SU877508A1 - Регул тор мощности переменного тока - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относитс  к регулирова нию электрических величин, в частности мощности. Известны регул торы электрической мощности в нагрузке, подключенной к сети переменного тока, содержащие силовую цепь из последовательно соединенных тиристорных ключей и нагрузки, и управл ющую цепь, содержащую датчик регулируемой величины, усредн ю щий фильтр, компаратор и формиррватели запускающих импульсов, принцип дей стви  которых основан на усреднении сигналов датчика регулируемой величины с последукщим сравнением полуденно го сигнала обратной св зи с задайным значением и формированием (по результатам сравнени  сигнала на запуск силовых тиристоров О . Недостатком таких регул торов  вл ютс  значительна  инерционность, обусловленна  наличием усредн ющего фильтра и, как следствие, невысока  статическа  и динамическа  точность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  регул тор мощности, содержащий блок силовых тиристоров, включенный последовательно между входным и выходным выводами, и устройство управлени , содержащее последовательно соединенные датчик мгновенного значени  выходной мощности, интегратор и компаратор , второй вход которого соединен с выходом задатчика, последовательно соединенные формирователь синхронизирукнцих импульсов и формирователь запускающих импульсов, при этом выход формировател  запускающих импульсов соединен с управл ницим входом блока силовых тиристоров, а вход формировател  синхронизирукмцих импульсов соединен с одним из выходов синхронизирующего трансформатора, вход которого соединен с входными выводами. Принцип работы регул тора основан на фазовом управлении силовыми тиристорами с естественным выключением, послед8 них. Момент включени  силовых тиристоров определ етс  соотношениеК ме зду заданным и средним значени ми мощности и развертывающим сигналом 23. Однако в таком регул торе точность поддержани  заданного значени  зависит от точностных показателей усредн ющего фильтра (интегрирующей цепи), причем точность увеличиваетс  с увеличегшем посто нной времени фильтра. При этом ухудшаютс  динамические показатели регул тора, так как сигнал обратной св зи не в состо нии передавать быстрые изменени  мощности. Таким образом, увеличение статической точности в данном регул торе св зано с ухудшением динамической точности. Кроме того, при изменении задани  рег лировани  в регул торе наблюдаютс  пе реходные процессы, длительность которых .также определ етс  посто нной фил тра, и которые не позвол ют использовать его в качестве исполнительного устрой ства в быстродействующих системах автоматического регулировани . Цель изобретени  - улучшение динамических характеристик. Поставленна  цель Достигаетс  тем, что в устройство введен блок выключени  силовых тиристоров, синхронизирукщие входы которого подключены к другим выходам синхрочизирукнцего трансформатора , а управл к щй вход соедине с выходом компаратора, при этом выход компаратора соединен с первым входом синхронизации интегратора, второй вхо синхронизации которого соединен с выходом формировател  синхронизирующих импульсов. Кроме того, дл  дополнительного по вышени  точности регулировани  в регу л тор введен двухвходовый , включенный между выходом интегратора и входом компаратора, и блок моделировани  погрешности, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а вход - к выходу датчика мгновенного значени  вьпсодной мощности. На фиг. 1 представлена функциональ на  схема регул тора мощности; на фиг. 2 - функциональна  схема регул тора мощности, обеспечивающа  дополнительное увеличение точности; на фиг 3 - диаграммы питающего напр жени - и погрешности коммутации; на фиг. 4 - пришщпиальна  схема модели погрешностей коммутации. Функциональна  схема регул тора мощности (фиг. 1} содержит питающую. 4 сеть 1 и подключенную к ней силовую цепь, состо щую из последовательно соединенных блока 2 силовых тиристоров и нагрузки 3, последовательно соединенные датчик 4 мгновенного значе- . ни  выходной мощности, токова  изме; ительна  цепь которого посредством измерительного трансформатора подключена к силовой цепи, а измерительна  цепь напр жени  подключена параллельно нагрузке, интегратор 5, компаратор 6 и задатчик 7, выход которого соединен со вторым входом компаратора, формирователь 8 запускающих импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу блока 2 силовых тиристоров, формирователь 9 синхроимпульсов, выход которого соединен со входом формировател  запускающих импульсов и одним из входов синхронизации интегратора 5, синхронизирующий трансформатор Ю, вход которого подключен к питающей сети 1, а выходы - один ко входу формировател  9 синхроимпульсов, другие - к синхронизирующим входам устройства 11 выключени  силовых тиристоров , управл ющий вход которого соединен со вторым входом синхронизации интегратора 5 и выходом компаратора 6. Схема регул тора (фиг. 2) дополнительно содержит двухвходовый сумматор 12, включенньй между выходом интегратора 5 и первым входом компаратора 6, блок 13 модулировани  погрешности , вход которого подключен к выходу датчика 4, а выход - ко второму входу сумматора 12. В качестве датчика мгновенной мощности используетс  измерительный преобразователь мощности на датчиках Холла . Интегратор 5 вьшолнен на основе операционного усилител , интегрирующа  емкость которого может закорачиватьс  ключом, управл емьм триггером. Компаратор 6 выполнен на базе операционного усилител . Формирователь 8 запускающих икшульсов и формирователь 9,синхроимпульсов выполнены на основе транзисторных импульсных усилителей. Устройство 11 принудительного выключени  силовых тиристоров может быть выполнено на основе тиристорных ключей и коммутирующих емкостей, включенных определенным образом, и может быть включено в схеме параллельно нагрузке , (фиг. 1 и фиг. 2j или параллельно блоку 2 силовых тиристоров. Блок 13 модулироваии  погрешности может быть выполнен в виде простейшего суммирующего устройства на резисторах (фиг. 4), суммирующего сигнал датчика 4 мощности и посто нное опорное напр жение. Переменные резисторы служат дл  установлени  требуемого соотношени  между посто нной и переменной составл ющими погрешности. Принцип работы предлагаемого регул тора основан на фазовом методе управлени  силовыми тирист-орами с вклюг чением их в начале каждой полусинусриды и выключением в требуемый момент. Момент выключени  тиристоров определ етс  равенством заданного и фактиче кого значени  интегральной мощности, поступившей в нагрузку в данномполупериоде питающего напр жени . В отЛичие от известного в предлагаемом регу л торе не требуетс  развертывак цего сигнала, так как выходной сигнал интегратора 5 одновременно  вл етс  и развертывающим. В момент перехода напр жени  (тока ) питающей сети 1 через нуль формирователь 9 синхроимпульсов формирует импульс, который, проход  через форми рователь 8 запускающих импульсов, включает силовой тиристор в блоке 2, Одновременно синхроимпульс поступает на интегратор 5 включа  его. Мощность, потребл ема  нагрузкой, измер етс  датчиком 4 и интегрируетс  13 интеграторе 5. Проинтегрированное значение мощности сравниваетс  с заданным значением на компараторе бив момент их равенства компаратор формирует импульс, который поступает на устройство I1 выключени  тиристоров, и одновременно обнул ет и выключает интегратор 5. Устройство 11 выключени  тиристоров обеспечивает запирание включенного силового тиристора.

