Устройство для регулирования мощности

 

Использование: изобретение относится к области автоматики. Сущность изобретения: устройство содержит тиристррный коммутирующий блок 10, включенный между выводами, предназначенными для последовательного подключения сети переменного тока к нагрузке, формирователь тактовых импульсов, входы которого подключены к той же сети переменного тока, что и нагрузка , блок задания мощности, N выходов которого подключены к N установочным входам делителя частоты с переменным коэффициентом деления. Новым в устройстве является то, что введены элемент И-НЕ, инвертор, первый элемент-ИЛИ, сдвоенный селектормультиплексор, второй элемент ИЛИ. С адресными входами сдвоенного селектора-мультиплексора соединены соответственно (N + 1)-й и (N + 2}-й выходы блока задания мощности. В селекторе-мультиплексоре первый вход первого канала соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первым , третьим, четвертым входами второго канала, первым входом первого элемента ИЛИ входом делителя частоты на два, вторым входом элемента И-НЕ, входом инвертора . Выход делителя 2 частоты на два соединен с первым входом элемента 3 И- НЕ, Третий выход первого канала селектора-мультиплексора соединен с выходом элемента И-НЕ и с вторым входом первого элемента ИЛИ. Четвертый вход первого канала селектора-мультиплексора соединен с общей шиной. Второй вход второго канала селектора-мультиплексора соединен с выходом инвертора. Выход первого канала селектора-мультиплексора соединен с разрешающим входом второго канала этого же селектора-мультиплексора и первым входом второго элемента ИЛИ. Разрешающий вход первого канала селектора-мультиплексора соединен с общей шиной. Выход второго канала селектора-мультиплексора соединен со счётным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления , выход которого.соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ соединяется с входом тирйсторного коммутирующего блока. 3 ил. Ч| Ю 00 00 Ч VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4849173/07 (22) 09.07.90 (46) 28.02.93. 6юл. М 8 (71) Научно-исследовательский технологический институт приборостроения (72) В.А. Субботин и С,Н. Сиренко (56) SU N . 1372276, кл. G 05 В 11/26, 1987. ,SU М 1339531, кл. G 05 F1/66,,1986.

Журнал "Радио", 1986, М 4, с. 46, 47. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

МОЩНОСТИ (57) Использование: изобретение относится к области автоматики. Сущность изобретения: устройство содержит тиристорный коммутирующий блок 10, включенный между выводами, предназначенными для последовательного подключения сети переменного, тока к нагрузке., формирователь тактовых импульсов, входы которого подключены к той же сети переменного тока, что и нагрузка, блок задания мощности, N выходов которого подключены к N установочным входам делйтеля частоты с переменным коэффициентом деления. Новым в устройстве является то, что введены элемент И-НЕ, инвертор. первый элемент:ИЛИ, сдвоенный селектормультиплексор, второй элемент ИЛИ. С адресными входами сдвоенного селектора-мультиплексора соединены соотИзобретение относится к автоматике.

Известен цифровой регулятор мощности, состоящий из вентильного преобразователя, нуль-органа, блока задания регулируемого параметра, двух регистров,, БЫ,, 1798877 А1 (я)з Н 02 М 5/257, G 05 Е 1/66 вететвенно (N+ 1)-й и (N+ 2)-й выходы блока задания мощности. В селекторе-мультиплексоре первый вход первого канала соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первым, третьим, четвертым входами второго канала, первым входом первого элемента

ИЛИ входом делителя частоты на два, вторым входом элемента Й-НЕ, входом инвертора, Выход делителя 2 частоты на два соединен с первым входом элемента 3 ИНЕ. Третий выход первого канала селекто ра-мультиплексора соединен с выходом элемента И-НЕ и с вторым входом первого элемента ИЛИ. Четвертый вход первого канала селектора-мультиплексора соединен с общей шиной, Второй вход второго канала Б селектора-мультиплексора соединен с выходом инвертора. Выход первого канала селектора-мультиплексора соединен с разрешающим входом второго канала этого же селектора-мультиплексора и первым входом второго элемента ИЛИ. Разрешающий вход первого канала селектора-.мультиплексора соединен с общей шиной. Выход второго канала селектора-мультиплексора соединен со счетным входом делителя час- О тоты с переменным коэффициентом деле- 0© ния, выход которого соединен с вторым 00 входом второго элемевта ИЛИ, а выход sTQ- рого элемента ИЛИ соединяется с входом 4 тиристорного коммутирующего блока, 3 ил. кода. регистра остатка, триггера, двух элементов И, двух коммутаторов, сумматора, вычитающего счетчика импульсов, генератора импульсов, распределителя импульсов, аналого-цифрового преобразователя.

