SU1599844A1 - Устройство дл регулировани напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  регулировани  напр жени  на нагрузке. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности питающей сети путем компенсации изменений потребл емого из сети тока при регулировании напр жени  на нагрузке. Напр жение на нагрузке 4 равно сумме напр жени  питающей сети 3 и напр жени  на выходе регулирующего органа /РО/ 2. Управление РО 2 осуществл ет блок 5 управлени , представл ющий собой программируемый двухканальный генератор функций. Каждому такту импульсного генератора 10, вход щего в состав блока 5, соответствует определенное значение отклонени  выходного напр жени , формируемого с помощью РО 2. В зависимости от значени  отклонени  выходного напр жени  генератор 8 тока подает в сеть 3 ток такой величины, который компенсирует изменение потребл емого из сети 3 тока. При испытани х потребителей электроэнергии на способность выдерживать изменени  напр жени  питани  различной длительности автономна  система электроснабжени  работает без перегрузок, что и обеспечивает повышение ее надежности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

10

15

31599844

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  регулировани  н апр жени  на нагрузке.

Цепью изобретени   вл етс  повьше1Шв надежности питающей сети путём компенсации изменений потребл емого из сети тока при регулировании напр жени  на нагрузке,

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  регулировани  напр жени ; на фиг. 2 - схема устрой- SsTBa, предназначенного дл  работы на посто нном токе и обеспечивающего повышение точности компенсахщи изменений потребл емого из сети тока.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные между входными и выходньми выводами датчик 1 тока и регулирующий орган 2. К входным вьгоодам подключаетс  питающа  сеть 3,

а к выход№1м вьгоодам - нагруз-ка 4. Блок 5 управлени  первым выходом под- гслючен к управл ющему входу регулирующего органа 2, а вторым выходом к одному из входов перемножител  6, другой вход которого соединен с выходом датчика 1 тока. Выход перемно- зкител  6 соединен с информационным ходом запоминающего узла 7, выходом подключенного к управл ющему входу генератора 8 тока. Выход генератора 8 тока подключен к входным вьшо- дам.

Управл ющий вход запоминающего узла 7 соединен с выходом порогового элемента 9, вход которого подключен к выходным вьшодам Пороговый элемент 9 срабатывает при условии lU.- Ug/ О, где Uc входное напр жение; Ua. - требуемое отклонение выходногЪ напр жени  относительно входного напр жени ; - заданна  точность сравнени  Uc и Ufl . Блок 5 управлени  формирует на первом вькоде напр жение, пропор- щональное требуемому отклонению UQ вькодного напр жени , а на втором

выходе - напр жение, пропорциональное коэффициенту

20

25

30

35

40

45

дв вь пе вы те но до л  га вы те но уп

ще уп ем ко эт ко ко кл оч то дл не

пр об

на вы ле ру же че ор эф на лю ну

ст в  н ет ин

об от ло зт фо по ру ни На су и

К

Ufl/U

1 +

Ug/Ut

Блок 5 управлени  представл ет собой программируемьй двухканальнь1й генератор функций, который может быть выполнен, например, в виде по- следовательно соединенных импульсного генератора 10, счетчика 11, программируемого преобразовател  12,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

двоичных кодов и двух цифроаналого- вьк преобразователей 13 и 14, вход первого из которых соединен с первым выходом программируемого преобразовател  12 двоичных кодов непосредственно , а вход второго - с вторым выходом программируемого преобразовател  12 двоичных кодов через блок 15 гальванической разв зки. При этом выходы цифроаналоговых преобразователей 13 и 14 соединены соответственно с вторым и первым выходами блока 5 управлени .

При изготовлении устройства осуществл ют программирование блока 5 управлени  или, точнее, программируемого преобразовател  12 двоичных кодов, вход щего в этот блок. Дл  этого вычисл ют последовательность комбинаций из двух кодов, один из которых пропорционален значению отклонени  и выходного напр жени  на очередном такте импульсного генератора 10, а другой - коэффициенту К дл  того же периода импульсного генератора 10.

Устройство дл  регулировани  напр жени  (фиг. 1) работает-следующим образом..

В исходном состо нии счетчик 11 находитс  в нулевом состо нии, на выходах преобразователей 12-14 - нулевые состо ни , на выходе регулирующего органа 2 - нулевое напр жение , напр жение питающей сети 3 через датчик 1 тока и регулирующий орган 2 подведено к нагрузке 4, коэффициент К равен нулю, произведение на выходе перемножител  6 равно нулю , ток от генератора 8 тока равен нулю.

