Устройство для регулирования переменного напряжения

 

Использование: регулирование переменного напряжения, предназначенного для питания различной радиоаппаратуры Сущность изобретения: устройство содержит формирователь синусоидальных синфазных напряжений (1), блоки сравнения (2, 3), усилитель-ограничитель (4), перемножитель (5). сумматор 6, элементы И (7, 8), два элемента НЕ (9, 10), элемент ИЛИ (11), электронный переключатель(12), шину управления (13). Напряжение , поступающее на выходной вывод 16, характеризуется малыми искажениями и отсутствием коммутационных скачков, ч--о указывает на низкий уровень высокочастот ных гармоник в его спектре. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) аеваивй ф !

1 ф о

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780728/07 (22) 09.01,90 (46) 15,06,92. Бюл. ¹ 22 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И,Г.Дорух (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

¹ 318923, кл. 6 05 F 1/22, 1970, Авторское свидетельство СССР

¹ 325599, кл, 6 05 F 1/08, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано при разработке регуляторов и стабилизаторов переменного напряжения.

Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее секционированный трансформатор и тиристорные ключи из встречно-параллельно включенных вентилей, например, на вторичной стороне, причем секционированный трансформатор выполнен с двумя одинаковыми полуобмотками, которые подключаются последовательно при помощи тиристорного ключа на низшей ступени регул и рова ния и па раллел ьно и ри помощи двух тиристорных ключей на высшей ступени регулирования, Недостатком этого устройства является низкое качество напряжения на нагрузке, обусловленное его скачкообразным изменением при переходе от низшей ступени регулирования к высшей.

ae>5g«» 1 741 1 1 6 А1 (57) Использование: регулирование переменного напряжения, предназначенного для питания различной радиоаппаратуры, Сущность изобретения: устройство содержит формирователь синусоидальных синфазных напряжений (1); блоки сравнения (2, 3), усилитель-ограничитель (4), перемножитель (5), сумматор 6, элементы И (7, 8), два элемента

НЕ (9, 10), элемент ИЛИ (11), электронный переключатель(12), шинууправления (13), Напряжение, поступающее на выходной вывод

16, характеризуется малыми искажениями и отсутствием коммутационных скачков, что указывает на низкий уровень высокочастотных гармоник в его спектре. 2 ил.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель на тиристорах, два элемента И, формирователь синхроимпульсов, формирователь селекторных импульсов, измерительный орган, входные и выходные выводы, в котором первый входной вывод соединен с первым выходным выводом и с первыми входами формирователя синхроимпульсов и измерительного органа, второй входной вывод соединен с сигнальным входом электроного переключателя и со вторым входом формирователя синхроимпульсов, выход которого через элемент НЕ соединен со вторыми входами элементов И, соединенных своими первыми входами с выходом формирователя селекторных импульсов, а выходами — с управляющими входами электронного переключателя, первый и второй входы фор1741116 мирователя синусоидальных синфазных напряжений соединены соответственно с первым и вторым выходами электронного переключателя, а выход — со вторым выходным выводом устройства и вторым входом измерительного органа, выход которого соединен со входом формирователя селекторных импульсов.

Недостатком этого устройства является низкое качество выходного напряжения, обусловленное большим уровнем высокочастотных гармоник в его спектре из-за коммутационных скачков, Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем уменьшения уровня высокочастотных гармоник.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель, два элемента И, входные и выходной выводы, введены два блока сравнения, усилительь-ограничитель, перемножитель, сумматор, два элемента НЕ, элемент ИЛИ и шина управления, первые входы блоков сравнения соединены с первым выходом формирователя синусоидальных синфазных напряжений, входом усилителя-ограничителя и первым сигнальным входом электронного переключателя, второй выход формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединен со вторым входом первого блока сравнения и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу перемножителя, соединенного своими первым и вторым входами с выходом усилителя-ограничителя и шиной управления соответственно, выход сумматора подключен ко второму сигнальному входу электронного переключателя и второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого блока сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и входу второго элемента НЕ, выходы первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

И, выход элемента ИЛИ подключен куправляющему входу электронного переключателя, выход которого соединен с выходным выводом, при этом входы формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединены с входными выводами.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — вре5

55 менные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для регулирования переменного напряжения содержит формирователь 1 синусоидальных синфазных напряжений, блоки 2 и 3 сравнения, усилитель-ограничитель 4, перемножитель 5, сумматор 6, элементы И 7 и 8, элементы НЕ 9 и 10, элемент

ИЛИ 11, электронный переключатель 12, шину 13 управления, входные 14 и 15 и выходной 16 выводы.

Входы формирователя 1 соединены с выводами 14 и 15 устройства, первый выход — с первыми входами блоков 2 и 3, входом усилителя-ограничителя 4 и первым сигнальным входом переключателя 12, а второй выход — со вторым входом блока 2 и первым входом сумматора 6. Первый вход перемножителя 5 соединен с выходом усилителя-ограничителя 4, второй — с шиной 13, а выход — со вторым входом сумматора 6, выход которого соединен со вторым входом блока . и вторым сигнальным входом пере.ключателя 12. Выход блока 2 соединен со входом элемента 9 и вторым входом элемента 7, первый вход которого соединен с выходом блока 3 и входом элемента 10. Первый и второй входы элемента 8 соединены с выходами элементов 10 и 9 соответственно, а выход — с первым входом элемента 11, второй вход которого соединен с выходом элемента 7, а выход — с управляющим входом переключателя 12, соединенного своим выходом с выводом 16.

Работа устройства заключается в следующем.

