SU903843A2 - Device for forming control signal - Google Patents
Device for forming control signal Download PDFInfo
- Publication number
- SU903843A2 SU903843A2 SU802943899A SU2943899A SU903843A2 SU 903843 A2 SU903843 A2 SU 903843A2 SU 802943899 A SU802943899 A SU 802943899A SU 2943899 A SU2943899 A SU 2943899A SU 903843 A2 SU903843 A2 SU 903843A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- integrator
- unit
- rectifier
- Prior art date
Links
Description
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО(54) DEVICE FOR FORMING A CONTROL
СИГНАЛАSIGNAL
1one
Изобретение относитс к автоматическому регулированию электрической мощности в нагрузке и может быть использовано в качестве исполнительного устройства в системах автоматического регулировани , например температурного режима электротермического оборудовани .The invention relates to automatic control of electrical power in a load and can be used as an actuation device in automatic control systems, such as temperature conditions of electrothermal equipment.
По основному авт. св. № 491127 известно устройство дл формировани управл ющего сигнала, содержащее последовательно соединенные квадратор, интегратор, пиковый детектор и блок вычитани , ко второму входу которого подключен интегратор, к выходу - блок сравнени , выход которого соединен с блоком силовых тиристоров, на вход которого подключен источник синусоидального напр жени , второй вход которого подключен к квадратору.According to the main author. St. No. 491,127, a device for generating a control signal is known, comprising a quadrant connected in series, an integrator, a peak detector and a subtraction unit, to the second input of which an integrator is connected, to the output is a comparison unit, the output of which is connected to a power thyristor unit, the sinusoidal source is connected to its input voltage, the second input of which is connected to the quad.
Принцип работы фазового устройства основан на фазовом управлении силовых тиристоров с естественным выключением послед-них . Момент ьключени силовых тиристоров определ етс равенством между заданным значением и опорным развертывающим сигналом , сформированным из квадрата сетевого напр жени и посто нного напр жени , пропорционального среднему значению квадрата сетевого напр жени за полупериод питающего напр жени . Такой опорный сигнал позвол ет устран ть возмущени со стороны питающей сети и при посто нной величине нагрузки стабилизировать мощность в ней 1.The principle of operation of the phase device is based on the phase control of power thyristors with the natural switching off of the latter. The moment of switching on the power thyristors is determined by the equality between the set value and the reference sweep signal formed from the square of the mains voltage and the constant voltage proportional to the average value of the square of the mains voltage over the half-period of the supply voltage. Such a reference signal allows to eliminate disturbances from the mains side and, at a constant load value, stabilize the power in it 1.
Однако при изменении величины нагрузки мощность не стабилизируетс , а измен етс в соответствии с изменением сопротивлени н-агрузки RH- Действительно, при изменении RH на величину ARn, мощность, выдел ема в нагрузке, будет равна РН /(RH ± ARH)- т. е. будет наблюдатьс приращение мощности в нагрузке на величинуHowever, when the load value changes, the power does not stabilize, but changes in accordance with the change in n-load resistance RH. Indeed, when RH changes by ARn, the power released in the load will be PH / (RH ± ARH) -t. E. There will be an increase in power in the load by
ДР„ РН ±(AR« (R,)) 1 ± ARH(R,,)DR "PH ± (AR" (R,)) 1 ± ARH (R ,,)
Рассмотренный недостаток устройства 15 формировани управл ющего сигнала не позвол ет использовать его дл регулировани мощности в нагрузке, величина которой измен етс . Кроме того, как известно, в цеп х переменного тока выдел ема мощность зависит от величины сдвига фаз тока и напр 20 жени , а рассмотренный регул тор не учитывает и этого фактора.The considered drawback of the control signal generation device 15 does not allow it to be used for controlling power in the load, the magnitude of which varies. In addition, as is well known, in the AC circuits, the output power depends on the magnitude of the phase shift of the current and voltage, and the considered regulator does not take into account this factor.
