Регуляторнапряжения с вдфроаш упрашением

Союз Соиетскин

Социалистичесюи

Реотублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 433458 (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 03. 02. 7Х(21)Х63И28ф4-7 (51) М. Кл.

9 051 Х/I4 с присоединением заявки

Государственный нвинтет

Совета Мнннстрав СССР вв делам наабретеннй и открытий (53) УДК 62I.ÇI6. . 22. I (088.8), (32) ПриоритетОпубликовано25.06. N Бюллетень М

Дата опубликования описания Х5.Х2.74 (72) Авторы изобретения

М.А. Этлин и Н.Й.Андрийчевко (71) Заявитель (54} РЕПЕТИТОР ПЕРЕ% ННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЦИФРОЩМ

УПРИЕЕНИЕМ

Изобретение относится к области радиоэлектроники и автоматики и может быть использовано для стабилизации и регулирования напряжения.

В известных регуляторах пе- . ременного напряжения с цифровым уп авлением,содержащих регулируюорган в виде нескольких групп встречно=параллельно соединенных 10 тиристоров,подключенных к отводам силового автотрансформатора,генераторы управляющих импульсов для тиристоров,индикатор знака тока и цепь обратной связи, состоящую из измерительного органа,трехпозиционного нуль=органа и реверсивного счетчика импульсов, большое число позициИ для обеспечения малой погрешности квантования дости- о гается увеличением длины (значности) число=импульсного кода ITo ведет к пропорциональному увеличению периода регулируемого напряжения,или усложнением регули- .! 25

2 рующего органа (болЬшое число од новременно переключаемых тивисToymx ryyarr многообмоточный ловой трансформатор,ток нагрузки проходит через несколько последвательно включенных тиристоров), что ведет к увеличению веса,габарита и снижению к.п.д. регулятора.

Цель изобретения — уменьшение периода регулирования и обеспечение большого числа позиций регулятора малым числом тиристорных групп. Aî достигается введением в предлагаемый регулятор генератора тактовых импульсов, выходом подключенным к счетному входу реверсивного счетчика,к шинам сложения и вычитания которого подсоединены выходы трехпозиционного нуль=органа через концевые выключатели, циклического счетчика. импульсов с периодом цикла, равным периоду регулирования,и блока логики,на вхо ды которого подключены выходы ре- I

3 версивного и циклического счетчиков и индикатора знака ToKG 8 выходы соединены с генератором управляющих импульсов.

На фиг. Х представлена прин- ь. ципиальная схема регулятора; на фиг. 2 - форма выходного найряже, ния при различных позициях регулятОра.

3 СОстав регулятора входят 1О: встречно=параллельные тиристорные группы Х,2„силовой автотрансформатор З,йндикатор знака тока 4, формирователь импульсов 5 циклическии счетчик импульсов 1; к вы- 15 ходу регулирующего органа йодключены нагрузочный резистор 7 и цепь обратной связи,в которую последовательно включейы: измерительный орган 8,трехпозиционный нуль= отан 9,концевые выключатели 0 и

ХХ,реверсивный счетчик импульсов

Х2,блок логики ХЗ,блок генераторов управляющих импульсов Х4.

Особенность предлагаемого 25 регулятора заключается в том,что выходное переменное напряженйе имеет специальную цифровую форму, реализующую разрнднни число=импульсный код (РЧИ). зо

Принцип построения такого кода следующий. Выбирается основание кода К и число разрядов р; цифры в каждом разряде могут принимать значения 0,1,2....(К-Х); з5 все цифры данного раз да в К раз больше той же цифры z соседнем младшем разряде;цифра разряда выражается числом одинаковых периодов напряжения сети,а каждому 40 разряду соответствует амплитуда напряжения, величина которой обеспечивает эквивалентность по напряжению одного периода данного разряда К периодам соседнего млад- 45 шего разряда.

При регулировании среднего значения переменного напряжения амплитуда выходного напряжения, соответствующая периоду первОго 5О разряда U <,равна К У о„, где Lqz амплитуда нулевого разряда.

2второго разряда 0gg = yg

=К Ъ7а и т.д.

При заданной кратности изменения входного напряжения погрешность квантования тем меньше,чем больше число позиций М регулятора, и= К.

Период регулирования Т2=1ТХ, где 1- длина РЧИ кода; 1 =р(К-Х), ТХ вЂ” период напряжения сети.

