SU1390742A1 - Импульсный регул тор мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  регулировани  электрических величин и может быть использовано дл  регулировани  мощности в электротермических установках с омическим ; нагревом. Цель изобретени  - повьше- ние качества регулировани  мощности за счет того, что при регулировании мощности изменением числа подключений нагрузки к сети в течение посто нного интервала регулировани  со временем каждого подключени , равным целому числу периодов питающего напр жени  коммутации мощности к нагрузке, на каждом такте интервала регулировани  определ етс  с учетом получени  минимального значени  отклонение фактического значени  энергии, поданной в объект, от требуемого значени , обеспечиваетс  важность получени  минимально возможного уровн  колебаний регулируемого параметра температуры электротермической установки. 2 ил. ш (Л

Description

со со о

4 Ю

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  исполь- :3овани  в качестве импульсного регу- П тора электрической мощности в электротермических установках, подключенных к сети переменного тока.

Цель изобретени  - повышение качества регулировани  мощности за счет уменьшени  уровн  колебаний регулируемой величины, вызванных неравномерностью частоты подключени  нагрузки к сети.

На фиг, 1 представлена структурна  схема импульсного регул тора мощности; на фиг. 2 - диаграммы его работы .

Регул тор содержит формирователь 1 синхроимпульсов, входами подключенный к фазам А, В и С трехфазной сети 2, а выходом - к счетному ВХОДУ третьего счетчика 3, параллельные информационные входы каждого разр да которого соединены с соответст- йующими выходами второго сче гчика 4. Выход счетчика 3 соединен со счетным входом четвертого счетчика 5, Вторым входом элемента ИЛИ 6 и управл ющим входом элемента 7 задержки, выход которого подключен к входу формирующего ключа 8, своим выходом Подключенного к управл ющему электроду управл емого вентил  9, последовательно соединенного с нагрузкой 10 И одной фазой сети 2, причем к этой е фазе подключен тактовый вход управл емого элемента 7 задержки. Управл ющий вход счетчика 11, вход установки в О счетчика 4 и тактовый вход генератора 12 пачки импуль- Сов подключены к выходу счетчика 5, а шины управл ющего сигнала К соответствующим параллельным входам 13 и 14 счетчиков 5 и 11. Выход генератора 12 пачки импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, а его управл ющие входы 15 - с шинами кода интервала регулировани .

Каждый из синхронизаторов на своем выходе формирует импульсы, соответствующие моменту перехода через О фазы сети на его входе. Счетчики 3 и 5 могут быть выполнены по схеме делител  частоты с измен емым коэффициентом делени  на основе реверсивных счетчиков, имеющих парал-пельные входы каждого разр да„ суммирующие и вычитающие (счетные) входы и вход разрешени  параллельной записи.

Счетчик 11 представл ет собой двоичный счетчик, имеющий параллель- ные входы каждого разр да, тактовый

вход, подачей управл ющего сигнала на который осуществл етс  параллельна  запись в каждый разр д, а выход последнего разр да счетчика  вл етс  его выходом. Формирующий ключ 6 предназначен дл  формировани  импульса включени  управл емого вентил  с параметрами, определ емыми характеристиками управлени  используемых вентилей.

Принцип работы импульсного регул тора мощности заключаетс  в следующем .

Среднее значение мощности Р„ , подводимое к нагрузке, определ етс 

соотношением времени включенного состо ни  нагрузки Тц и некоторого посто нного интервала регулировани  Тр, т.е. Р PW (Тв/Тр), где Р - максимальное значение мощности в

нагрузке, а значение Tj/Tp определ ет глубину регулировани . Так как период регулировани  выбираетс  посто нным , то отработка заданной глубины регулировани  мощности осуществл етс  изменением времени включенного состо ни  нагрузки, при этом на интервале импульсного регулировани  нагрузку подключают к сети несколько раз, что повышает качество регулировани  напр жени , интервалы включенного и выключенного состо ни  кратны длительности периода и полупериода сетевого напр жени  соответственно , а минимальна  возможна  длительность однократного подключени  нагрузки (длительность одного импульса мощности) равна периоду сетевого напр жени . Таким образом, дли- тельность включенного состо ни  нагрузки Tg регулируетс  изменением числа X однократных подключений нагрузки к сети на интервале регулировани  Тр, а число X соответствует значению управл ющего воздействи , поступающего на вход регул тора дл  получени  требуемого значени  мощности. При максимальном значении X N осуществл етс  N подключений нагрузки к сети. Длительность одного такта можно измен ть с дискретностью Тр/6,

