RU2494436C1 - Ac voltage regulator - Google Patents
Ac voltage regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494436C1 RU2494436C1 RU2012129596/08A RU2012129596A RU2494436C1 RU 2494436 C1 RU2494436 C1 RU 2494436C1 RU 2012129596/08 A RU2012129596/08 A RU 2012129596/08A RU 2012129596 A RU2012129596 A RU 2012129596A RU 2494436 C1 RU2494436 C1 RU 2494436C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- input
- outputs
- counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может найти применение в системах прецизионного регулирования технологических параметров, в частности в регуляторах температуры.The present invention relates to the field of electrical engineering and may find application in systems of precision control of technological parameters, in particular in temperature controllers.
Известен регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с выводами для подключения сигнала управления, формирователь синхроимпульсов, подсоединенный входом к входным выводам, а выходом - к счетному входу счетчика, источник сигналов «лог.0», сумматор, первый вход которого соединен со старшими разрядами аналого-цифрового преобразователя, а выход - с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с выходом счетчика, а выход - с младшим разрядом второго входа сумматора, старшие разряды которого подсоединены к выходу источника сигналов «лог.0» [А.с. 1325431 SU, G05F 1/20, Регулятор переменного напряжения].Known AC voltage regulator containing a discrete action regulator connected between input and output terminals, an analog-to-digital converter connected by an input to the terminals for connecting a control signal, a clock driver connected by an input to the input terminals, and the output to the counter input of the counter, source signals “log.0”, an adder, the first input of which is connected to the higher bits of the analog-to-digital converter, and the output - to the control inputs of the regulator action, and a comparator, the first input of which is connected to the output of the least significant bits of the analog-to-digital converter, the second input - with the output of the counter, and the output - with the least significant bit of the second input of the adder, the highest bits of which are connected to the output of the signal source “log.0” [ A.S. 1325431 SU, G05F 1/20, AC Voltage Regulator].
Недостатком этого регулятора является неравномерность регулировочной характеристики, выраженная в отклонении приращения мощности в нагрузке от расчетного значения при регулировании, что обусловлено отклонениями параметров регулировочных обмоток и ключей от номинальных значений.The disadvantage of this controller is the non-uniformity of the control characteristic, expressed in the deviation of the power increment in the load from the calculated value during regulation, which is due to deviations of the parameters of the control windings and keys from the nominal values.
Более близким по технической сущности к предложенному техническому решению является регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с выводами для подключения сигнала управления, а также счетчик, формирователь синхроимпульсов, подсоединенный входом к входным выводам, а выходом - к счетному входу счетчика, источник сигналов «лог.0», сумматор, первый вход которого соединен со старшими разрядами аналого-цифрового преобразователя, а выход - с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с выходом счетчика, а выход - с младшим разрядом второго входа сумматора, старшие разряды которого подсоединены к выходу источника сигналов «лог.0», преобразователь кодов, вход которого соединен с выходами старших разрядов аналого-цифрового преобразователя, а выход - с установочным входом счетчика [А.с. 2386993 C1, G05F 1/00, Регулятор переменного напряжения].Closer in technical essence to the proposed technical solution is an AC voltage regulator containing a discrete regulating element connected between input and output terminals, an analog-to-digital converter connected to an input with terminals for connecting a control signal, as well as a counter, a clock generator, connected to an input to the input pins, and the output to the counting input of the counter, the signal source is “log.0”, an adder, the first input of which is connected to the higher bits of the of the digital-to-digital converter, and the output - with the control inputs of the regulating body of discrete action, and a comparator, the first input of which is connected to the output of the least significant bits of the analog-digital converter, the second input - with the output of the counter, and the output - with the least significant bit of the second input of the adder, the older ones the bits of which are connected to the output of the signal source "log.0", a code converter, the input of which is connected to the outputs of the upper bits of the analog-to-digital converter, and the output - with the installation input of the counter [A.s. 2386993 C1,