Целью изобретени вл етс регулирование мощности при измен ющейс величине активной нагрузки.The aim of the invention is to regulate the power with varying amount of resistive load.
Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл формировани управл ющего сигнала снабжено последовательно соединенными согласующим блоком, выпр мителем , вторым вычитателем и вторым интегратором , а также последовательно соединенными датчиком тока нагрузки и вторым выпр мителем , выход которого соединен со вторым входом второго блока вычитани , вход согласующего блока подключен к источнику синусоидального напр жени , выход второго интегратора соединен со вторым управл ющим входом первого интегратора, а управл ющий первый вход второго интегратора подключен к выходу формировател синхроимпульсов , второй - к выходу блока сравнени .The goal is achieved by the fact that the device for generating the control signal is equipped with series-connected matching unit, rectifier, second subtractor and second integrator, as well as serially connected load current sensor and second rectifier whose output is connected to the second input of the second subtractor input the matching unit is connected to a sinusoidal voltage source, the output of the second integrator is connected to the second control input of the first integrator, and the control first The second input of the second integrator is connected to the output of the sync pulse generator, the second to the output of the comparison unit.
С целью регулировани мощности при измен ющейс величине активно-индуктивной нагрузки с посто нным значением cos «р, дополнительно введен фазосдвигающий блок, включенный между согласующим блоком и первым выпр мителем.In order to regulate the power with a changing value of the active-inductive load with a constant value of cos "p, a phase-shifting unit is included, connected between the matching unit and the first rectifier.
С целью регулировани мощности при измен ющейс величине активно-индуктивной нагрузки с переменным значением cos 9, фазосдвигающий блок выполнен управл емым, его вход подключен к выходу согласующего блока, второй вход соединен со вторым выходом второго выпр мител , первый выход соединен со входом первого выпр мител , а второй выход подключен к третьему управл ющему входу второго интегратора.In order to regulate the power with a variable value of the active-inductive load with a variable value of cos 9, the phase-shifting unit is controllable, its input is connected to the output of the matching unit, the second input is connected to the second output of the second rectifier, the first output is connected to the input of the first rectifier and the second output is connected to the third control input of the second integrator.
На фиг. 1 представлена функциональна схема управл юнд,его устройства дл регулировани мощности при измен ющейс величине активной нагрузки; на фиг. 2 - функциональна схема устройства регулировани мощности дл измен ющейс активно-индуктивной нагрузки с посто нным значением coscp; на фиг. 3 - функциональна схема устройства дл регулировани мощности при измен ющейс активно-индуктивной нагрузке с переменным значением , на фиг. 4 - функциональна схема управл емого фазосдвигающего блока; на фиг. 5 - принципиальна схема управл емого фазосдвигающего блока; на фиг. 6 - принципиальна схема управл емого интегратора; на фиг. 7диаграмма работы устройства при измен ющейс величине сопротивлени нагрузки.FIG. Figure 1 shows a functional diagram of the control unit, its devices for power control with varying active load; in fig. 2 is a functional diagram of a power control device for varying active-inductive loads with a constant coscp value; in fig. 3 is a functional diagram of a device for adjusting power with varying active-inductive load with a variable value; FIG. 4 is a functional diagram of a controlled phase-shifting unit; in fig. 5 is a schematic diagram of a controlled phase-shifting unit; in fig. 6 is a schematic diagram of a managed integrator; in fig. 7 Diagram of device operation with varying load resistance.