т.е. Т D Tc/6, где D - целое число ,- характеризующее относительную длительность такта. Длительность периода регулировани  Тр выразитс  в

виде Т NDT(./6, а относительна  длительность Тр ND,

Суть импульсного регулировани , таким образом, заключаетс  в следу- ющем. При поступлении на вход регул тора управл ющего воздействи  -X необходимо произвести X однократных подключений нагрузки длительностью Ту Tj. на интервале импульсного ре- гулировани  Тр , причем распределить эти подключени  максимально равномерно по этому интервалу, или необходимо интервал Т ND разбить на X тактов по возможности оди- наковой длительности и включать на- грузку на каждом такте. Такое разбиение можно осуществить, выполнив операцию делени  ND на X, в результате чего определитс  длительность каждого из тактов, т.е. представить Т в виде Т КХ + Р, где К - цела  часть от делени  ND на X, а Р - остаток от делени . При этом интервал Тр разбиваетс  на X тактов, Х-Р из которых имеют относительную длительность КТ(./6, а Р - длительность (К + 1) Тс/6.

Отличительным, по сравнению с известным , признаком предлагаемого ре- гул тора мощности  вл етс  тот факт что длительность пауз можно измен ть с дискретностью Tj./12, а. не Т. как в известном регул торе, что позвол ет повысить равномерность распределени  включений нагрузки во времени.

Импульсный регул тор мощности работает следующим образом.

В исходном состо нии на параллельные входы 13 и 14 счетчиков 5 и 11 подан дискретный код управлени  X. На параллельные входы 15 генератора 12 пачки импульсов подан код относительной длительности интервала регулировани  Т ND. Формирователь, 1 синхроимпульсов формирует на своем выходе синхроимпульсы с периодом Тс/6, соответствующие моментам перехода через О напр жений Ыд, Ug, Up сети, которые затем поступают на счетный вход счетчика 3...

Счетчик 3 осуществл ет деление частоты этих импульсов в соответствии с коэффициентом делени , задаваемым на параллельные информационные входы счетчика 3 с соответствующих выходов счетчика 4. Каждьм импульс с выхода счетчика 3 поступает на счетный вход счетчика 5, коэффициент

о 0 5

0

c

5

0

делени  которого равен коду управл ющего воздействи  X, установленному на его параллельных информационньк входах. Как только счетчик 5 дополнитс  до X, на его выходе по витс  импульс начала первого интервала регулировани  и вхождени  регул тора в рабочий режим. При этом счетчик 4 устанавливаетс  этим импульсом в О, в счетчик 11 записываетс  его коэффициент делени , равный значению управл ющего воздействи  X, запускаетс  генератор пачки импульсов и вырабатывает йачку из ND импульсов, котора  через схему ИЛИ 6 поступает на счетный вход счетчика 11. При прохождении ND импульсов осуществл етс  операци  делени  ND на X, причем цела  часть частного записываетс  в счетчик 4, а остаток от делени  - в счетчик 11.

Число К (цела  часть от делени  ND/X) на выходах счетчика 4 будет определ ть длительность каждого такта Т КТ(,/6. Каждый импульс на выходе счетчика 3 будет соответствовать началу такта, причем этим же импульсом , задержанным на врем  II , в счетчик 3 буде17 записыватьс  значение относительной длительности такта Т К. Врем  задержки S выбираетс  из

услови  1 , + 04 Д длительность пачки ND импульсов, U, f , 4 врем  прохождени  импульсов через блоки 6, 11 и 4, т.е. С- врем  выполнени  операции делени  Ж) на X. Задержка на врем  f необходима дл  того, чтобы при по влении тактового импульса на выходе счетчика 3 , совпадающего с началом каждого интервала регулировани , запись значени  относительной длительности первого на интервале Тр такта осуществл лась после окончани  выполнени  операции делени  ND на X.