Недостатком данного регулятора напряжения является то, что в качестве регулирующего органа дискретного действия выступает трансформатор, в котором вторичная обмотка секционирована таким образом, чтобы числа витков в различных секциях относились как целые числа степени два, что требует изготовления специальных трансформаторов. Еще одним недостатком является отклонение напряжения на выходе регулятора от заданного значения при нестабильности питающей сети. Программирование преобразователя кодов производится, исходя из определенного значения питающего напряжения. Следовательно, отклонение напряжения питающей сети от номинального не позволит получить на выходе регулятора требуемое действующее значение напряжения.The disadvantage of this voltage regulator is that a transformer acts as a discrete regulating body, in which the secondary winding is partitioned so that the number of turns in the various sections are treated as integers of degree two, which requires the manufacture of special transformers. Another disadvantage is the deviation of the voltage at the output of the regulator from the set value with instability of the supply network. Programming the code converter is based on a specific value of the supply voltage. Therefore, the deviation of the supply voltage from the nominal will not allow to obtain the required effective voltage value at the regulator output.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение стабильности действующего значения напряжения на выходе регулятора, а также улучшение технической реализуемости, выраженную в возможности применения в качестве дискретного регулирующего органа любых секционированных трансформаторов.The technical result of the invention is to increase the stability of the current value of the voltage at the output of the regulator, as well as to improve the technical feasibility, expressed in the possibility of using any sectioned transformers as a discrete regulatory body.
Технический результат достигается тем, что в известный регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, а также счетчик, формирователь синхроимпульсов, подсоединенный входом к входным выводам, а выходом - к счетному входу счетчика, и схему сравнения кодов, первый вход которой соединен с выходом блока вычисления, второй вход - с выходом счетчика, введены блок измерителей действующего значения, выходы которых соединены с входами аналоговых компараторов и с входами двух аналоговых мультиплексоров, комбинационное устройство, входы которого соединены с выходами аналоговых компараторов, а выход подключен к одному из входов сумматора и адресным входам аналоговых мультиплексоров, блок аналоговых компараторов, два мультиплексора, выходы которых соединены с входами блока АЦП, на вход которого также подключен сигнал с задатчика уставки, блок вычисления, к входам которого подключены выходы АЦП, а выход соединен с одним из входов схемы сравнения кодов и задатчик уставки.The technical result is achieved by the fact that in the known AC voltage regulator containing a discrete action regulator included between the input and output terminals, as well as a counter, a clock driver connected to the input terminals by the input and the output to the counter counter input, and a code comparison circuit , the first input of which is connected to the output of the calculation unit, the second input - to the output of the counter, a block of current value meters is introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the analog comparators and with the inputs of two analog multiplexers, a combinational device whose inputs are connected to the outputs of the analog comparators, and the output is connected to one of the inputs of the adder and the address inputs of the analog multiplexers, the block of analog comparators, two multiplexers, the outputs of which are connected to the inputs of the ADC block, the input of which is also the signal from the setpoint adjuster is connected, the calculation unit, to the inputs of which the ADC outputs are connected, and the output is connected to one of the inputs of the code comparison circuit and the setpoint adjuster.