Функциональна схема устройства дл формировани управл ющего сигнала регулировани мощности при измен ющейс величине активной нагрузки содержит источник синусоидального напр жени 1 и подключенную к нему силовую цепь, состо щую из последовательно соединенных блока силовых тиристоров 2 и нагрузки 3, а также управл ющую цепь из последовательно соединенных квадратора 4, интегратора 5, пикового детектора 6, блока вычитани 7 и блока сравнени 8, причем вход квадратора 4 подключен к источнику 1, выход блока сравнени 8 - кThe functional diagram of the device for generating a control signal for power control with a varying amount of active load contains a source of sinusoidal voltage 1 and a power circuit connected to it, consisting of a series connected power thyristor unit 2 and load 3, as well as a control circuit of series-connected quadrant 4, integrator 5, peak detector 6, subtraction unit 7 and comparison unit 8, the input of quad 4 is connected to source 1, the output of comparison unit 8 is connected to
управл ющему входу блока силовых тиристоров 2, вторый выход интегратора 5 соединен со вторым входом блока вычитани 7, а второй вход блока сравнени 8 - с выходом задатчика 9, последовательно соединенные согласующий блок 10, первый выпр митель 11, второй вычитатель 12 и второй интегратор 13, причем вход согласующего блока 10 подключен к источнику 1, выход второго интегратора 13 соединен с первым управл ющим входом первого интегратора 5, а первыйthe control input of the power thyristor unit 2, the second output of the integrator 5 is connected to the second input of the subtraction unit 7, and the second input of the comparison unit 8 to the output of the setting device 9, the matching unit 10 connected in series, the first rectifier 11, the second subtractor 12 and the second integrator 13 the input of matching unit 10 is connected to source 1, the output of the second integrator 13 is connected to the first control input of the first integrator 5, and the first
управл ющий вход второго интегратора 13 подключен к выходу блока сравнени 7, формирователь синхроимпульсов 14, вход которого подключен к источнику 1, а выход - ко вторым управл ющим входам первого 5 и второго 13 интеграторов, последовательно соединенные датчики тока нагрузки 15 и второй выпр митель 16, выход которого соединен со вторым входом второго вычитател 12. Дл чисто активной нагрузки ток-и напр жение в силовой цепи совпадают междуthe control input of the second integrator 13 is connected to the output of the comparator unit 7, the driver of the clock pulses 14, whose input is connected to the source 1, and the output to the second control inputs of the first 5 and second 13 integrators, serially connected load current sensors 15 and the second rectifier 16 , the output of which is connected to the second input of the second subtractor 12. For a purely active load, the current and voltage in the power circuit coincide between
D собой по фазе, а рассогласование между ними по амплитуде служит информацией об изменени х в величине нагрузки. Если в силовой цепи имеетс сдвиг фаз между током и напр жением, то дл правильного функционировани устройства этот сдвиг необходимо устранить, а в среднее значение рассогласовани между током и напр жением ввести коэффициент, соответствующий значению coscp.D is in phase, and the mismatch between them in amplitude is information about changes in the load value. If there is a phase shift between current and voltage in the power circuit, then this shift must be eliminated for the device to function correctly, and the coefficient corresponding to the coscp value should be entered into the average mismatch between the current and voltage.
При посто нной величине фазового сдвиO га в устройство достаточно ввести фазосдвигающий блок 17 (фиг. 2), вход которого подключен к выходу согласующего блока 10, а выход соединен со входом первого выпр мител 11, при этом соответственно измен ют и коэффициент передачи интегратора 13.At a constant value of the phase shift, it is sufficient to introduce the phase shifter 17 (Fig. 2), the input of which is connected to the output of the matching unit 10, and the output connected to the input of the first rectifier 11, thus changing the transfer coefficient of the integrator 13 accordingly.
Если фазовый сдвиг между током и напр жением измен етс в процессе работы устройства, то необходимо посто нно обеспечивать подстройку фазы с целью обеспечени работоспособности цепи компенсации изменени нагрузки. Дл этой цели в устройство формировани управл ющего сигнала ввод т управл емый фазосдвигающий блок 18 (фиг. 3), вход которого подключен к выходу согласующего блока 10, выход соединен со входом первого выпр мител 11, второй вход подключен ко второму выходу второго выпр мител 16, а управл ющий выход соединен с третьим управл ющим входом второго интегратора 13. If the phase shift between current and voltage changes during the operation of the device, it is necessary to continuously ensure phase adjustment in order to ensure the operation of the load change compensation circuit. For this purpose, a controllable phase-shifting unit 18 (Fig. 3), the input of which is connected to the output of the matching unit 10, is inputted to the control signal generating device, the output is connected to the input of the first rectifier 11, the second input is connected to the second output of the second rectifier 16 and the control output is connected to the third control input of the second integrator 13.
