SU890380A1

SU890380A1 - Digital voltage regulator

Info

Publication number: SU890380A1
Application number: SU802889638A
Authority: SU
Inventors: Рем Георгиевич Гаспаров; Валерий Николаевич Земеров; Сергей Сергеевич Степанов
Original assignee: Московский Институт Инженеров Гражданской Авиации
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1981-12-15

Description

Изобретение относится к автоматическим управляющим устройствам, а более конкретно к регулированию напряжения переменного и постоянного тока.The invention relates to automatic control devices, and more particularly to regulating AC and DC voltage.

Известны цифровые регуляторы напряжения, имеющие в качестве исполнительных элементов вентильные преобразователи с сеточной системой управления [1] и [2] .Known digital voltage regulators having as actuators valve converters with a grid control system [1] and [2].

Наиболее близким по технической сущ¹' ности является цифровой регулятор напряжения, построенный по одноканальному принципу. Он содержит аналого-цифровой преобразователь, состоящий из датчика и преобразователя напряжения в интервал времени, соединенных последовательно, устройство сравнения, входами которого являются выходы аналого-цифрового преобразователя и устройства эталонного интервала, а выход подключен на вход схемы ячеек управления, выход которой соединен со входом вентильного преобразователя [З].The closest in technical essence ¹ 'is a digital voltage regulator, built on a single-channel principle. It contains an analog-to-digital converter, consisting of a sensor and a voltage converter in a time interval, connected in series, a comparison device, the inputs of which are the outputs of the analog-to-digital converter and a reference interval device, and the output is connected to the input of the control cell circuit, the output of which is connected to the input valve converter [3].

Основными недостатками этого регулятора являются низкое быстродействие ,· обусловленное большим числом разрядов устройств сравнения и задания эталонного напряжения, а также отсутствие сигнализации об аварийном напряжении в сети.The main disadvantages of this regulator are the low speed, due to the large number of discharges of the devices for comparing and setting the reference voltage, as well as the absence of an alarm about the emergency voltage in the network.

Цель изобретения - повышение быстро действия цифрового регулятора напряжения за счет снижения числа разрядов устройств сравнения и задания эталонного напряжения, а также обеспечение защиты при аварийном повышении и понижении напряжения в сети.The purpose of the invention is to increase rapidly the action of the digital voltage regulator by reducing the number of discharges of the comparison devices and setting the reference voltage, as well as providing protection during emergency increase and decrease in voltage in the network.

Поставленная цель достигается введением в регулятор двух дополнительных счетчиков, соединенных последовательно, устройства сигнализации аварийного напряжения, дифференцирующего устройства, причем входом первого счетчика является выход аналогоцифрового преобразователя, а выходом вход устройства сравнения, в свою очередь выход второго счетчика явля3 ется входом устройства сигнализации аварийного напряжения, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего устройства, через которое соединен вторым выходом аналого- ₅цифровой преобразователь со схемой ¹управления вентильными преобразователем. .This goal is achieved by introducing into the controller two additional counters connected in series, an alarm voltage alarm device, a differentiating device, the input of the first counter being the output of an analog-digital converter, and the output of the comparison device, in turn, the output of the second counter being the input of the alarm voltage alarm device, a second input coupled to an output of the differentiating device, which is connected through the second output analog Digital ₅ d converter with the converter control circuit ^1. .

На чертеже показана структурная схема предлагаемого регулятора.The drawing shows a structural diagram of the proposed controller.

Регулятор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый счетчик 2, второй счетчик 3» устройство сравнения 4, устройство задания эталонного напряжения (допустимого ин- ,₅тервала изменения напряжения 5. схему управления 6, вентильный преобразователь 7, устройство сигнализации аварийного напряжения 8, дифференцирующее устройство 9.The controller contains an analog-to-digital converter 1, the first counter 2, the second counter 3 ”, a comparison device 4, a device for setting a reference voltage (permissible voltage, _5, voltage change interval 5. control circuit 6, valve converter 7, alarm voltage alarm device 8, differentiating device 9.

Регулятор работает следующим об- ²⁰разом.The regulator operates as follows ²⁰ times.