Формирователь 1 из сетевого напряжения. поступаЮщего на его входы с выводов

14 и 15, формирует два синфазных синусоидальных напряжения, первое из которых с амплитудой U> (фиг.2, а) с первого выхода формирователя поступает на вход усилителя-ограничителя 4, на первые входы блоков 2 и 3 и на первый сигнальный вход переключателя 12, а второе с меньшей амплитудой

Uz (фиг.2, б) со второго выхода формирователя 1 поступает на второй вход блока 2 и на первый вход сумматора 6. Амплитудами 01 и Uz определяются пределы, в которых осуществляется регулирование амплитуды выходного напряжения. В качестве формирователя 1 может служить трансформатор, запитывающийся от сети и имеющий отводы во вторичной обмотке.

Усилитель-ограничитель 4 преобразует синусоидальное напряжение с первого выхода формирователя 1 в синфазную с этим напряжением последовательность прямоугольных разнополярных импульсов (фиг.2, в) с амплитудой д = U> - Uz (именно таким

1741116

50 выбирается уровень ограничения). Последовательность импульсов с выхода усилителяограничителя 4 поступает на первый вход перемножителя 5, на второй вход которого с шины 13 поступает управляющее напряжение Uy положительной полярности, изменяющееся в пределах от 0 до некоторого стандартного уровня, условно принятого за

1 (фиг.2, г). На выходе перемножителя образуется синфазная с выходными напряжениями формирователя 1 последовательность разно поля рн ых и ря моугол ьн ых импул ьсов (фиг.2, д). Коэффициент передачи перемножителя 5 и максимальный уровень управляющего напряжения Uy на шине 13 выбираются такими, чтобы при изменении управляющего напряжения в пределах от 0 до 1 амплитуда импульсов на выходе перемножителя изменялась в пределах от 0 до д. Последовательность импульсов с выхода перемножителя 5 поступает на второй вход сумматора 6. Сумматор 6 осуществляет суммирование поступающих на его входы сигналов, и результат суммирования (фиг.2, е) поступает на второй вход блока 3 и второй сигнальный вход переключателя 12.

Блок 2 формирует на своем выходе сигнал, соответствующий логической "1", если напряжение на его первом входе превышает по уровню напряжение на втором, в противном случае на выходе блока 2 формируется сигнал, соответствующий логическому "0" (фиг.2, ж). Сигнал с выхода блока 2 поступает непосредственно на второй вход элемента 7 и через элемент 9 на второй вход элемента 8.

Аналогично блок 3 формирует на своем выходе сигнал, соответствующий логической "1", если напряжение на его первом входе превышает по уровню напряжение на втором, и сигнал, соответствующий логическому "0", если напряжение на его первом входе не превышает по уровню напряжение на втором (фиг.2, з). Сигнал с выхода блока

3 поступает непосредственно на первый вход элемента 7 и через элемент 10 на первый вход элемента 8.

На выходе элемента 7 формируется сигнал, соответствующий логической "1", если сигналы на обоих его входах соответствуют логической "1", и сигнал, соответствующий логическому "0", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логическо- му "0" (фиг.2, и), Аналогично на выходе элемента 8 формируется сигнал, соответствующий логической "1", если сигналы на обоих его входах соответствуют логической

"1", и сигнал, соответствующий логическому

"0", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логическому "0"

40 (фиг.2, к). Сигналы с выходов элементов 7 и

8 поступают соответственно на второй и первый входы элемента 11.Элемент 11 формирует сигнал, соответствующий логической "1", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логической "1", и сигнал, соответствующий логическому "0",. если на обоих его входах сигналы соответствуют логическому "0" (фиг.2, л). Сигнал с выхода элемента 11 поступает на управляющий вход переключателя 12.

Переключатель 12 подключает к выводу

16 свой первый сигнальный вход, если сигнал на его управляющем входе соответствует логическому "0", если же этот сигнал соответствует логической "1". то переключатель 12 подключает к выводу 16 второй свой сигнальный вход. B результате на выходе переключателя 12 и выводе 16 формируется напряжение (фиг.2, м), повторяющее напряжение с первого выхода формирователя 1 в промежутки времени, когда это напряжение по модулю меньше, чем напряжение с выхода сумматора 6, и повторяющее напряжение с выхода сумматора 6 в остальные промежутки времени.

Поступающее на вывод 16 напряжение по форме близко к полусумме синусоидальных синфазных напряжений большой и малой амплитуды, à его амплитуда постоянна, то есть оно очень близко по форме к синусоидальному, Это обеспечивает гораздо более низкий уровень высокочастотных гармоник в спектре выходного напряжения предлагаемого устройства, чем в спектре выходного напряжения прототипа, в котором выходное напряжение представляет собой последовательность полупериодов синусоид большой и малой амплитуды.

Формула изобретения

Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель, два элемента И, входные и выходные выводы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения уровня высокочастотных гармоник. в него введены два блока сравнения, усилитель-ограничитель, перемножитель, сумматор, два элемента НЕ, элемент ИЛИ и шина управления, причем первые входы блоков сравнения соединены с первым выходом формирователя синусоидальных синфазных напряжений, входом усилителя-ограничителя и первым сигнальным входом электронного переключателя, второй выход формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединен со

1741116

5О вторым входом первого блока сравнения и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу перемножителя, соединенного своими первым и вторым входами с выходом усилителя-ограничителя и 5 шиной управления соответственно, выход сумматора подключен ко второму сигнальному входу электронного переключателя и второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом 10 первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого блока сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и входу второго элемента НЕ, выходы первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу электронного переключателя, выход которого соединен с выходными выводами, при этом вход формирователя синусоидальных синфаэных напряжений соединен с входными выводами.

1741116

Фаз.2

Составитель И. Дорух

Редактор Н. Каменская Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 2085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101