Таким образом, в каждом полупериоде питающего напр жени  в нагрузке выдел етс  заданна  величина интегральной мощности, причем любые изменени  со стсТ)ошй питающей сети и нагрузки мгновенно учитываютс  интегратором и вход т в выделенное значение йнтеграль ной мощности. Это позвол ет поддерживать заданную величину мощности с точ ностью, которую может обеспечить датчик мощности и полностью устранить динамические погрешности и переходные

Claims (2)

1. Регул тор мощности переменного, тока, содержащий блок силовых тиристоров включенный последовательно между входным и выходным выводами, и устройство управлени , содержащее последовательно соединенные датчик мгновенного значени  выходной мощности , интегратор и компаратор, второй вход которого соединен с выходом задатчика , последовательно соединенные процессы как в режиме стабилизации, так и в режиме управлени . Так как сигнал на запирание силовых тиристоров поступает с компаратора в момент равенства фактической и заданной величины мощности, а силовые тиристоры при зтом выключаютс ,не мгновенно , то за врем  коммутации в нагрузке дополнительно будет вьщел тьс  мощность, котора  уже не может быть учтена. Это создает дополнительную погрещность, относ щуюс  к систематической . Величина этой погрешности колеблетс  в пределах 0,1-1,0% в завитсимости от примен емого устройства выключени  тиристоров. Так как врем  выключени  тиристоров зависит от величины приложенного обратного напр жени  и величины пр мого тока, то величина этой погрешности дополнительно измен етс  в зависимости отмомента выключени  тиристоров. Дл  устранени  этой погрешности в регул тор введена модель 13 погрешностей коммутации,-котора , в зависимости величины мгновенной мощности, формирует сигнал, моделирукидий вели .чину этой погрешности. Этот сигнал суммируетс  с сигналом интегратора 5 и, таким образом, в каждый момент времени учитываетс  потенциальна  погрешность от коммутации, т. е. срабатывание компаратора происходит с учетом мощности, котора  выделена в нагрузке в процессе коммутации. Использование предлагаемого регул тора позвол ет получать высокую статическую точность регулировани  при отсутствии мгновенных пульсаций мощности , в режиме стабилизации и переходных процессов врежиме управлени , а также на его основе строить прецизионные быстродействуюпще системы автоматического регулировани . 7 формирователь синхронизируюирах импуль сов и формирователь запускак цих импульсов , при этом выход формировател  эапускающих импульсов соединен с управл ющим входом блока силовых тиристоров , а вход формировател  синхронизирзпмдих импульсов соединен с одним из выходов синхронизирукнцего трансформатора , вход которого соединен с входными выводами, отличающ и и с   тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик, в него введен блок выключени  силовых тиристоров , синхронизирукицие входы кото рого подключены к другим выходам синхронизирук цего трансформатора, а управл нмций вход соединен с. выходом компаратора, при этом выход компаратора соединён с первым входом синхронизации интегратора, второй вход синУие . Т 8 хронизации которого соединен с выходом формировател  синхронизирукнцих импульсов. 2. Регул тор по п. I, о т л и ч .а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, выход интегратора соединен со входом компаратора, через введенный двухвходовый сумматор, при этом ко второму входу последнего подключен выход введенного блока моделировани  погрешности, вход которого подключен к выходу датчика.мгновенного значени  выходной мощности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 559471, кл. Q 05 F 1/66, 1975.

2.Патент США № 3373330, кл. 318-308, 1968.

с

(Put. 2

fp

N

fP.

iit.3