SU943685A1 - Регул тор электрической мощности - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию электрических величин, в частности мощности, и может быть использовано в качестве высокЪточного исполнительного устройства в прецизионных системах автоматического регулировани , например, температурного режима электротермического оборудовани ..

Известны регул торы электрической , мощности в нагрузке, подключенной-к цепи переменного тока, содержащие силовую цепь из последовательно соединенных тйристорных ключей и нагрузки , и цеПь Ьбратной св зи, содержащую 5 датчик регулируемой величины,усред-н ющий фильтр, компаратор, принцип действи  которых основан на усреднении сигналов датчика регулируемой величины с последующим сравнением по-20 лученного сигнала обратной св зи с заданным значением и формированием по результатам сравнени  сигнала на запуск силовых тиристоров L

Недостатками таких регул торов  вл ютс  значительна  инерционность, обусловленна  наличием усредн юи его фильтра и, как следствие, невысока  статическа  и динамическа  точность. Кроме того, такие регул торы требуют синхронизации с напр жением сети и поэтому ненадежно работают при изменении коэффициента нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  регул тор электрической мощности, содержащий блок силовых тиристоров, включенный между входным и выходным выводами, блок выключени  силовых тиристоров, датчик мгновенной мощно сти нагрузки, выход которого соединен с первым входом компаратора, ко второму входу которого подключен выход задатчика, а выход компаратора соединен со входом блока выключени  силовых тиристоров и управл ющим входом интегратора. Принцип действи  данного регул тора основан на Фазовом управлении тиристоров с включением в начале полупериода и выключением в момент равенства сигнала с выхода интегратора и задатчика. Такой принцип требует синхронизации импульсов управлени  тиристорами с напр жением сети, дл  чего в известном используетс  синхронизирующий трансформатор и формирователь синхроимпульсов. Така  схема надежно работает на чисто акт1(1вную нагрузку или комплексную нагрузку с посто нным коэффициентом нагрузки 0054 fzj.

Однако при измен ющемс  коэффициенте нагрузки нарушаетс  синхронизаци  схемы с током, протекающем в нагрузке . Импульс, формируемый дл  запуска силового тиристора, поступает не в начале полупериода напр жени  на нем, а в любой момент, определ емый сдвигом фазы напр жени  и тока нагрузки. Это приводит к резкому сни жению надежности работы регул тора при изменении коэффициента нагрузки, а при значительных изменени х и к на рушению работоспособности в целом.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при работе на нагруку с измен ющимс  коэффициентом нагрузки .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в регул тор электрической мощности введены генератор импульсов, две схемы совпадени  и триггер, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом каждой из схем совпадени , второй вход каждой из которых подключен к cooтвeтctвyющeмy выходу триггера, выход каждой из схем совпадени  соединен с соответствующи -управл ющим входом блока силовых тиристоров , а вход триггера подключен к выходу компаратора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема регул тора мощности; на фиг. 2 - схема включени  силовых тиристоров;- на фиг. 3 схема выключни  силовых тиристоров; на фиг. k временные диаграммы работы устройстСхема (фиг. 1) содержит питающую сеть 1 и подключенную к ней силовую цепь, состо щую из последовательно соединенных блока силовых тиристоров 2 и нагрузки 3, последовательно соединенные датчик мгновенной мощности Ц, токова  измерительна  цепь которо го подключена посредством измерительного трансформатора 5 к силовой цепи , а измерительна  цепь напр жени  подключена параллельно нагрузке, интегратор 6 и компаратор 7, задатчик 8, схему управлени  силовыми тиристорами 9, содержащую автоколебательный генератор импульсов 10, выход которого подключен к первым входам схем совпадени  11 и 12, вторые входы которых соединены с выходами триггера 13 а выход - с управл ющими входами силовых тиристоров, и блок выключени  силовых тиристоров 1, вход которого подключен к выходу компаратора . Блоком силовых тиристоров могут быть два встречно-параллельно включенных тиристора (фиг. 2) или люба  мостова  схема с тиристорами и диодами в плечах. В качестве датчика мгновенной мощности может быть использован измерительный преобразователь мощности на датчиках Холла, например, измерительный преобразователь мощности типа По24. Интеграто 6 выпoлнёV на основе операционного усилител , интегрирующа  емкость которого может закорачиватьс  ключем, управл емым триггером. Компаратор 7 выполнен на основе операционного усилител  .