Число тиристорных встречно= параллельных групп равно числу разрядов р. (Если не требуется регулировка выходного напряжения до нуля, например при работе регулятора в режиме стабилизации выходного напряжения,то для уменьшения по решности квантования (при том же числе позиций регулятора и той же длине кода) целесообразно работать с, начальным уровнем. Для работы с начальным уровнем добавляется еще одна тиристорная группа Х5 (см. фиг. Х),управление которой ocygeствляется от того же блока логики

ХЗ. При работе с начальным уровнем в нулевой позиции регулятора номинальное значение выходного напряжения обеспечивается начальным уровнем,в промежуточных позициях регулятора свободные от разрядов периоды выходного напряжения заполняются периодами начального уровня. Амплитуды в разрядах выбираются так,чтобы обеспечить зквивалентность приращения в одном периоде данного разряда приращениям напряжения в К периодах соседнего младшего разряда, причем приращения берутся по отношению к начальному уровню.

На фиг. 2 показана форма выходного напряжения при различных позициях РЧИ регулятора, работающего в двухразрчдном (р=2) четверичном (К=4) коде с начальным уровнем. Слева по вертикали указаны порядковые номера позиций регулятора от 0 до Х5,справа — те же, номера приведены в четверичнои коде от 00 до 33 (три=тр1). Сверху по горизонтали даны номера пеиодов напряжения сети от 0 до 5. ри максимальном напряжении сети

У1 макс регулятор находится в нулевой позиции 00 и выходное напряжение создается начальным уровнем — работает только тиристорная группа Х5. При минимальном входном напряжении Utìèí регулятор переходит в конечную позицию ЗЗ (три=три),порядковый номер Х5,при этом периоды О,Х и 2 сети заполняются нулевым разрядом, работает группа Х (см. фиг. Х),а периоды

3,4 и 5 заполняются первым разрядом,работает группч 2.

На фиг. Х приведена схема

РЧИ регулятора, работающего в двухразрядном четверичном коде с начальным уровнем. Регулир " орган состоит иэ автотранс орматора

4

3 и трех встречно=параллельных ти-, ристорных групп, обеспечивающих соответственно йачальный уровеньгруппа Хб нулевой разряд — группа

X и первый разряд — группа 2. Выходное напряжение поступает в нагрузочный резистор 7 и на вход цепи обратной связи регулятора. В цепи обратной связи измерительный: орган 8 преобразует переменное напряжение в постоянное,пропорционально" среднему значению переменного. Это напряжение сравнивается с задающим (опорным) напряжением

Ь,и сигнал рассогласования поступает на вход f6 трехпозиционного нуль=органа 9. Если сигнал рассогласования меньше порога срабатывания нуль=органа,то на выходах

К7 и Х8 сигнал отсутствует,систе- ма находится в равновесии. При этом реверсивныи счетчик Х2 заперт,и число на его выходе не изменяется. При уменьшении выходного напряжения от установленного значения с выхода Х7 нуль=органа

9 подается открывающий сигнал на шину сложения Х9 реверсивного счетчика Х2,который начинает складывать r-àêòîüûå импульсы,непрерывно поступающие на его вход 20 с одного из выходов циклического счетчика 6. Записанное в параллельном двоичном коде число импульсов с выхода peBegoHl3HoIQ счетчика Х2 поступает на вход 2Х блока логики ХЗ. На вход 22 блока логики поступают импульсы с циклического счетчика импульсов 6, который работает с периодом равным периоду регулирования Т2,т.е. в данном случае Т2 = 6Т,и ooyqeствляет нумерацию периодов напряжения сети. Кроме того,на вход 23 блока логики ХЗ поступает сигнал с выхода индикатора знака тока 4.

В блог . ХЗ зависимости or позиции регулятора (номер позиции определяется числом, записанным на входе

2I блока логики),номера периода сети и знака тока создаются сигналы,обеспечивающие формирование регулятором выходного напряжения согласно фиг. 2. Если сигнал рассогласования будет иметь знак,соответствующий увеличению стабйлизированного напряжения,то с выхода I8 нул органа 9 на шину вычитания 24 реверсивного счетчика Х2 поступает команда на вычитание импульсов. Сигналы на управлямцие шины счетчика Х2 поступают с нуль= органа 9 через концевые выключател и ХО,И. Если реверсивный счет полностью заполнен (максимальный номер, позиции),то концевой выключатель Ю запйрает управляю=

s щий сигнал на сложение,с етчик при этом может работать только в обратном направлении (на вычитание). Если на реверсивном счетчике Х2 нуль (мийимальный номер по|о зиции),то управляющий сигнал на вычитайие запирается концевым выключателем И,счетчик при этом может работать только в прямом направлении (на сложение). Введение, концевых выключателей исключает возможность скачкообразного перехода счетчика Х2 из иаксиыальной позиции в нулевую (при добавлении еще одного импульса) или наоборот,из нулевой позиции в максимальную (при вычитании еще одного импульса).