1798877 элемента ИЛИ, датчика обратной связи и вычитателя, Целью изобретения является повышение качества регулирования, путем обеспечения равномерного поступления в нагрузку полуволн сетевого напряжения с изменяемым диапазоном регулирования, тиристорного устройства для регулирования мощности.

Устройство для регулирования мощности (фиг. 1) содержит формирователь тактовых импульсов 1, делитель частоты на два, элемент И- НЕ 3, первый элемент ИЛИ 4, сдвоенный селектор-мультиплексор 5, второй элемент ИЛИ 6, блок задания мощности

7; делитель частоты с переменным коэффициентом деления 8, инвертор 9, тиристорный коммутирующий блок 10.

Входы формирователя 1 тактовых импульсов подсоединены к сети переменного 20 тока, а выход соединен с входом делителя 2 частоты на два, выход кЬторого соединен с первым входом элемейта-И-НЕ 3.

Выход формирователя 1 тактовых импульсов также соединены со вторым входом 25 элемента И-HE 3, первым входом элемента

ИЛИ 4, вторым входом первого канала и первым, третьим, четвертым входами второго канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5, входом инвертора 9. Выход 30 элемента И-НЕ 3 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 4 и третьим входом первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5. Выход первого элемента ИЛИ 4 соединен с первым входом первого канала 35 сдвоенного селектора-мультиплексора 5. Выход инвертора 9 соединен с вторым входом второго канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5. N выходов блока 7 задания мощности соединены с N установочными 40 входами делителя 8 частоты с переменным коэффициентом деления, N+ 1 выход блока

7 задания мощности соединен с первым адресным входом сдвоенного селектора-мультиплексора 5, N + 2 выход блока 7 задания 45 мощности соединен со вторым адресным входом сдвоенного селектора-мультиплексора 5, Разрешающий вход и четвертый вход первого канала селектора-мультиплек.сора 5 соединены с общей шиной. Выход 50 первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 соединен с разрешающим входом . второго канала этого же мультиплексора и с первым входом второго элемента ИЛИ 6. Выход второго канала 55 сдвоенного селектора-мультиплексора 5 соединен с счетным входом делителя 8 часто. ты с переменным коэффициентом деления.

Выход делителя 8 частоты с переменным коэффициентом деления соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 6. Выход второго элемента ИЛИ 6 соединен с входом тиристорного коммутирующего блока 10.

Устройство для регулирования мощности работает следующим образом. При подаче синусоидального напряжения сети на входы формирователя 1 тактовых импульсов, на выходе этого формирователя появятся прямоугольные импульсы с той.же частотой следования, что и входное напряжение. Причем, фронт и спад выходных импульсов совпадают по времени с переходом входного напряжения через нулевое значение. С выхода формирователя 1 тактовых импульсов прямоугольные импульсы, проходя через делитель 2 частоты на два, увеличивают свою длительность в два раза, которая будет соответствовать одному периоду синусоидального напряжения сети.

Элемент И-Н Е 3 на своем выходе формирует последовательность положительных импульсов, совпадающих только с отрицательной полуволной,и пауз между импульсами, совпадающих по длительности с двумя положительными полуволнами и одной отрицательной полуволной, Первый элемент

ИЛИ.4 на своем выходе формирует последовательность положительных импульсов, совпадающих по длительности с двумя положительными и одной отрицательной полуволной и пауз между импульсами, совпадающих только с отрицательной полуволной. Взаимное временное соотношение между импульсами с выхода элемента

И-НЕ 3 и с выхода первого элемента ИЛИ 4 таково, что положительный импульс с выхода элемента И-НЕ 3 расположен по середине положительного импульса с выхода первого элемента ИЛИ 4. Взаимное расположение между собой указанных выше импульсов показано на фиг, 3. При подаче с выхода N+ 1 и N+2 блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А1 сдвоенного селектора-мультиплексора 5 уровней логической единицы, с четвертого входа первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 уровень логического нуля поступит на выход первого канала, далее на первый вход второго элемента ИЛИ б и на разрешающий вход второго канала этого же мультиплексора, что позволит пропускать импульсы с выхода формирователя 1 тактовых импульсов через четвертый вход на выход второго канала сдвоенного селектора-мультиплексора

