SU1365068A1 - Стабилизатор мощности переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вторичным источникам питани  и может быть использовано дл  регулировани  и стабилизации средней мощности активной нагрузки, питаемой от однофазной или многофазной сети переменного тока. Целью изобретени   вл етс  расширение функгуюнальных возможностей. Средн   мощность регулируетс  изменением отношени  продолжительностей открытого и закрытого состо ний ти- ристорного ключа 2 в течение каждого периода повторени , содержащего п полупериодрв сетевого напр жени . Тиристоры стабилизатора в каждом периоде повторени  открыты в течение времени , когда напр жение цифроаналого- вого преобразовател  8 меньше управл ющего напр жени . Вход опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател  через фильтр 12 низкой частоты , делитель 1I напр жени  и выпр митель 9 соединен с питающей сетью , а к его цифровому входу подклю- чей выход счетчика 7 импульсов, вход которого соединен с выходом преобразовател  6 ток нагрузки-частота. 1 ил. (Л

Description

hHIZJ

со а ел

О О5

оо

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  регулировани  и стабилизации мощности электронагревательных приборов , питаемых от однофазной или многофазной сети, в частности дл  регулировани  мощности зар дки электрических теплоаккумул дионных установок .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей стабилизатора мощности переменного тока.

На чертеже показана функциональна  схема стабилизатора мощности переменного тока.

Устройство содержит последовательно соединенные входные выводы 1, ти- ристорный ключ 2, датчик 3 тока нагрузки , выполненный, например, в виде трансформатора тока, и выходные выводы 4, первый выпр митель 5, входом соединенный с датчиком 3 тока, а выходом соединенный с входом преобразовател  6 ток - частота, выход которого соединен со счетным входом счетчика 7 импульсов, а выход последнего соединен с цифровым входом аналого-цифрового преобразовател  8. Входы второго выпр мител  9 и узла 10 синхронизации соединены с входными выводами 1. Выход второго вьшр - мител  9 через делитель 11 напр жени  и фильтр 12 низкой частоты соединен с входом опорного напр жени  цифро- аналогового преобразовател  8. Выход узла 10 синхронизации соединен с первым входом узла 13 совпадени  и через делитель 14 частоты соединен с обнул ющим входом счетчика 7 импульсов. Второй вход узла 13 совпадени  соединен с выходом узла 16 сравнени , первый вход которого соединен с источником 16 управл ющего напр жени , а второй вход соединен с аналоговым выходом цифроаналогового преобразовател  8. Выход узла 13 совпадени  через формирователь 17 импульсов соединен с тиристорным ключом 2.

Устройство работает следующим образом .

В моменты.переходов сетевого напр жени  через нуль узел 10 синхронизации формирует короткие импульсы. Делитель 14 частоты, имеющий коэффициент делени  п, задает продолжительность периода широтно-импульсного регулировани  выходной мощности. С приходом п-го синхронизирующего импульса на выходе делител  14 часто

Г

0

5

0

5

0

5

ТЫ по вл етс  короткий импульс, об- нул ю1чий счетчик 7 импульсов. Нулевой выходной код счетчика 7 подаетс  на цифровой вход аналого-цифрового преобразовател  8 и сбрасывает его выходное аналоговое напр жение до нул . Так как напр жение на выходе источника 16 управл ющего напр жени  больше выходного напр жени  цифро- аналогового преобразовател  8, на выходе узла 15 сравнени  по вл етс  сигнал логической 1, который открывает узел 13 совпадени , и синхрони- зирую1 у е импульсы с выхода узла 10 синхронизации проход т через узел 13 совпадени  и через формирователь 17 импульсов открывают силовой ти- ристорный ключ 2. Нагрузка подключаетс  к питающей сети и выходной сигнал датчика 3 тока нагрузки, пропорциональный току нагрузки, выпр мл етс  первым вьтр мителем 5 и подаетс  на вход преобразовател  6 ток - частота , выходные импульсы которого начинают заполн ть счетчик 7 импульсов. Выходной код счетчика 7 импульсов увеличиваетс  и это вызывает увеличение выходного аналогового напр жени  цифроаналогового преобразовател  8, на вход опорного напр жени  которого через делитель 11 напр жени  и фильтр 12 низкой частоты подаетс  вторым выпр мителем 9 выпр мленное напр жение питающей сети 1.

