1816) и

0 БИС параллельного ввода/вывода 21 (КР580ВВ55).

Формирователь сигнала управлени  выполнен (фиг. 3)на операционных усилител х и реализует ПИ закон регулировани  с параметрами минимизирующими врем  пе5 реходного процесса и гарантирующими устойчивость системы в целом.

Схема обнаружител  аварий (фиг. 4) состоит из двух параллельно включенных компараторов, реализованных на операционных усилител х с определенной (5-10%) зоной нечувствительности к разности вход0

0

5

ных сигналов.

Измерители ДЗНиТ фиг. 5 могут быть реализованы по схеме, причем первый измеритель 11 должен быть прецизионным и настраиваетс  таким образом, чтобы обеспечить минимальную погрешность измерений , а второй измеритель ДЗНиТ 17 настраиваетс  так, чтобы при погрешности до 10% он обеспечивал минимальное врем  измерений.

В предлагаемом регул торе применен АЦП КР 572 ПВ1А и ЦАП К 572 ПА2.

Предлагаемый регул тор мощности может работать: 1) автономно, когда регулирование осуществл етс  по заданной функциональной зависимости (от времени, величины сопротивлени  нагрузки и др.), котора  хранитс  в пам ти МПМ7 в виде таблицы; 2) под управлением от задатчика.

Регул тор мощности работает следующим образом. В соответствии с программой , заложенной в МПМ7, и режима работы (1 или 2) вначале осуществл етс  ввод задани . При работе в первом режиме задание уже хранитс  в виде таблицы в пам ти МПМ7. При работе во втором режиме МПМ7 устанавливает на входах управлени  коммутатора 10 логическую комбинацию сигналов при которой к аналоговому входу АЦП 9 подключаетс  сигнал задатчика 8 и включает сигнал запуска АЦП 9 выходом три. После окончани  цикла преобразовани  АЦП 9 устанавливает на выходе сигнал готовности данных и МПМ7 считывает по информаци- онному входу данные в пам ть.

После окончани  ввода задани  МПМ7 переходит к подпрограмме регулировани . Эта подпрограмма осуществл ет ввод ДЗНиТ с прецизионного измерител  11 в пам ть МПМ7. расчет управл ющего кода и запись его в ЦАП 13. Перед началом регулировани  МПМ7 включает контактор 6. Дл  этого устанавливаетс  логическа  единица на информационном входе триггера 18 и записываетс  в него с приходом синхронизирующего импульса. Триггер 18 включает реле 19, которое подает напр жение к управл ющей обмотке силового контактора 6. Напр жение питающей сети 5 подключает- с  к тиристорному исполнительному органу 1 и мощность поступает через трансформатор 2 в нагрузку 3. Мгновенное значение напр жени  и тока измер ютс  датчиком 12 и поступают-соответственно на первый и второй вход прецизионного измерител  ДЗНиТ 11. МПМ7 в соответствии с программой регулировани  как и в случае ввода задани  (описано выше), управл   коммутатором 10 и АЦП 9 вводит в пам ть циф- ровое значение измеренных ДЗНиТ. После этого МПМ 7 рассчитывает мощность по формуле

Р - и  д.

где Уд - действующее значение напр жени :

1Д - действующее значение тока, и код управлени  в соответствии с алгоритмом

0

5 0 5

0 5 0 5 0

5

где N - код управлени , записываемый в ЦАП 13.

Рассчитанный код управлени  устанавливаетс  на информационном выходе МПМ 7 и при подаче стробирующих импульсов на входы ЦАП 13 записываетс  в него. Аналоговый сигнал с выхода ЦАП 13 поступает на первый вход формировател  сигнала управлени  14 и первый вход обнаружител  аварий 15. На второй вход формировател  сигнала управлени  14 и второй вход обнаружител  аварий 15 подаетс  сигнал обратной св зи с выхода сумматора 16. Сигнал обратной св зи формируетс  датчиком 12 и измерителем ДЗНиТ 17. Блок включени  ти- ристорного исполнительного органа 4 в зависимости от уровн  сигнала на выходе формировател  сигнала управлени  14 измен ет угол открывани  тиристоров и, следовательно , мощность, выдел емую в нагрузке.