При переходе счетчика 11 под действием импульсов от генератора 10 в первое, второе и т.д., i-e состо ни  на преобразователь.12 поступает код, соответствующий очередному интервалу времени t; . На выходах преобразовател  12 образуютс  коды, соответствующие Urtj и К J. В цифроана- логовых преобразовател х 13 и 14 зти коды преобразуютс  в аналоговую форму. Сигнал, пропорциональный Unj, поступает на управл ющий вход регулирующего органа 2 и вызывает, по вление на его выходе напр жени  Uq(t|). Напр жение на нагрузке 4, равное сумме напр жени  питающей сети 3 Uu и напр жени  Ug(t;), увеличиваетс .

515

и ток LK нагрУзки 4 возрастает. Сиг- нал, пропорциональный току нагрузки 4, поступает от датчика 1 тока в блок 6, умножаетс  в нем на коэффициент К i, проходит через наход щийс  в состо нии выборки запоминающий узел 7 на генератор 8 тока, который подает в сеть 3 ток, равный . Этот ток вычитаетс  из тока, потребл емого от сети 3 нагрузкой 4, и, следовательно , компенсирует изменение тока, потребл емого от сети 3 при регулировании напр жени  на нагрузке 4. При равенстве по модулю и противоположности по знаку с заданной тс чностью входного напр жени  сети Uc и напр жени  Одна выходе регулирующего органа напр жение на нагрузке 4 с заданной точностью близко к нулю. Это вызывает срабатывание порогового элемента 9, который переводит запоминающий узел 7 в режим хранени . Запоминающий узел 7 фиксирует сигнал, непосредственно предшествовавший во времени срабатыванию порогового элемен- -та 9, и поддер мвает неизменным ток генератора 8 тока. Если на последующих интервалах времени Ug , то пороговый элемент 9 вновь переводат запоминающий узел 7 в режим выборки и он пропускает сигнал от перемппжи- тел  6 на генератор 8 тока.

Блок 15 введен в блок 5 управлени  вследствие, того, что регулирующий орган 2 находитс  под потенадш- лом сети 3 и его выходной сигнал должен быть гальванически разв зан с остальными цеп ми схемы.

Таким образом, ток сети 3 благодар  наличию подачи дополнительного тока от генератора 8 тока имеет то значение, какое он имел бы в отсутствие дополнительного напр жени  . от регулирующего органа 2, и зависит только от сопротивлени  нагрузки 4 и напр жени  сети 3. Это позвол ет проводить регулирование как посто нного , так и переменного напр жени  На активной нагрузке с делью испытаний ее на способность выдерживать провалы напр жени  и перенапр жени  без изменени  тока, потребл емого от сети. .Такое регулирование позвол  ет исключить перегрузку или недогрузку сети 3, что важно, например, дл , систем электроснабжени  с ограниченной мощностью.

0

844

Устройство, показанное на фиг, 1, может быть использовано как при работе на посто нном токе, так и на переменном токе. При работа на переменном токе необходимы дополнительные св зи между питающей сетью 3 и блоками 2 и 8. Эти св зи обеспечивают синфазную работу регулирующего органа 2 и генератора 8 тока с питающей сетью 3. - Устройство, показанное на фиг. 2, предназначено дл  работы на посто нном токе и дополнительно включает фильтр 16 нижних частот, включенный в разрыв цепи между входным выводом 1и датчиком 1 тока. Генератор 8 тока 1выполнен в виде усилител  17 посто нного напр жени , информационный вход которого соединен с выходом суммато- 20 ра 18, питающий вход - с первым выходом блока 19 питани , а выход через резистор 20 - с выходом генератора 8 тока. Первый вход сумматора 18 подключен к управл ющему входу генерато- 25 ра 8 тока, дополнительный вход которого , соединенный с вторым входом сумматора, подключен к входному выводу , соединенному с входом фильтра 16 нижних частот. Второй выход блока 19 питани  подключен к питаюп ему входу регулирующего органа 2. Запоминающий узел 7 выполнен в виде блока выборки-хранени , а регулирующий орган 2 - в виде усилител  посто нного напр жени .

30

Работа устройства, приведенного на фиг. 2, аналогична работе устройства , показанного на фиг. 1, но имеет некоторые особенности, -;в занные с конкретным вьтолнением генератора 8 тока.

