SU1236423A1 - Цифрова система управлени источником питани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гальванотехнике и может быть использовано дл  управлени  источником питани  гальванической ванны. В системе решаетс  задача повышени  надежности, точности и быстроты стабилизации выходного тока источника питани . Сигнал, пропорциональный выходному току источника питани , преобразуетс  в аналого-цифровом преобразователе и поступает на один из входов измерител  рассогласовани , на другой вход которого поступает сигнал с первого выхода программного задатчика. Измеритель рассогласовани  работает в режиме трехпозиционного релейного элемента, подключа  выходной сигнал генератора импульсов на суммирующие или вычитающие входы первого реверсивного счетчика или отключа  выходной сигнал генератора от них. При переполнении первого счетчика импульс с его первого выхода поступает на соответствующие входы второго реверсивного счетчика. Выходной сигнал второго счетчика через первый дешифратор поступает на первый исполнительный механизм, который состоит из усилителей и управл ет включением си- мисторов первого каскада источника питани . Симисторы, включа сь, поключают всю первичную обмотку силового трансформатора или ее часть к источнику сетевого питани . Сигнал с второго выхода первого реверсивного счетчика через второй дешифратор и регистр сдвига поступает на второй исполнительный механизм, управл ющий включением транзисторов второго каскада источника питани . Регистр сдвига управл ет переключением транзисторов во времени, оставл   неизменным общее число включенных транзисторов. Сигнал с второго выхода программного задатчика поступает на вычислительное устройство, которое, воздейству  на второй исполнительный механизм, закрывает все транзисторы и формирует паузы выходного тока источника питани , а воздейству  через третий исполнительный механизм на тиристоры третьего каскада источника питани , осуществл ет реверс тока источника питани . 3 ил. Ф (Л ГчЭ со (35 4 го со

Description

Изобретение относитс  к гальванотехнике и может быть использовано дл  управлени  источником питани  гальваниче ской ванны.

Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  системы.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема системы; на фиг. 2 и 3 - диаграммы токов на выходах основных элементов системы.

На схеме обозначены первый каскад 1 источника питани , силовой трансформатор 2, выпр митель 3, переключатель 4, ти- ристорный преобразователь 5, электроды 6, датчик 7 тока, аналого-пифровой преобразователь 8, измеритель 9 рассогласовани , программный задатчик 0, третье вычислительное устройство И, генератор 12 импульсов , элементы И 13, третий исполнительный механизм 14, блок 15 управлени  счетом , реверсивные счетчики 16 и 17, второй депшфратор 18, регистр 19 сдвига, первый дешифратор 20, первый исполнительный механизм 21, источник 22 сетевого напр жени , симисторы 23, выпр мительный мост 24, конде1 сатор 25, транзисторы 26-28, резисторы 29-31, тиристоры 32-35. второй исполнительный механизм 36, первое и второе вычислительные устройства 37 и 38, усилители 39-41, второй и третий каскады 42 и 43 источника питани . ЗГ- ток на выходе i-ro транзистора, 1ок. - ток на выходе системы, Ui, L:2, U.i - выходные напр жени  системы в режиме пауз при пр мой и реверсивной работе системы, Uc- напр жение синхронизации.

В состав первого каскада 1 источника питани  вход т симисторы 23, в состав выпр мител  3 - выпр мительный мост 24 и конденсатор 25, в состав переключател  4 - транзисторы 26-28 и резисторы 29-31.

Второй каскад 42 источника питани  содержит силовой трансформатор 2, выпр митель 3 и переключатель 4, третий каскад 43 источника питани  - тиристорный преобразователь 5 с тиристорами 32-35.

Первый исполнительный механизм 21 имеет усилители 39-41, второй исполнительный механизм 36 - элементы И 13, второе вычислительное устройство 38 имеет генератор 12 импульсов, блок 15 управлени  счетом и реверсивный счетчик 16, первое вычислительное устройство 37 - реверсивный счетчик 17.

Система работает следующим образом.

Сетевое напр жение с выходов источника

22сетевого напр жени  через симисторы

23первого каскада I источника питани  поступает на всю первичную об.мотку или ее часть силового тр ансформатора 2 второго каскада 42 источника питани .

В зависимости от того, подключена вс  первична  обмотка силового трансформатора 2 или только ее часть, на его вторичной обмотке будет получено большее или меньшее по величине напр жение.

К вторичной обмотке силового трансформатора 2 подключен выпр митель 3, который преобразует переменное напр жение электрического тока в посто нное. Выпр мленное напр жение поступает на вход переключател  4, выполненного в виде параллельно включенных транзисторов 26-28 с последовательно установленными токоограни- чивающими резисторами 29-31. Выход переключател  4 подключен к тиристорному

преобразователю 5 третьего каскада 43 источника питани , который измен ет пол рность технологического тока на электродах

6в гальванической ванне.