Частота импульсов на выходе преобразовател  6 ток - частота пропорциональна среднему значению тока нагрузки, т.е.

.I,p,(1)

где f - частота на выходе преобразовател  6 ток - частота; К, - коэффициент пропорциональности; 1,„ - средний ток нагрузки.

Код на выходе счетчика 7 импульсов

50

Г

(2)

где С

t,. - выходной код счетчика 7 импульсов (количество подсчитанных импульсов за врем  t);

врем  от начала периода повторени ;

Тс

(3)

где m - число полупериодов сетевого напр жени , прошедших к нагрузке с начала периода повторени ;

период сетевого напр жени  ), ( 2) и (З) получают

(А)

с,-, Из и .

,1,ш.

Выходное аналоговое напр жение цифроаналогового преобразовател  8 определ етс  выражением

иц. Hi.

где и

и,лп

h,U ,N on

выходное напр жение цифро- аналогового преобразовател ;

соответственно шаг квантовани , опорное напр жени и разр дность цифроаналогового преобразовател . Опорное напр жение цифроаналогового преобразовател  8 пропорционально среднему значению сетевого на- пр жени . Дл  обеспечени  этой пропоциональности примен ют второй выпр митель 9, делитель 11 напр жени  и фильтр 12 низкой частоты. С учетом изложенного и выражений (4) и (5) получают

иц.,и,,(6)

где Uj. - среднее значение питающего

напр жени .

Средн   мощность на активной нагрузке за период повторени  при широ но-импульсном регулировании определ ют выражением

РСР г J пг

(7)

где Т - период повторени ;

п - число полупериодов сетево- го напр жени  в периоде повторени  (коэффициент делени  делител  14 частоты). Из (б) и (7) следует, что выходное напр жение цифроаналогового пре- образовател  8 пр мо пропорционально средней мощности на нагрузке, подключенной к выходным выводам 54 стабилизатора. Следовательно, дл  получени  стабилизированной средней выходной мощности, пропорциональной управл ющему напр жению, в узле 15 сравнени  выравнивают выходное напр жение цифроаналогового преобразо2 тте

,

10

15

30

35

е 20 25 р

т-

45 50 55 40

вател  8 с управл ющим напр жением, получаемым с выхода источника 16 управл ющего напр жени . Как только выходное напр жение цифроаналогового преобразовател  достигает уровн  управл ющего напр жени , на выходе узла 15 сравнени  по вл етс  сигнал логического О, узел 13 совпадени  закрываетс , проход управл ющих импульсов прекращаетс  и тиристорный ключ 2 закрываетс .

Таким образом, устройство осуществл ет широтно-импульсное регулиро- вани и стабилизацию средней выходной мощности, причем средн   мощность пр мо пропорциональна управл ющему напр жению.

Главным преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  возможность применени  его без существенных изменений дл  регулировани  и стабилизации общей средней мощности многофазной нагрузки, питаемой от многофазной сети.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизатор мощности переменного тока, содержащий последовательно соединенные между входными и выходными выводами тиристорный ключ и датчик тока, первый выпр митель, входом соединенный с выходом датчика тока, источник управл ющего напр жени , выходом соединенный с первым входом узла сравнени , а также второй выпр митель и узел синхронизации, соединенные с входными выводами, причем выход узла синхронизации соединен с входом делител  частоты и с первым входом узла совпадени , выход которого через формирователь импульсов соединен с управл юпшм входом тиристорного ключа, отличающийс  тем, что, с целью рас- щирени  функциональных возможностей, в него введены преобразователь ток - частота, счетчик импульсов, цифро- аналоговый преобразователь, делитель напр жени  и фильтр низкой частоты, причем вход преобразовател  ток - частота соединен с выходом первого выпр мител , а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов,- обнул ющий вход которого соединен с выходом делител  частоты, а выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразовател , вход опорного напр жени  которого через последовательно соединенные фильтр низ- 1365068

   кой частоты и делитель напр жени  дом узла сравнени , выход которого соединен с выходом второго выпр ми- соединен с вторым входом узла совпа- тел , а выход соединен с вторым вхо- дени .