Усилитель 17 преобразует энергию внешнего источника 19 питани  в выходную энергию, подаваемую в сеть 3. Количество выходной энергии регулируетс  входным напр жением .усилител  17. Если бы сумматор 18 отсутствовал , то на выходе усилител  17 при нулевом напр жении на выходе блока выборки-хранени  бьшо бы нулевое напр жение , а следовательно, к резистору 20 бьшо бы приложено напр жение сети 3 и он потребл л бы ток от сети 3. Благодар  сумматору 18 при нулевом сигнале на выходе блока 7 выход усилител  17 эквипотенциален с сетью 3 и ток через резистор 20 отсутствует, что в-данном случае и требуетс . Таким образом, сумматор

1i8-и его св зь с сетью 3 обеспечивает прив зку точки-нулевого компенсирующего тока. При по влении ненулевого напр жени  на выходе блока 7 выборки-хранени  это напр жение 1У1Ируетс  сумматором 18 с сетевым так, что на выходе сумматора 18 и усилител  17 по вл етс  приращение напр жени  по отношению к сетевому и через резистор 20 протекает в сеть 3 дополнительный ток, величина которого определ етс  сопротивлением резистора 20.

Фйпьтр 16 нижних частот сглаживает кратковременные помехи, которые возникают из-за неодновременности переключени  напр жени  на выходе усилител  регулирующего органа 2 и компенсирующего тока через резистор 20. Фильтр 16 уменьшает уровень этих помех в сети 3, к которой подключено устройство входными выводами , и устран ет самовозбузкдение контура регулировани  компенсирующего тока через с,умматор 18, усилитель 17 и резистор 20. -Оба выходных вы- вода усилител .регулирующего органа 2 наход тс  под измен ющимс  потенциалом и дл  гальванической разв зки этого усилител  с остальной схемой используетс  блок 15, разв зьшающий вход-усилител  регулирующего органа 2 и блок 19 питани , которьш содержи отдельный источник питани  усилител  регулирующего органа 2, разв занный от других цепей.

Источники питани ,которые вход т в состав блока 19 питани , могут питатьс  от накопител  энергии, энерги которого запасаетс  от основной сети 3 или от дополнительной внешней сети Предлагаемое устройство может быт использовано при исследовани х и испытани х потребителей электроэнергии питаемых от автономных источников питани  ограниченной мощности, на спо- собность выдерживать изменени  напр жени : питани  различной длительности при этом устройство позвол ет проводить испытани  без опасной перегрузки автономной системы электроснабжени , что и обеспечивает повьшение ее надежности.

Формула

изобретени 

Claims (3)

1. Устройство дл  регулировани  напр жени , содержащее последователь

0

5

0

5

0

35

но соединенные между входными и выходными вьшодами датчик тока и регулирующий орган, блок управлени , первым выходом подключенный к управл ющему входу регулиоуюшего органа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности питающей сети путем компенсации изменений потребл емого из сети тока при регулировании напр жени  на нагрузке, в него введены пороговый- элемент, срабатьша- ншщй при условии jUc- Ua/ , где Ue - входное напр жение; Ua -.требуемое отклонение выходного напр жени  относительно входного напр жени ; S- заданна  точность сравнени  Uc и Цл ; перемножитель, запоминающий узел и генератор тока, причем пороговый элемент входом подключен к выходным вьшодам, а выходом - к упр вл - ющему входу запоминающего узла, выход которого соединен с управл ющим входом генератора тока, выходом подключенного к входным вьгоодам, а информационный вход запоминающего узла подключен к выходу перемножител , первый вход которого соединен с выходом датчика тока, при этом блок управлени  снабжен вторым выходом, подключенным к второму входу перемножител , и формирует на первом выходе напр жение, пропорциональное требуемому отклонению Ufl выходного напр жени , а на втором выходе - напр жение, пропорциональное коэффициенту

К 3/ис

40

45

50

55

Г+ Ug/Ue

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а- ю щ е е с   тем, что в него введен накопитель энергии, вход которого соединен с входными выводами, а выходы - с питающими выводами генератора тока и регулирующего органа.

3.Устройство по п. 1,отлича- ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности компенсации изменений потребл емого из сети тока при регулировании напр жени  на нагрузке при работе на посто нном токе, в него введен фильтр нижних частот, включенный в разрыв цепи между входным выводом и датчиком тока, а генератор тока вьшолнен в виде усилител  посто нного напр жени , информационный вход которого соединен с выходом сумматора , питающий вход --с первым выходом блока питани , а выход через резис