Последовательно с электродами 6 соеди- т нен датчик 7 тока, предназначенный дл  измерени  величины протекающего технологического тока. Сигнал с выхода датчика

7тока, пропорциональный протекающему технологическому току, поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  8, прев0 ращающего этот сигнал в цифровую форму . Код с выхода аналого-цифрового преобразовател  8 подаетс  на один из входов измерител  9 рассогласовани , на другой вход которого поступает цифровой сигнал с первого выхода программного задатчика 10 технологического тока, который может быть выполнен на базе микро-ЭВМ.

Сигнал с второго выхода программного задатчика 10 поступает на вход третьего вычислительного устройства 11, которое осуQ ществл ет формирование сигнала, управл ющего реверсом и паузами технологиче ского тока. Сигнал с первого выхода третьего вычислительного устройства 11 поступает на один из входов элементов И 13, вход щих в состав второго исполнительного

; механизма 36 и управл ющих включением и выключением транзисторов 26-28. Сигнал с второго выхода третьего вычислительного устройства 11 поступает на вход третьего исполнительного механизма 14, осуществл ющего управление включением и выключе0 нием тиристоров 32-35 тиристорного преобразовател  5.

На выходе измерител  9 рассогласовани  формируетс  сигнал:

.19

Ь при 1и) 1 ,

Ig при Г1П Is,

при

Ь,

где Iin - сигнал на первом выходе программного задатчика lOj

Ь - выходной сигнал аналого-цифрового преобразовател  8. При поступлении сигнала Ig на вход блока 15 управлени  счетом он вырабатывает сигнал, разрешающий поступление импульсов с выхода генератора 12 импуль- сов на суммирую1ций вход реверсивного счетчика 16.

При поступлении сигнала IQ на вход блока 15 управлени  счетом он вырабатывает сигнал, запрещающий поступление и.мпуль10

сов с выхода генератора 12 импульсов на входы реверсивного счетчика 16.

При поступлении сигнала Ig на вход блока 15 управлени  счетом он вырабатывает сигнал, разрешающий поступление импульсов с выхода генератора 12 импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 16.

При переполнении реверсивного счетчика 16 импульсы с его выхода поступают на вход реверсивного счетчика 17, в котором они суммируютс  или вычитаютс .

Сигнал с второго выхода реверсивного счетчика 16 поступает через второй дешифратор 18 на вход регистра 19 сдвига, в котором происходит запись информации, получаемой с выхода второго дешифратора 15 18. Выходной сигнал регистра 19 сдвига поступает на вход соответствующего элемента И 13 второго исполнительного механизма 36, который воздействует на соответствующий транзистор 26 (27, 28) переключател  4.

Выходной сигнал реверсивного счетчика 17 через первый дешифратор 20 поступает на вход соответствующего усилител  39 (40, 41), вход щего в состав первого исполнитс  код и реверсивный счетчик 16 будет суммировать или вычитать импульсы до тех пор, пока I o не станет равным Ь, т.е. заданный ток будет равным технологическому току. В этом случае цифрова  система рабо- тает как стабилизатор технологического тока или плотности технологического тока.

Посто нный ток на выходе источника питани  будет при наличии на входах элементов И 13 разрешающего сигнала, поступающего с выхода третьего вычислительного устройства II. При отключении разрешающего сигнала от входов элементов И 13 последние выключают транзисторы 26-28 переключател  4.

При формировании на выходе источника питани  импульсного тока и изменении его направлени  (фиг. 3) на входы элементов И 13 с выхода третьего вычислительного устройства 11 подаетс  управл ющий сигнал Ui, формирующий паузы между импульсами тока. При сигнале Ui О, ток на выходе ис: точника питани  отсутствует. Длительность импульсов и пауз тока задаетс  по программе в программном задатчике 10.

При формировании посто нного напр жени  или импульсов тока противоположной

20

нительного механизма 21, который осущест- 25 пол рности (реверс тока) третье вычислительвл ет включение соответствующих симис- торов 23 первого каскада 1 источника питани . Причем, чем большее число записано в реверсивном счетчике 17, тем меньшее число витков первичной обмотки силового

кое устройство 11 вырабатывает управл ющий сигнал U,i и снимает с выхода сигнал Uo. При этом выключаетс  определенна  группа тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса)

трансформатора 2 подключаетс  через си- 30 технологического тока и одновременно выкмисторы 23 к источнику 22 сетевого напр жени .

При формировании на выходе источника питани  значени  технологического тока, равного по величине трем амплитудам, формируемым каждым из включенных транзисторов 26-28 переключател  4 (фиг. 2), в регистре 19 сдвига будет записано число, равное значению выходного кода реверсивного счетчика 16, т.е. равное тре.м. Это число будет сдвигатьс  импульсами напр жени  синхронизации Uc по кольцевому регистру 19 сдвига, т.е. в каждый момент времени будут включены три выхода регистра 19 сдвига и, соответственно, три транзистора переключател  4.