5 к счетному входу делителя частоты 8 с переменным коэффициентом деления, С выхода делителя частоты 8 импульсы поступают через второй вход второго элемента ИЛИ

6 на выход этого элемента и далее на вход тиристорного коммутирующего блока 10. В

1798877

При подаче с выходов и + 1 N + 2 уровней логического нуля блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А1 сдвоенного селектора-мультиплексора 5, импульсы по5 ступают с выхода первого элемента ИЛИ 4 через первый вход первого канала сдвоенного селектора-мультипилексора на его выход и далее через второй элемент ИЛИ 6 на вход тиристорного коммутирующего блока

10 10. В случае, когда делитель 8 частоты не пропускает через себя импульсы, ток в нагрузке будет формироваться согласно эпюре IY фиг. 2, а в случае, когда делитель 8 частоты производит деление частотц посту15 пающих импульсов, то произойдет добавле.ние в нагрузку тока на количество импульсов, полученных после деления делителем 8 частоты (эпюра VIII фиг, 2).

В соответствии с вышеизложенным

О следует, что если на выходах N + 1, N + 2 блока 7 задания мощности присутствуют уровни логической единицы, то будет обеспечйваться регулировка в диапазоне от нуля до 50 номинальной мощности нагрузки с

5 дискретностью, которая определяется в соответствии с максимальным коэффициен-. том: делений делителя 8 частоты. Когда на выходе N + 1 уровень логического нуля и на выходе N + 2 уровень логической единицы;

О. то будет обеспечиваться регулировка в диапазоне от 25 до 75% номинальной мощности нагрузки. Если на выходе N+ 1 уровень логической единицы и на выходе N+ 2 уровень логического нуля; то будет обеспечи5 ваться регулировка в диапазоне от 50$ до

100% номинальной мощности нагрузки. Если на выходах.N+ 2, N + 2 уровни логического нуля. то будет обеспечиваться регулировка в диапазоне от 75 до 100

0 номинальной мощности нагрузки.

Предлагается схему устройства для регулирования мощности выполнить е использованием следующих элементов.

Формирователь 1 тактовых импульсов

5 представляет собой, например, понижающий трансформатор и компаратор К554СА3 в штатном включении, Делитель 2 частоты на два может быть представлен, например, 1/2 микросхемы К155ТМ2, инверсный выход которой соединен с входом данных. Делитель 8 частоты с переменным коэффициентом деления представлен микросхемой К155ИЕ8 в штатном включении.

Блок 10 задания мощности представлен в виде наборного поля из тумблеров и двух шин с уровнями напряжения логического нуля и логической единицы. . Тиристорный коммутирующий блок 10 представлен в виде микросхемы К155ЛА18 и сдвоенного оптотиристорного блока МТОзависимости от логического состояния выходов блока 7 задания мощности, в нагрузку будет пропускаться мощность от нуля до пятидесяти процентов от максимальной ве- . личины (эпюра Ч фиг. 2). — При подаче с выхода N+ 1 уровня логического нуля и с выхода N + 2 уровня логической единицы блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А1 сдвоенного селектора-мультиплекесора 5, с третьего входа первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 импульсы, сформированные с выхода элемента 3 в соответствии с диаг.раммой фиг. 3, поступят на выход первого канала, далее — на первый вход второго элемента ИЛИ 6 и на разрешающий вход второго канала этого же мультиплексора. При поступлении с выхода первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 логической единицы второй канал этого же 2 . селектора блокируется, а на выходе второго .элемента ИЛИ 6 появится логическая единица, что при поступлении ее на вход тиристорного коммутирующего блока 10 вызовет его открывание и. формирование 2 тока в нагрузке в соответствии с эпюрой tI фиг, 2. При поступлении с выхода первого канала .сдвоенного селектора-мультиплексора 5 логического нуля второй канал этого же селектора включается, и в зависимости 3 от коэффициента деления делителя частоты

8 импульсы, поступившие с выхода формирователя 1 тактовых импульсов и прошедшие через второй канал сдвоенного