0 Функциональна схема управл емого фазосдвигающего блока 18 (фиг. 4) содержит управл емую фазосдвигающую цепь 19 (фиг. 5), два формировател синхроимпульсов 20 и 21, узел управлени 22, состо щий из двух RS-триггеров и 4-х элементов И,0 The functional diagram of the controlled phase-shifting unit 18 (Fig. 4) contains a controlled phase-shifting circuit 19 (Fig. 5), two clock generators 20 and 21, the control unit 22, consisting of two RS triggers and 4 And elements,
5 два аналоговых ключа 23 и 24 и интегратор 25, причем вход управл емой фазосдвигающей цепи 19 соединен с выходом согласующего блока 10 (цепь 26), а выход - со входом первого выпр мител И (цепь 27) и входом первого формировател синхроимпульсов 20, вход второго формировател синхроимпульсов 21 подключен ко второму выходу второго выпр мител 16 (цепь 28), выход формирователей 21 и 20 подключен ко входам узла управлени 22, выход которого соединен с управл ющими входами аналоговых ключей 23 и 24, информационные входы которых подключены к источникам опорного напр жени 29 и 30, а выходы соединены со входом интегратора 25, выход которого подключен к управл ющему входу второго интегратора 13 (цепь 31).5 two analog switches 23 and 24 and an integrator 25, the input of the controlled phase-shifting circuit 19 is connected to the output of matching unit 10 (circuit 26), and the output to the input of the first rectifier And (circuit 27) and the input of the first synchro pulses 20, the input the second sync pulse generator 21 is connected to the second output of the second rectifier 16 (circuit 28), the output of the formers 21 and 20 is connected to the inputs of the control unit 22, the output of which is connected to the control inputs of the analog switches 23 and 24, the information inputs of which are connected to the sources The voltage is 29 and 30, and the outputs are connected to the input of the integrator 25, the output of which is connected to the control input of the second integrator 13 (circuit 31).
Согласующий блок 10 выполнен на основе согласующего трансформатора и резистивного настраиваемого делител , подключенного ко вторичной обмотке этого трансформатора .The matching unit 10 is made on the basis of a matching transformer and a resistive tuned divider connected to the secondary winding of this transformer.
Принципиальна схема управл емой фазосдвигающей цепи может быть выполнена как показано на фиг. 5, гДе в качестве управл емого резистора применен резисторный оптрон ViRi.A schematic diagram of a controlled phase-shifting circuit can be performed as shown in FIG. 5, where a resistor ViRi optocoupler is used as a controlled resistor.
Управл емые интеграторы могут быть выполнены на основе операционных усилителей по схеме, приведенной на фиг. 6, где резистивный оптрон ViRi используетс дл изменени коэффициента передачи интегратора.Controlled integrators can be made on the basis of operational amplifiers as shown in FIG. 6, where the ViRi resistive optocoupler is used to change the integrator gain.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Дл устранени вли ни изменени нагрузки на выдел емую мощность сигнал о величине тока, протекающего в силовой цепи , снимаемый с датчика тока 15, поступает через выпр митель 16 на второй вход вычитател 12. Одновременно на первый вход вычитател 12 поступают мгновенные значени напр жени сети, прощедщие через согласующий блок 10 и выпр митель 11 (предварительно при настройке регул тора мгновенные значени напр жени сети приравниваютс мгновенным значени м сигнала датчика тока при номинальной нагрузке). Эти два сигнала вычитаютс между собой на вычитателе 12, а их алгебраическа разность поступает на второй интегратор 13, который, дл исключени временного интервала, когда ток в силовой цепи отсутствует, включаетс сигналом с блока сравнени 8. Выходной сигнал второго интегратора 13 поступает на второй управл ющий вход первого интегратора 5 и управл ет коэффициентом передачи этого интегратора, уменьща коэффициент передачи , если сопротивление нагрузки R увеличиваетс , и увеличива его, если R уменьшаетс . При этом максимальное значение выходного сигнала интегратора 5, записываемое в пиковый детектор 6, будет зависеть как от величины напр жени питающей сети, так и от величины нагрузки. В этом случае устройство дл формировани управл ющего сигнала обеспечивает параметрическую стабилизацию Ufp за полупериод и посто нство величины K/RH, что и обеспечивает посто нство