С каждым импульсом синхронизации регистр 19 сдвига переключаетс  и переключает транзисторы переключател  4, но число включенных в нем транзисторов при этом всегда будет равно трем, и на выходе источника будет присутствовать посто нный ток, равный сумме токов трех транзисторов переключател  4. Дл  изменени  значени  тока источника питани  необходимо изменить код, выдаваемый программным задатчиком 10. При произвольном изменении значени  тока на выходе источника питани  из-за нестабильности напр жени  питающей сети или при изменении параметров гальванического процесса на выходе аналого-цифрового преобразовател  8 изме35

40

45

50

55

ключаетс  переключатель 4, после чего на выходе источника питани  исчезает ток и происходит выключение схемы 5 изменени  пол рности (реверса).

При включении транзисторов 26-28 переключател  4 подаетс  сигнал включени  реверса Us и подключаетс  друга  пара тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса) тока. При этом одновременно по программе можно измен ть и величину тока измененной пол рности .

Выключение переключател  4 обеспечивает выключение тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса) за счет сн ти  сигналов управлени  с их управл ющих электродов, что исключает применение сложных схем принудительного закрыти  тиристоров.

Claims (1)

1. Предлагаема  замкнута  цифрова  система позвол ет автоматически по заданной программе устанавливать с больщой точностью и быстродействием определенную величину выходного тока, задавать длительность импу,1ьсов и пауз, длительность пр мых и реверсированных импульсов, что обеспечивает получение широких технологических возможностей ее использовани . Формула изобретени 

   Цифрова  система управлени  источником питани , содержаща  последовательно соединенные программный задатчик, измери

   нитс  код и реверсивный счетчик 16 будет суммировать или вычитать импульсы до тех пор, пока I o не станет равным Ь, т.е. заданный ток будет равным технологическому току. В этом случае цифрова  система рабо- тает как стабилизатор технологического тока или плотности технологического тока.

   Посто нный ток на выходе источника питани  будет при наличии на входах элементов И 13 разрешающего сигнала, поступающего с выхода третьего вычислительного устройства II. При отключении разрешающего сигнала от входов элементов И 13 последние выключают транзисторы 26-28 переключател  4.

   При формировании на выходе источника питани  импульсного тока и изменении его направлени  (фиг. 3) на входы элементов И 13 с выхода третьего вычислительного устройства 11 подаетс  управл ющий сигнал Ui, формирующий паузы между импульсами тока. При сигнале Ui О, ток на выходе ис: точника питани  отсутствует. Длительность импульсов и пауз тока задаетс  по программе в программном задатчике 10.

   При формировании посто нного напр жени  или импульсов тока противоположной

   кое устройство 11 вырабатывает управл ющий сигнал U,i и снимает с выхода сигнал Uo. При этом выключаетс  определенна  группа тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса)

   технологического тока и одновременно вык

   0

   5

   0

   5

   ключаетс  переключатель 4, после чего на выходе источника питани  исчезает ток и происходит выключение схемы 5 изменени  пол рности (реверса).

   При включении транзисторов 26-28 переключател  4 подаетс  сигнал включени  реверса Us и подключаетс  друга  пара тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса) тока. При этом одновременно по программе можно измен ть и величину тока измененной пол рности .

   Выключение переключател  4 обеспечивает выключение тиристоров тиристорного преобразовател  5 изменени  пол рности (реверса) за счет сн ти  сигналов управлени  с их управл ющих электродов, что исключает применение сложных схем принудительного закрыти  тиристоров.

   Предлагаема  замкнута  цифрова  система позвол ет автоматически по заданной программе устанавливать с больщой точностью и быстродействием определенную величину выходного тока, задавать длительность импу,1ьсов и пауз, длительность пр мых и реверсированных импульсов, что обеспечивает получение широких технологических возможностей ее использовани . Формула изобретени 

   Цифрова  система управлени  источником питани , содержаща  последовательно соединенные программный задатчик, измеритель рассогласовани , первое и второе вычислительные устройства, первый дешифратор и первый исполнительный механизм, соединенный выходами с входами первого каскада источника питани , а выход источника питани  через аналого-цифровой преобразователь подключен к второму входу измерител  рассогласовани , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  системы, в ней установлены последовательно соединенные второй дешифратор, регистр сдвига, второй исполнительный механизм, а также третье вычислительное устройство, третий исполнительный механизм, второй и третий каскад источника питани , причем второй выход второго вычислительного устройства, соединен с входом второго дешифратора, второй выход программного задатчика соединен с входом третьего вычислительного устройства, подключенного первым и вторым выходами к второму входу второго исполнительного механизма и к входу третьего исполнительного механизма, соединенного

   выходами с входами третьего каскада источника питани , входы второго каскада которого подключены к выходу второго исполнительного механизма.

   Составитель Ю. Гладков

   Редактор Н. ТупицаТехред И. ВересКорректор И. Муска

   Заказ 3088/49Тираж 836Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий

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

   Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   фиг.г

   Фиг.З