Входное напряжение с помощью аналого-цифрового преобразователя 1 преобразуется в цифровой код и запйсывается в двух счетчиках, причем младшие разряды числа записываются в первом счетчике 2, а старшие - во втором счет>чике 3. Следует отметить, что в первом счетчике 2 записываются изменяемые. разряды числа, соответствую- ³⁰щие допустимым пределам отклонения напряжения в нормальном режиме работы регулятора. После сравнения числа, записанного в счетчике 2 с допустимым отклонением напряжения, поступающего 35 из устройства задания 4 в устройство сравнения 5 на схему управления 6, поступает сигнал, соответствющий отклонению напряжения на входе регулятора от заданного, которая воздей- 40 ствует на вентильный преобразователь 7Using the analog-to-digital converter 1, the input voltage is converted into a digital code and written in two counters, with the least significant bits of the number recorded in the first counter 2, and the highest bits in the second counter> 3. It should be noted that the first counter 2 records variable ones. the number of bits corresponding to ³⁰ Suitable permissible limits of deviation voltage regulator in normal operating mode. After comparing the number recorded in the counter 2 with the permissible deviation of the voltage supplied 35 from the reference device 4 to the comparison device 5, the control circuit 6 receives a signal corresponding to the deviation of the voltage at the input of the regulator from the set one, which affects the valve converter 7

При изменении разрядов счетчика 3 срабатывает устройство сигнализации аварийного напряжения 8.When changing the digits of the counter 3, the alarm voltage alarm device 8 is triggered.

Для обеспечения работы регулятора 45 в переходных режимах на выход аналого-цифрового преобразователя 1 подключено дифференцирующее устройство 9, при появлении сигнала на выходе которого (в динамических режимах) отключается устройство сигнализации аварийного напряжения и осуществляется форсированный выход регулятора на режиме путем прямого воздействия на схему управления 6 вентильным преобразователем 7 ·To ensure the operation of the controller 45 in transition modes, the output of the analog-to-digital converter 1 is connected to a differentiating device 9, when a signal appears at the output of which (in dynamic modes), the alarm voltage alarm device is turned off and the controller is forced to output in the mode by directly acting on the control circuit 6 valve converter 7 ·

Использование новых элементов двух счетчиков, устройства сигнализа·Use of new elements of two counters, alarm device ·

890380 ₄ ции аварийного напряжения и дифференцирующего устройства, выгодно отличает предлагаемый цифровой регулятор напряжения от известного, так как повышается быстродействие регулятора за счет сокращения числа разрядов в устройствах сравнения и задания эталонного напряжения, а также появляется возможность осуществления защиты от аварийного повышения и понижения напряжения в сети.890380 ₄ emergency voltage and differentiating device compares favorably with the proposed digital voltage regulator from the known one, since it increases the speed of the regulator by reducing the number of discharges in the devices for comparing and setting the reference voltage, and it also becomes possible to protect against emergency voltage increase and decrease in the network .

Указанные достоинства предлагаемого регулятора напряжения особенно важны для авиационных и ракетных электроэнергетических систем, так как в них при довольно высоких напряжениях сети (для сокращения массы сети) предъявляются жесткие требования к допустимым пределам изменения напряжения и быстродействию регуляторов.The indicated advantages of the proposed voltage regulator are especially important for aviation and rocket electric power systems, since they have stringent requirements for acceptable limits of voltage changes and speed of regulators at rather high network voltages (to reduce network mass).

Из требований к системе электроснабжения переменного трехфазного _гтока постоянной частоты 200/215 В 400 Гц (ГОСТ 19705-74) следует, что нижний предел установившегося среднего значения напряжений трех фаз при аварийной работе 110 В, а верхний 122 В.From the requirements for the power supply system of an alternating three-phase _d current of constant frequency 200/215 V 400 Hz (GOST 19705-74) it follows that the lower limit of the steady-state average voltage value of the three phases during emergency operation is 110 V, and the upper one is 122 V.

Число 122 в двоичном коде 1111010, т.е. занимает 7 разрядов.The number 122 in binary code 1111010, i.e. takes 7 digits.

Число 110 в двоичном коде 1101110, также как и 122 занимает 7 разрядов. Первые два старших разряда у них одинаковые, следовательно, регулирование можно производить по пяти младшйм разрядам.The number 110 in the binary code 1101110, as well as 122 takes 7 bits. The first two senior digits are the same for them, therefore, regulation can be done in the five junior digits.

Объединение функций регулирования и защиты позволяет снизить массу аппаратуры управления, регулирования и защиты.The combination of regulation and protection functions allows to reduce the weight of control, regulation and protection equipment.

Claims

1. Management issues in autonomous electric power systems. Workshop of the Cybernetics of Electric Power Systems. Issue 1, Chel Binsk, 197, p. 287.

2. Instruments and elements of automation and computing. Express information. Vf 31, VINITI, 1978, p. ten.

3- USSR author's certificate fr, cl. G 05 F lAO.