:селектора-мультиплексора. делитель часто- 3 ты 8 и второй элемент ИЛИ 6, импульсы. .уровня логической единицы вызовут открывание тиристорного коммутирующего блока

10 и добавят в нагрузку дополнительные . полуволны тока {эпюра Vl фиг. 2). 4

При подаче с выхода N + 1 уровня логической единицы и с выхода N + 2 уровня логического нуля блока 7 задания мощности йа адресные входы АО, А1 сдвоенного селектора-мультиплексора 5, импульсы поступа- 4 ют с выхода формирователя 1 тактовых имггульсов через второй вход первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 на его выход и далее через второй элемент

ИЛИ 6 на вход тиристорного коммутирую- 50 щего блока 10; В случае, когда делитель 8 частоты не пропускает через себя импульсы, ток в нагрузке будет формироваться согласно эпюре И! фиг. 2, а в случае, когда делитель 8 частоты производит деление ча- 55 стоты поступающих импульсов, то произойдет добавление. в нагрузку тока на количество импульсов, полученных после деления делителем 8 частоты (эпюра ЧИ фиг.

2).

1798877

ТО 80. Элемент И-НЕ 3 представлен микросхемой К155ЛЕ1. Элементы ИЛИ 4, 6 представлены микросхемой К155ЛЛ1, Инвертор

9 представлен микросхемой К155ЛН1.

Сдвоенный селектор-мультиплексор 5 представлен микросхемой К155КП2.

При этом возможно регулирование мощности в диапазонах 0 -50, 25 — 75ф„

50 -100 с дискретой изменения равной

11128 от номинальной мощности, а в диапазоне 75: — 100 дискрета изменения равна

11256 от номинальной мощности.

Таким образом, по сравнению с прототипом, введение .в состав устройства для регулирования мощности элементов И-НЕ, инвертора; делителя частоты на два, сдвоенного селектора-мультиплексора, двух элементов ИЛИ, и их связей с остальными элементами схемы позволило повысить качество регулирования в 2-4 раза.

Ф о р мул.а и з о б р е т е н и я

Устройство для .регулирования мощности, содержащее.тиристорный коммутирующий блок, включенный между выводами, предназначеннйми для последовательного подключения сети переменного тока и нагрузки, формирователь тактовых импульсов, входы которого подключены.к той же сети переменного тока, что и нагрузка, блок задания мощности N вйходоа.которого подключены к N установочным входам делителя частоты с переменным коэффйциентом деления, отличающееся тем,что,сцелью повышения качества регулирования путем обеспечейия равномерного поступления в нагрузку полуволн сетевого напряжения с изменяемым диапазойомгрегулирования, в ! 1 ц него введены элемент И-НЕ, инвертор, первый элемент ИЛИ, делитель частоты на даа, сдвоенный селектор-мультипилексор, второй элемент ИЛИ, первая и вторая связи, 5 соединяющие соответственно N+ 1 и N+ 2 выходы блока задания мощности с адресными входами сдвоенного селектора-мультиплексора, в котором первый вход первого канала соединей с выходом первого элемен10 та ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первым, третьим, четвертым входами

: второго канала мультиплексора, первым входом первого элемента ИЛИ. входом делителя частоты на два, вторым входом эле15 мента И-НЕ, входом инвертора. и выходом формирователя тактовых импульсов, третий вход первого канала мультиплексора соеди. нен с выходом элемента И-НЕ и с вторым входом первого элемента ИЛИ, четвертый

20 вход первого канала. мультиплексора соединен с общей шиной, второй вход второго канала мультиплексора соединен с выходом .: инвертора, выход первого канала мультиплексора соединен с разрешающим входом

25 второго канала мультиплексора и первым входом второго элемента ИЛИ, разрешаю:щий вход первого канала мультиплексора соединен с общей шиной, выход второго канала мультиплексора соединен со счет30 ным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход второго элемента

ИЛИ соединен с входом тиристорного ком35 мутирующего блока, выход делителя частоты на два соединен с первым входом элемента И-НЕ.

1798877

0Ю-7$

Редактор Н.Коляда

Заказ 777 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

ВЬгх

Ф Р /

ЖЮ ф в, а /у уа

Bhà

АИ РЙ ФФ

Aux

J nfЮФ

8 x>

Ю вюЕляар

Составитель В.Субботин

Текред M.Моргентал Корректор С.Патрушева