В схеме обнаружени  аварий 15 (фиг. 4) осуществл етс  контроль допустимого рассогласовани  напр жени  задани  с ЦАП 13 и сигнала обратной св зи с сумматора 16. Уровень этого допустимого рассогласовани  выбираетс , исход  из нормирующих параметров нестабильности питающей сети и, как правило, лежит в диапазоне ± 10 %. В случае превышени  допустимого рассогласовани  (вследствие аварии питающей сети, пробо  тиристоров, короткого замыкани  и нагрузке и т.п.) срабатывает один из компараторов обнаружител  аварий 15. происходит сброс триггера 18, включение реле 19, силового контактора 6 и, следовательно, отключение напр жени  питающей сети 5 от тиристорного исполнительного органа 1 и нагрузки 3. Одновременно сигнал с обнаружител  аварий 15 подаетс  на вход прерывани  МПМ 7, который устанавливает в исходное состо ние все элементы схемы.

Высока  статистическа  точность предлагаемого регул тора определ етс  точностью прецизионного измерител  11 и АЦП 9.

Таким образом, предлагаемый регул тор позвол ет увеличить статистическую точность, улучшить динамические характеристики и повысить его надежность.

Предложенное устройство испытано в опытно-промышленных услови х на Донецком химико-металлургическом заводе (акт испытаний прилагаетс ).

Внедрение в производство запланировано там же на 1991 год.

Claims (1)

1. Формула из обр е т е н и   Устройство регулировани  электрической мощности переменного тока, содержащее силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного исполнительного органа, силового согласующего трансформатора и выводов дл  подключени  нагрузки, блок включени  тиристорного исполнительного органа, выходом св занный с его входами управлени , а входом - с выходом узла управлени , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества регулировани  и повышени  надежности, введён силовой контактор, включенный между выводами дл  подключени  сети и входами тиристорного исполнительного органа, узел управлени  содержит микропроцессорный модуль (МПМ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор аналоговых сигналов (КАС), датчик мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока, первый и второй измерители действующего значени  напр жени  и действующего значени  тока (ДЗНиТ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ). сумматор, формирователь сигнала управлени , обнаружитель аварий, триггер и реле, при этом информационный вход МПМ соединен с информационным входом АЦП, а первый вход и третий выход МПМ - с выходом готовности и входом запуска АЦП соответственно, информационный выход МПМ соединен с информационным входом ЦАП, а первый и второй синхронизирующие выходы МПМ - с объединенными входом синхронизации ЦАП и входом синхронизации триггера и с вторым входом синхронизации ЦАП соответственно , выход индикации состо ни  МПМ подключен к информационному входу триггера, а вход прерывани  - к выходу обнаружител  аварий, первый и второй выходы МПМ соединены с входами управлени 

   КАС, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП, первый, второй и третий аналоговые входы КАС соединены с выходом задатчика и с первым и вторым выходом. измерител  ДЗНиТ соответственно, входы

   первого и второго ДЗНиТ соединены с выходами датчика мгновенного значени  напр жени  и мгновенного значени  тока, выходы второго ДЗНиТ соединены с вторым входом обнаружител  аварий и с вторым

   входом формировател  сигнала управлени , первый вход которого и первый вход обнаружител  аварий соединены с выходом ЦАП, выход триггера через реле соединен с входом управлени  силового контактора, а

   выход формировател  сигнала управлени  - с выходом блока включени  тиристорного исполнительного органа.

   g

   ш во

   2.

   Фиг. 1

   cr

   CM

   in о со

   со

   /Ч

   Ю

   ;

   2

   -4

   ft м

   т М UггП-

   I V ш.1 ш.аIJL JL ;

   Т ч  f т гт

   iTJr