Автоколебательный генератор имт пульсов 10 выполнен на основе блокинггенератора . Блок выключени  силовых тиристоров Т может быть выполнен на основе тиристорных ключей и коммутирующих емкостей (фиг. 3} и включен в схеме параллельно нагрузке или параллельно блоку силовых тиристоров (фиг. 1).

Регул тор работает следующим образом .

Claims (2)

1. : При включении схемы в сеть тригге 13 произвольно устанавливаетс  в одно из устойчивых положений, открыва  высоким потенциалом одну из схем совпадени  11 или 12. Например, открыта схема совпадени  12, тогда непрерывна  последовательность импульсов с выхода генератора 10 (фиг. ) и рпроходит на включение одного из встречно-параллельно включенных тиристоров (фиг. 2), но отпирает его только в момент, когда напр жение на нем становитс  положительным (т.е в начале полупериода). После отпирани  тиристора его же анодным напр жением нагрузка подключаетс  к сети, на ней начинает выдел тьс  мощность. котора  измер етс  датчиком мгновен ной мощности k и интегрируетс  интегратором 6. Когда выход интеграто ра Uf, и задатчика Ug сравниваютс  по величине, на выходе компаратора 7 вырабатываетс  импульс Uy, от которого срабатывает блок выключени  I, запирающий открытый тиристор. Этим же импульсом разр жаетс  емкость интегратора 6 и опрокидываетс  триггер 13 запира  схему совпадени  12 (тем самым исключа  повтор ное включение только что запертого тиристора путем запрета подачи управл ющих импульсов на его вход), и отпира  схему совпадени  11 (управ л ющие импульсы подаютс  на запуск второго силового тиристора). Однако второй тиристор не включитс  до тех пор, пока его анодное напр жение не станет положительным. Аналогично работа повтор етс  каждый полупериод . Таким образом, как бы не мен лс  коэффициент нагрузки и фазовый сдвиг напр жени  и тока, момент включени  силового тиристора практически совладает с началом полупериода сетевог напр жени , т. е. включение тиристоров самосинхронизируетс  их же анодным напр жением. В известном устройстве синхронизаци  выполн етс  сетевым напр жением , которое, естественно, никак не р агирует на изменение коэффициента на грузки. Синхронизирующие импульсы, которые одновременно служат и дл  включени  тиристоров, по вл ютс  либ в момент изменени  знака напр жени  (дл  чисто активной нагрузки), либо могут быть искусственно сдвинуты на посто нный угол дл  комплексной нагрузки с посто нным коэффициентом на грузки . При изменении же коэффициента нагрузки запускающий импульс может по витьс  в момент, когда на тиристоре отрицательное напр жение, что вообще исключает срабатывание ег в одном полупериоде, либо когда на т ристоре напр жение достигло большой величины и он включаетс  не в начале полупериода, а позже. А это уменьшает максимальную мощность, котора  может быть подключена к нагрузке. Таким образом, использование предлагаемого регул тора мощности позвол ет получить надежную работу системы регулировани  в любых режимах (пуска , статическом, изменение установки) дл  любого характера нагрузки при изменении коэффициента нагрузки от нул  до единицы. Формула изобретени  Регул тор электрической мощности, содержащий блок силовых тиристоров, включенный между входным и выходным выводами, блок включени  силовых тиристоров , датчик мгновенной мощности нагрузки, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, к второму входу которого подключен выход задатчика, а выход компаратора соединен с входом блока выключени  силовых тиристоров и управл ющим входом интегратора, отличающийс   тем, что, с целью повышени  надежности при работе на нагрузку с переменным коэффициентом мощности, в него введены генератор импульсов, две схемы совпадени  и триггер, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом каждой из схем совпадени  второй вход каждой из которых подключен к соответствующему выходу триггера, выход каждой из схем совпадени  соединен с соответствующим управл ющим входом блока силовых тиристоров, а выход компаратора соединен с входом триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G05 F 1/66, 1970.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2884702/2 -07, кл. G05 F 1/66, Т980.

   Фиг.

   и

   П

   ui. 2

   Фиг5

   I/C

   (/7 %

   %