Для защиты от сбоев при пе. реходных процессах, когда на обоих управляющих выходах нуль=органа 9 могут появиться сигналы введен дополнительный выход 25,выдающий сигнал, запирающий при этом оба концевйх выключателя. зо Блок логики 13 выполнен на микросхемах "KIN" — "НЕ" 26,27 и

"НЕ 28,функциональная схема блока логики ХЗ, приведенная на фиг.

Х,реализует состояния регулятора з5 согласно фиг. 2.

На выходах логической схемы формируются команды на включение соответствующих тиристорных групп: на выходе Ы 9 — сигнал на формиро4о вание нулевого разряда; на выходе

30 - первого разряда и на выходе

ЗХ вЂ” начального уровня. Для обеспечения включения тиристоров в группах в соответствии со знаком

45 тока сигналы с указанных выходов логической схемы и сигналы с вы, хода индикатора знака тока 4 поступают на шесть схем "И вЂ” НЕ" 32. ри совпадении сигналов на выход е, одной из схем 32 появляется сигнал, открывающий соответствующий блокинг=генератор блока генераторов управляющих импульсов 14, в результате чего на управляющий

55 электрод соответствующего тиристора подается пачка коротких импульсов,открывакцих тиристор.

Для обеспечения работы с начальным уровнем в регулятор по схеме, изображенной на фиг. Х,добавлейы:в блок логики — схема 33 и пара схем 34,в блок генераторов управляющих импульсов - пара бло433468

7 кинг=генераторов 35 и в регулируogr8H — тирис торная группа

Х .

Возможны следующие варианты выполнения регулятора: тиристор- 5 ные группы могут быть включены со вторичной стороны автотрансформатора, вместо встречно=параллельной групйы мо ущ быть применены группы из двух тиристорон,включенных . встречно и шунтиронанйых обратными неуправляемыми диодами,или симметричные тиристоры.

Стабилизацией и регулированием переменного нанряжекия не ограничивается область применения

РЧИ регулятора. Такой регулятор может быть применен для стабилизации или управления другими техно- о логическими параметрами, если регулирующий орган нключей н цепь переменного напряжения.

ПРИМЕТ ИЗОБРЕТИПИ

Х. Регулятор переменного напряжения с цифроным управлением, содержащий регулирующии орган н ниде нескольких групп нстречно= параллельно соединенных тиристоров,подключенных к отводам силового антотрансформатора,генераторы управляющих импульсов «лля тиристоров,индикатор знака тока и цепь обратной связи,состоящую из изиерительного оргайа,трехпозиционного нуль=органа и реверсивного счетчика импульсов, отличающийся тем,что,с целью уменьшения периода регулирования и обеспечения

8 большего числа позиций регулятора малым числом тиристорных групп, регулятор снабжен генератором тактовых импульсов, выходом подключенным к счетному входу реверczeHoro счетчика,к шинам вычитания и сложения которого подсоединены выходы трехпозиционного нуль= органа через концевые выключатели, циклическим счетчиком импульсов с . периодом цикла, равным периоду регулирования,и блоком логики,на входы которого подключены вйходы реверсивного и циклического счетчиков и индикатора знака тока,а выходы соединены с генератором управляющих импульсов, причем отношение коэффициентов трансформации автотрансформатора у отводов,к которым подключены тиристорные группы соседних старшего и младшего разрядов, равно основанию кода регулятора,а число тиристорных груп групп райно числу разрядов уегулятора.

2. Регулятор по и. Х,отличакицийся тем,что,с целью уменьшения погрешностй кнантования при том же числе позиций регулятора и длине периода регулирования,он, снабжен дополнительной группой встречно=параллельно соединенных тиристоров,подключенной к Отводу .силового автотрансформатора,соотнетстнующего минимальному коэффициенту трансформации,а управляющие электроды тиристорон атой группы соединены с выходами генераторов импульсон,цепи запуска которых подключены к выходам блока лОГики.