После отработки Х-Р тактов, т.е. после по влени  на выходе счетчика 3 X - Р импульсов, которые через схему ИЛИ 6 поступ т на счетный вход счетчика 11, содержимое его станет равным Р + (Х-Р) X, на его выходе по витс  импульс, который, поступив на счетньм вход счетчика 4, увеличит его содержимое на 1. При этом оставшиес  Р из X тактов будут иметь относительную длительность (К -н 1)..

Как только число импульсов, поступивших с начала интервала с выхода

Счетчика 3 на вход счетчика 5, станет равным X, счетчик 5 переполнитс , по витс  импульс начала следующего интервала регулировани , счетчик 4 об- нулитс , в счетчик 11 запишетс  зна. чение X, генератором 12 пачки импуль- еов сформируетс  пачка из ND импульсов , при прохождении которой через счетчики 11 и 14 определитс  значение Р и К, в счетчик 3 запишетс  значение К и оп ть на интервале Тр будет выра ботано X импульсов, каждый из которых поступает на вход управл емого Элемента 7 задержки, задачей кото- рого  вл етс  формирование двух им- 1гульсов, совпадающих по фазе с синхроимпульсами фазы сети, к которой подключена нагрузка, предназначенных дл  включени  тиристора в течение пе- риода напр жени  сети., Импульсы, поступающие на счетньй вход счетчика 3, могут быть любой фазы (U., Ug, Up), а на управл юпщй электрод тиристора дл  ег о включени  необходимо Подавать синхроимпульсы только той фазы, к которой подключена нагрузка Поэтому тактовый вход элемента задержки подключен именно к этой фазе,

V

Кажда  пара импульсов с выхода

блока 7, усиленна  до требуемого зна ени  формирующим ключом 8, поступает на управл ющий электрод.управл емого вентил  9, обеспечива  включение нагрузки в момент перехода пита- ющего напр. жени  через нее на врем , равное периоду сети. Так, например, При Тр 48 и X 6 интервал Тр делитс  на 6 тактов относительной длитель Ностьк) 8 каждый. Диаграммы напр жени  На нагрузке и„ дл  этого случа  даны На фиг. 2.

Таким образом, пpe ЦIOжeнный регул тор мощности обеспечивает более высокое качество регулировани  элект- р(ической мощности за счет повышенной по сравнению с известным регул тором

0 5

0

5

0

равномерности распределени  во времени подключений нагрузки к сети,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсньй регул тор мощности, содержащий тиристор, предназначенный дл  последовательного соединени  с нагрузкой и сетью, формирователь синхроимпульсов , генератор пачки импульсов , -счетчик и формирующий ключ, выход которого со€;динен с управл ющим электродом тиристора, о т л и ч а - ю щ и,й с   тем, что, с целью повышени  качества регулировани  мощности , в него введены второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом первого счетчика, третий счетчик , счетный вход которого соединен с выходом формировател  синхроимпульсов , а параллельные информационные входы - с соответствующими выходами второго счетчика, четвертый счетчик, выход которого соединен с управл ющим входом первого счетчика, входом установки в О второго счетчика и тактовым входом генератора пачки импульсов, параллельные информационные входы которого соединены с шинами кода длительности интервала регулировани , а выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, управл емый элемент задержки , выход которого соединен с входом формирующего ключа, причем выход третьего счетчика соединен со счетным входом четвертого счетчика, вторым входом элемента ИЛИ и управл ющим входом элемента задержки, входы формировател  синхроимпульсов предназначены дл  подключени  к многофазной йети, тактовый вход элемента задержки - к фазе сети, питающей нагрузку, а параллельные информационные входы , первого и четвертого счетчиков - к ишнам кода сигнала управлени .

   (/

   %%%l

   n -«. 73. ,

   ст«г|

   li t