Схема предложенного регулятора переменного напряжения изображена на фиг.1. Он содержит формирователь синхроимпульсов 1, входы которого соединены с входными выводами дискретно-регулируемого трансформатора (ДРТ), а выход соединен со счетным входом счетчика 6, дешифратор 2, вход которого соединен с выходом сумматора 4. Выходы дешифратора 2 подключаются к соответствующим электронным ключам секций ДРТ. Один из входов сумматора 4 соединен младшим разрядом с выходом схемы сравнения кодов 5, а остальными разрядами с выходом источника логического нуля 3, другой вход сумматора 4 подключен к выходу комбинационного устройства 7. Выходы блока измерителей 9 действующего значения соединены с входами блока аналоговых компараторов 8. Выходы блока аналоговых компараторов 8 поступают на входы комбинационного устройства 7. Выход комбинационного устройства 7 подключен к одному из входов сумматора 4 и к адресным входам мультиплексоров 13 и 14. Выходы мультиплексоров подключены к входам блока АЦП 11, на еще один вход которого поступает сигнал с выхода задатчика уставки 10. Входы блока вычисления 12 соединены с выходом блока АЦП, а выход блока вычисления подключен к одному из входов схемы сравнения кодов. Задатчик уставки 10 соединен с одним из входов каждого аналогового компаратора.The circuit of the proposed AC voltage regulator is shown in figure 1. It contains a
Формирователь синхроимпульсов 1 выполнен на микросхеме 554САЗ, счетчик 6, источник логического нуля 3, дешифратор 2, сумматор 4, схема сравнения кодов 5, комбинационное устройство 7, блок вычисления 12 могут быть выполнены на микросхеме микроконтроллера AT90S1200. Аналоговые мультиплексоры 13 и 14 могут быть выполнены на микросхеме 590КН1. Измерители действующего значения 9 могут быть построены на микросхемах LH0091. Для блока АЦП 11 могут быть использованы микросхемы AD9634. Блок аналоговых компараторов может быть выполнен на операционных усилителях LM741.The
На фиг.2 изображены временные диаграммы, поясняющие принцип функционирования предложенного регулятора переменного напряжения. Работа предложенного регулятора переменного напряжения происходит следующим образом. В начальном состоянии содержимое счетчика равно нулю. При старте каждого периода регулирования блок вычисления 12 производит расчет момента переключения и выдает его на вход схемы сравнения кодов 5. Формирователь синхроимпульсов 1 формирует из напряжения сети короткие импульсы, соответствующие началу каждого полупериода напряжения сети. С началом полупериода импульс с выхода формирователя синхроимпульсов 1 поступает на счетный вход счетчика 6, что инкрементирует содержимое счетчика. Код s с выхода счетчика 6 поступает на один из выходов схемы сравнения кодов 5, которая сравнивает его с кодом q, поступающим на второй вход от блока вычисления 12. Код q определяет момент переключения между дискретными уровнями напряжения. Если (s<q), то на выходе схемы сравнения кодов 5 сигнал логического нуля (r=0), иначе логическая единица (r=1). Значение r с выхода схемы сравнения кодов 5 поступает на младший разряд одного из входов сумматора 4, на второй вход которого подается значение от комбинационного устройства 7, которое определяет номер подключаемой секции в начале цикла регулирования. После переполнения счетчика 6 начинается новый цикл регулирования. Далее работа устройства повторяется.Figure 2 shows timing diagrams explaining the principle of operation of the proposed AC voltage regulator. The work of the proposed AC voltage regulator is as follows. In the initial state, the contents of the counter are zero. At the start of each regulation period, the calculating unit 12 calculates the switching moment and outputs it to the input of the code comparison circuit 5. The
Мощность на нагрузке будет определяться следующим выражениемThe power at the load will be determined by the following expression
где n - число полупериодов сети, когда к нагрузке подключена секция с мощностью P1;where n is the number of half-periods of the network when a section with a power of P 1 is connected to the load;
N - длительность цикла регулирования в полупериодах сети;N is the duration of the control cycle in half periods of the network;
Р1 и Р2 - мощности начального и конечного уровня соответственно.P 1 and P 2 are the power of the initial and final level, respectively.
Так как мощность прямо пропорциональна квадрату действующего значения напряжения получим следующую формулуSince the power is directly proportional to the square of the effective voltage value, we obtain the following formula
Выразим n из вышеприведенного выраженияExpress n from the above expression
Исходя из данного выражения, можно найти момент переключения с одной секции на другую (число полупериодов сетевого напряжения, когда подключена начальная секция). Для этого необходимо знать действующие напряжения начальной и конечной секций Uд1 и Uд2 соответственно, а также действующее напряжение Uдейст, которое требуется получить на нагрузке.Based on this expression, you can find the moment of switching from one section to another (the number of half-periods of the mains voltage when the initial section is connected). For this, it is necessary to know the effective voltages of the initial and final sections U d1 and U d2, respectively, as well as the effective voltage U deyst , which must be obtained at the load.