заданного значени мощности РН In order to eliminate the influence of load on the output power, the signal about the amount of current flowing in the power circuit, taken from the current sensor 15, is fed through rectifier 16 to the second input of the subtractor 12. At the same time, the first input of the subtractor 12 receives instantaneous mains voltage, forgiving through matching block 10 and rectifier 11 (previously, when adjusting the regulator, the instantaneous values of the mains voltage are equal to the instantaneous values of the current sensor signal at the rated load). These two signals are subtracted from each other at subtractor 12, and their algebraic difference goes to the second integrator 13, which, to exclude the time interval when there is no current in the power circuit, is turned on by the signal from the comparator unit 8. The output signal of the second integrator 13 goes to the second control The first input of the integrator 5 controls the transmission coefficient of this integrator, reducing the transmission coefficient if the load resistance R increases, and increasing it if R decreases. In this case, the maximum value of the output signal of the integrator 5 recorded in the peak detector 6 will depend both on the value of the supply voltage and the load. In this case, the device for generating a control signal provides a parametric stabilization of Ufp over a half period and a constant K / RH value, which ensures the constancy of a given value of the power PH
. .
На фиг. 7 приведены графики, объ сн ющие принцип стабилизации мощности при изменени х напр жени питающей сети и нагрузки.FIG. Figure 7 shows the graphs explaining the principle of power stabilization with changes in the supply voltage and load.
В случае, если нагрузка носит активноиндуктивный характер, что возожно, например , при включении нагрузки через силовойIf the load is actively inductive in nature, which is possible, for example, when the load is switched on through the power
трансформатор, в силовой цепи наблюдаетс фазовый сдвиг между током и напр жением. В этом случае дл правильной работы регул тора необходимо фазосдвигающим блоком 17 устранить этот сдвиг так, чтобы мгновенные значени сигналов датчика тока 15 и напр жени сети совпадали по фазе, и соответствующим образом изменить коэффициент передачи второго интегратора 13, что будет соответствовать введению коэффициента costp.a transformer, in the power circuit, a phase shift is observed between current and voltage. In this case, for the regulator to work properly, it is necessary for phase shifting unit 17 to eliminate this shift so that the instantaneous values of the current sensor 15 signals and the mains voltage coincide in phase and change the transmission coefficient of the second integrator 13 accordingly, which will correspond to the introduction of the costp coefficient.
Если фазовый сдвиг непрерывно измен етс , то в этом случае необходимо применить устройство автоматической подстройки фазы , которое непрерывно обеспечивает соответствие фаз питающей сети и сигнала датчика тока и соответственно, измен ет коэффициент передачи второго интегратора 13, который, в свою очередь, измен ет коэффициент передачи первого интегратора 5. Дл этого из сигналов датчика тока и согласующего блока 10 формировател ми 21 и 20If the phase shift is continuously changing, then in this case it is necessary to use an automatic phase adjustment device that continuously matches the phases of the mains supply and the current sensor signal and accordingly changes the transmission coefficient of the second integrator 13, which in turn changes the transmission coefficient the first integrator 5. For this, from the signals of the current sensor and the matching unit 10 formers 21 and 20
формируют синхроимпульсы нулевых значений , которые поступают на устройство управлени 22 и в зависимости от временных рассогласований между синхроимпульсами переключаютс триггеры, которые включают в течение длительности рассогласовани одинzero-value sync pulses are generated, which are fed to control unit 22 and, depending on temporal mismatches between sync pulses, triggers are switched, which switch on for one mismatch duration
или второй аналоговые ключи (23 или 24), обеспечива подачу на интегратор 25 опорных напр жений требуемой пол рности.or a second analog switch (23 or 24), providing the integrator with 25 reference voltages of the required polarity.
