Способ импульсного регулирования энергопотребления от сети переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в процессах (в том числе малоинерционных ), зависящих от энергопотребления от сети переменного тока, таких, как регулирование температуры малоинерционных объектов, регулирование скорости электрохимического осаждения или травления и т.п. Изобретение позволяет повысить качество регулирования и обладает простотой для аппаратурной реализации средствами аналоговой вычислительной техники. Нагрузку к сети переменного тока подключают на время, кратное полупериоду сетевого напряжения, в момент времени t . (i 0, 1, 2,...) перехода сетевого напряжения через нуль, когда вьтолнено условие L ( t.f К, где К - константа; L (t) - интеграл отклонения от заданной величины некоторого параметра, характеризующего энергопотребление нагрузки от сети переменного тока. Таким параметром могут быть: модуль напряжения на нагрузке; выделяемая в нагрузке мощность и т.д. I ил. в сл

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСА 1УБЛИК 511 4 G 05 F I/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3989844/24-07 (22) 17.12.85 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Марийский политехнический институт им. A.Ì.Горького (72) В.В.Попцов и В.Д.Таныгин (53) 621. 316.722.) (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1111143, кл. G 05 F l/66, 1984.

Instruments and Control Systems (USA), 1968, Р 12, р. 71 72. (54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в процессах (и том числе малоинерционных ), зависящих от энергопотребления от сети переменного тока, таких, как регулирование температуры малоинер„„SU„„1330624 А 1 ционных объектов, регулирование скорости электрохимического осаждения или травления и т.п. Изобретение позволяет повысить качество регулирования и обладает простотой для аппаратурной реализации средствами аналоговой вычислительной техники. Нагрузку к сети переменного тока подключают на время, кратное полупериоду сетевого напряжения, в момент времени t . .(i

О, I 2,...} перехода сетевого напряжения через нуль, когда выполнено условие Е (t. i К, где К вЂ” константа; (t) — интеграл отклонения от заданной величины некоторого параметра, характеризующего энергопотребление нагрузки от сети переменного тока.

Таким параметром могут быть: модуль напряжения на нагрузке; выделяемая в нагрузке мощность и т.д. 1 ил.

13306

N a U Т, 30

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для импульсного регулирования энергопотребления от сети переменного тока, например, с в электротермических установках и электротехнологии.

Цель изобретения — повышение качества регулирования и снижение аппаратурных затрат на реализацию. 10

Всякий раз, когда сетевое напряжение (U ) переходит через нуль (т.е. в моменты времени t ..), производят

1 анализ величины интеграла Ь (t . ) . Если

L(t. ) < К, то нагрузку не подключают к сети. Тогда в силу условия Ь(t. )И1

-Ь(,) О, величина Ь(t) все более и более увеличивается и неизбежно при одном из очередных переходов сетевого напряжения через нуль наступает 20 такой момент времени С„ перехода сетевого напряжения через нуль, когда

L(t„) 7 К. В этот момент времени производят подключение нагрузки к сети на время C . Далее в силу условия 25

Ь(к+ <) — L(t ) < О величина интеграла L(t) в интервале времени от t до (t„+ Г ) уменьшается. Если изменение величины интеграла L(t) за данный промежуток времени таково, что в момент времени (t „ +,) величина

L(t „ + ) стала меньше величины К, т.е. L(t + 7 ) с Y., то нагрузку отключают. Если все еще L(t „ + 7) >, К, то нагрузку подключают к сети на еще один промежуток времени 7 . И так до тех пор, пока величина интеграла L(t) не станет меньше К. Поскольку Ь(» „ +

+ i) — Ь(„) а О, то неизбежно наступает такой момент времени перехода 40 сетевого напряжения через нуль когда L(t ) (К. В этот момент производят отключение нагрузки от сети.

Далее процесс регулирования вновь повторяют в последовательности, описанной вьппе.

На чертеже представлены временные диаграммы, иллюстрирующие предложенный способ регулирования энергопотребления.

На чертеже обозначено: e<„(t) прямоугольный импульс постоянной амплитуды с длительностью, равной времени подключения нагрузки к сети;

7 — продолжительность времени однократного подключения нагрузки к сети, равная полупериоду сетевого напряжения; U„ — напряжение на нагрузке.

24 2

Количество (Н) прошедших в нагрузку полупериодов сетевого напряжения за определенное достаточно длительное время Т пропорционально величине

1 задающего параметра: где а — коэффициент пропорциональности.

Поэтому энергопотребление (например, мощность, выделяемая в нагрузке) также пропорционально задающему параметру U, однако зависит и от величины сопротивления нагрузки и напряжения сети. При постоянном сопротивлении нагрузки зависимость мощности от напряжения сети квадратична.

Если в качестве параметра P „(t) выбрать модуль напряжения на нагрузке с соответствующим коэффициентом пропорциональности, то мощность попрежнему будет пропорциональна задающему параметру U>(t), но от величины напряжения сети будет зависеть уже линейно, что снижает влияние величины напряжения сети на мощность, выделяемую в нагрузке.

В качестве О q(t) можно выбрать и мощность, выделяемую в нагрузке. В этом случае мощность также пропорциональна задающему параметру U>(t), но не зависит ни от величины напряжения, ни от сопротивления нагрузки.

Согласно предложенному способу регулирования импульсы сетевого напряжения, проходящие в нагрузку, автоматически располагаются во времени оптимально равномерно. Кроме того, для предложенного способа характерно быстрое реагирование на изменение величины задающего параметра (что иллюстрируется временными диаграммами), поскольку изменение регулирования происходит в первы же момент времени перехода сетевого напряжения через нуль, следующий сразу после изменения величины задающего параметра

Указанные преимущества позволяют расширить диапазон применения предложенного способа на область малоинерционных процессов, зависящих от энергопотребления от сети переменного тока. К числу таких процессов относятся, например, регулирование температуры малоинерционного объекта, регулирование скорости электрохимического осаждения илн травления и т.п.

К(t,.), К, Составитель В.Баранов

Техред В.Кадар Корректор И.Муска

Редактор М. Дылын

Заказ 3582/50

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 13306

Аналоговый характер вычислений интеграла L(t) значительно упрощает аппаратурную реализацию предложенного способа, поскольку зти вычисления можно просто выполнить средствами аналоговой вычислительной техникии.

Ф о р м у,л а и э о б р е т е н и я

Способ импульсного регулирования энергопотребления от сети переменного тока путем изменения числа подключений нагрузки к сети в момент перехода напряжения сети через нуль с продолжительностью каждого подключе" ния, кратной целому числу полупериодов сетевого напряжения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и снижения аппаратурных затрат на реализацию, подключение нагрузки к сети производят при выполнении условия где t — i-й момент времени перехода

1 сетевого напряжения через нуль (О, ), 2, ° ° ° )в

К - константа;

L - функция, характеризующая отклонение энергопотребления от заданной величины и определяемая выражением

L(t) I (U,(t) - gÄ(t)) dt, о где U (t) — задающий параметр;

Q „(t) - параметр, характеризующий энергопотребление нагрузки от сети, такой, что L(t; + s)-L(t,,) <О, если нагрузка подключена к сети на интервале speмени от t1,.до (t.; + Т), и L(t,„)-L(t <) ) О, если нагрузка на интервале времени от t., до t;+, к сети не подключена; - продолжительность единичного подключения нагрузки к сети.