На фиг.3 приведена схема подключения измерителей к секциям ДРТ. Каждый измеритель выдает аналоговый сигнал Vi, пропорциональный действующему напряжению секции. Причем V1<V2<V3<…<Vm-1<Vm.Figure 3 shows the connection diagram of the meters to the sections of the DRT. Each meter gives an analog signal V i proportional to the current voltage of the section. Moreover, V 1 <V 2 <V 3 <... <V m-1 <V m .
Сигналы с измерителей поступают на блок аналоговых компараторов, каждый из которых сравнивает уровень секции Vi с уставкой V0 действующего значения напряжения на нагрузке.The signals from the meters are fed to the block of analog comparators, each of which compares the level of the section V i with the setpoint V 0 of the effective voltage value at the load.
Аналоговый компаратор выдает сигнал логической единицы, если уровень уставки больше сигнала с измерителя действующего значения, в ином случае логический ноль. Уставка не может быть меньше минимального напряжения и больше максимального напряжения выдаваемого ДРТ, а значит, сигналы с первого и последнего измерителей можно исключить из анализа для определения номера секции, подключаемой в начале периода регулирования, так как их соотношение с уставкой заранее определено (V0>V1, V0<V5 всегда).An analog comparator generates a signal of a logical unit if the setpoint level is greater than the signal from the meter of the actual value, otherwise a logical zero. The set point cannot be less than the minimum voltage and more than the maximum voltage generated by the DRT, which means that the signals from the first and last meters can be excluded from analysis to determine the number of the section connected at the beginning of the regulation period, since their ratio with the set point is predefined (V 0 > V 1 , V 0 <V 5 always).
Комбинационное устройство (КУ) суммирует сигналы, поступающие на его входы от аналоговых компараторов, а результат в виде k-разрядного кода поступает на выход. Разрядность кода k на выходе КУ зависит от количества секций ДРТ и находится по формуле (4) с округлением до целого числа в большую сторону. Выход КУ определяет номер секции, подключаемой в начале периода регулированияA combinational device (KU) summarizes the signals received at its inputs from analog comparators, and the result in the form of a k-bit code is output. The capacity of the code k at the output of the control unit depends on the number of sections of the DRT and is found by formula (4) with rounding to the nearest whole number. The output of the control unit determines the number of the section connected at the beginning of the regulation period
где m - количество секций ДРТ.where m is the number of sections of the DRT.
Например, значение уставки V0 находится между сигналами измерителей V3 и V4, то есть V0 больше, чем V1 V2, V3, и меньше, чем V4, V5, …, Vm. В этом случае, на КУ логическая единица поступит от аналоговых компараторов АК1 и АК2, на остальных входах КУ будут нули. После суммирования на выходе будет двоичный код 102, который означает, что в начале периода регулирования логическая единица будет подана на электронный ключ К3.For example, the setpoint value V 0 is between the signals of the V 3 and V 4 meters, that is, V 0 is greater than V 1 V 2 , V 3 , and less than V 4 , V 5 , ..., V m . In this case, the logic unit will go to the control unit from the analog comparators AK 1 and AK 2 , and the remaining inputs of the control unit will have zeros. After summing, the output will be binary code 10 2 , which means that at the beginning of the regulation period, the logical unit will be fed to the electronic key K3.
Код с выходов КУ поступает на один из входов сумматора 4. Также код с выхода КУ поступает на адресные входы мультиплексоров. Мультиплексор (13) присоединяет на свой выход действующее значение начального уровня, а мультиплексор (14) - действующее значение конечного уровня. Сигналы с выходов мультиплексоров и значение уставки преобразуются с помощью блока АЦП в двоичные коды и поступают на входы ЭВМ. ЭВМ по формуле (3) вычисляет количество полупериодов, в течение которых выдается начальный уровень напряжения и выдает его на вход схемы сравнения кодов 5.The code from the outputs of the KU goes to one of the inputs of the adder 4. Also, the code from the output of the KU goes to the address inputs of the multiplexers. The multiplexer (13) attaches the actual value of the initial level to its output, and the multiplexer (14) - connects the effective value of the final level. The signals from the outputs of the multiplexers and the setting value are converted using the ADC block into binary codes and are fed to the computer inputs. The computer according to the formula (3) calculates the number of half-periods during which the initial voltage level is issued and gives it to the input of the code comparison circuit 5.