Блок 18 представл ет собой следующую систему и, таким образом, в интеграторе 25 будет присутствовать сигнал, характеризующий рассогласование по фазе. Выходной сигнал интегратора 25 в виде сигнала обратной св зи 31 поступает на управл емую фазосдвигающую цепь 19, котора и обеспечивает соответствие фаз сигналов напр жени сети и датчика тока, при этом одновременно ввод т корректирующий сигнал 31 на интегратор 13, обеспечива ему требуемый коэффициент передачи.Block 18 is the next system and, therefore, a signal characterizing the phase mismatch will be present in the integrator 25. The output signal of the integrator 25 as a feedback signal 31 is fed to a controlled phase-shifting circuit 19, which ensures that the phases of the network voltage and current sensor signals match, while simultaneously introducing a correction signal 31 to the integrator 13, providing it with the required transmission coefficient.
Использование предлагаемого устройства дл формировани управл ющего сигнала в качестве регул тора электрической мощности позвол ет стабилизировать мощность в щироком диапазоне изменени сопротивлени нагрузки и cos р, что при высоком быстродействии регул тора позвол ет строить высококачественные системы автоматического регулировчи , например температуры электропечей .The use of the proposed device for generating a control signal as an electric power regulator allows stabilizing power in a wide range of load resistance and cos p, which at a high regulator speed allows building high-quality automatic control systems, such as electric furnace temperature.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802943899A SU903843A2 (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Device for forming control signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802943899A SU903843A2 (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Device for forming control signal |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU491127 Addition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU903843A2 true SU903843A2 (en) | 1982-02-07 |
Family
ID=20903439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802943899A SU903843A2 (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Device for forming control signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU903843A2 (en) |
-
1980
- 1980-06-24 SU SU802943899A patent/SU903843A2/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0375288B1 (en) | Electric lighting and power controllers therefor | |
| SU776582A3 (en) | Alternating current load electrosupply system | |
| US4961130A (en) | Voltage inverter control applying real-time angle pattern determination | |
| US5237244A (en) | Electric lighting and power controllers therefor | |
| US3968432A (en) | Remote voltage sensor for power system regulation | |
| SE9600172D0 (en) | Power grid control | |
| US4041370A (en) | Apparatus for rapidly detecting and calculating the root mean square of electrical measuring values in alternating current networks | |
| SU903843A2 (en) | Device for forming control signal | |
| US4449091A (en) | Power controlling circuit for automatic regulating apparatus | |
| EP0375289B1 (en) | Electric lighting and power controllers therefor | |
| US4357570A (en) | Voltage compensation for an A-C network supplying a rapidly-changing load | |
| US3676766A (en) | Multiphase alternating current regulation system for transformer-coupled loads | |
| KR20080112376A (en) | Method for measuring an alternating current which is generated using inverters, and arrangement for carrying out the method | |
| JPS6194585A (en) | Controller for pwm inverter | |
| US3818315A (en) | Electrical converter apparatus having an integrating type control means for determining firing points and an end stop firing pulse control means | |
| SU655021A1 (en) | Reactive power control arrangement | |
| SU1355409A1 (en) | Method of stabilizing welding current in resistance welding under thyristor control | |
| SU748778A1 (en) | Method of control of power-diode-choke ac regulator | |
| SU575754A1 (en) | Device for limiting minimum excitation current of synchronous generator | |
| EP0051780A1 (en) | An electric power saver for starting and controlling three phase three wire a.c. induction motors | |
| SU744901A1 (en) | Method and device for control of stabilized inverter | |
| SU1529190A1 (en) | Voltage automatic control device | |
| SU768022A1 (en) | Device for setting-up voltage at x-ray tube | |
| JPS6030964B2 (en) | AC current control method | |
| SU648961A1 (en) | Ac voltage stabilizer |