По сравнению с известным регулятором переменного напряжения [2] данный регулятор напряжения при изменении напряжения питающей сети определяет номера подключаемых секций и пересчитывает момент переключения между ними так, чтобы действующее напряжение на выходе регулятора соответствовало уставке. Не требуется перепрограммирование элементов регулятора при использовании в нем других дискретных трансформаторов, имеющих такое же количество секций.Compared with the known AC voltage regulator [2], when the voltage of the supply network changes, the voltage regulator determines the numbers of the connected sections and recounts the switching time between them so that the effective voltage at the output of the regulator corresponds to the setting. No reprogramming of the controller elements is required when using other discrete transformers with the same number of sections.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129596/08A RU2494436C1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Ac voltage regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129596/08A RU2494436C1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Ac voltage regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494436C1 true RU2494436C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129596/08A RU2494436C1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Ac voltage regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494436C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001175342A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Kawamura Electric Inc | Ac voltage regulating device and method for controlling the device |
JP2001218364A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-10 | Digian Technology Inc | Ac voltage regulating circuit |
WO2008097209A1 (en) * | 2007-02-10 | 2008-08-14 | Bohachev Oleksandr Mykolaiovyc | Alternating voltage regulator |
RU2339071C1 (en) * | 2007-07-13 | 2008-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" (РГАТА им. П.А. Соловьева) | Alternate voltage controller |
RU2386993C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Variable voltage controller |
-
2012
- 2012-07-12 RU RU2012129596/08A patent/RU2494436C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001175342A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Kawamura Electric Inc | Ac voltage regulating device and method for controlling the device |
JP2001218364A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-10 | Digian Technology Inc | Ac voltage regulating circuit |
WO2008097209A1 (en) * | 2007-02-10 | 2008-08-14 | Bohachev Oleksandr Mykolaiovyc | Alternating voltage regulator |
RU2339071C1 (en) * | 2007-07-13 | 2008-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" (РГАТА им. П.А. Соловьева) | Alternate voltage controller |
RU2386993C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Variable voltage controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201319795A (en) | Power supply for processor and control method thereof | |
Bi et al. | Degeneracy relations in QCD and the equivalence of two systematic all-orders methods for setting the renormalization scale | |
JP2011167061A5 (en) | ||
EP2784620A1 (en) | Feed-forward control method and device | |
EP3109647B1 (en) | Method and arrangement for measuring insulation resistance of photovoltaic system | |
EP3370146A1 (en) | Analog to digital conversion yielding exponential results | |
RU2386993C1 (en) | Variable voltage controller | |
ATE51114T1 (en) | METHOD OF CONTROLLING A STATIC CONVERTER IN AN HGUE SYSTEM AND CONVERTERS WITH CONTROL TO APPLY THIS METHOD. | |
RU2494436C1 (en) | Ac voltage regulator | |
CN103152041B (en) | The system of a kind of fine-structure constant variation measuring method and application the method | |
EP2553819A1 (en) | Apparatus and method for voltage sensing | |
US4670713A (en) | Tieline control | |
RU2339071C1 (en) | Alternate voltage controller | |
CN113702896B (en) | System and method for measuring direct-current electric energy standard meter error based on voltage reference | |
Velikanov et al. | Control system for magnet power supplies for Novosibirsk free electron laser | |
RU2580941C1 (en) | Phase voltage imbalance corrector | |
RU2468410C1 (en) | Alternating voltage regulator | |
CN106066660A (en) | A kind of frequency and amplitude program-controlled low-frequency sine reference signal production method | |
CN111505383A (en) | Device for measuring impedance of load | |
O'Connell et al. | Digital energy metering for electrical system management | |
Župunski et al. | On-line determination of the measurement uncertainty of the stochastic measurement method | |
CN102721862A (en) | Method for reducing electric energy pulse jitter | |
Dharmawan et al. | Timing management for acquisitions of AC voltage and current signals using an AVR microcontroller based system | |
RU2543509C1 (en) | Reactive power controller | |
RU2393524C1 (en) | Alternate voltage controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160713 |