Импульсный регулятор

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р»849138 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 640251 (51)м, КЛ.Э

G 05 В 11/16.(22) Заявлено 261079 (21) 2833557/18-24 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230781. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 230781 (72) Авторы изобретения

Л.П. Дмитренко и П.В. Олейник

Всесоюзный научно-исследовательский конструкторскотехнологический институт по машинам для комплексной механизации и автоматизации животноводческих ферм (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования различных параметров.

11о основному авт. св. в 640251 известен импульсный регулятор, содержа5 щий трансформатор тока, подключенный к первой диагонали первого диодного моста, трансформатор, две вторичные обмотки .которого подключены соответственно к первым диагоналям второго и третьего диодных мостов, первый и второй потенциометры с соединенными подвижными контактами, подключенные соответственно ко вторым диагоналям первого и второго диодных мостов, три транзистора с RC-контурами в цепях эмиттеров, базы которых соединены соответственно с управляющими элек тродами первого, второго и третьего тиристоров, аноды первого и второго 20 тиристоров подключены соответственно к управляющим электродам первого и второго симисторов, подключенных между обмоткой исполнительного электродвигателя и источником переменного напряжения, а также делитель напряжения, подключенный к ЯС-контурам первого и третьего транзисторов, при этом средняя точка целителя напряжения соединена с подвижным контак- 30 том третьего потенциометра, подключенного ко второй диагонали третьего диодного моста, кроме .того имеется четвертый и пятый транзисторы с RCконтурами в цепях эмиттеров, четвертый тиристор и четвертый потенциометр, подвижный контакт которого подключен к RC-контуру четвертого транзистора, база которого подключена к управляющему электроду четвертого тиристора, анод которого соединен с эмиттером второго транзистора и с анодом третьего тиристора, а RC-контур пятого транзистора подключен к базам первого, второго, третьего и четвертого транзисторовГ1, Однако такой регулятор не обладает достаточным быстродействием и не обеспечивает требуемого качества регулирования.

Цель изобретения — повьыение быстродействия регулятора..

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор введены шестой транзистор с RC-контуром в цепи эмиттера и три. разделительных диода, два из которых включены последовательно— встречно и подсоединены параллельно делителю напряжения, а точка соединения диодов связана со входом RC849138 контура шестого транзйстора, эмиттер которого через третий разделительный диод соединен с эмиттером второго транзистора, причем база шестого транзистора соединена с базой первого транзистора.

На чертеже приведена принципиальная.электрическая схема регулятора.

Регулятор содержит схему сравнения напряжения датчика тока, представляющего собой трансформатор 1 тока, первый диодный мост 2 с конденсатором 3 фильтра", источник опорного напряжения, образованный одной иэ вторичных обмоток 4 трансформатора 5 .диодным мостом 6 и опорным диодом 7; источник питания постоянного напря- 15 жения, составленный вторичной обмоткой 8 трансформатора, диодным мостом

9, конденсатором 10 фильтра и опорным диодом 11; потенциометры 12-15; пороговые элементы, например в виде однопереходных транзисторов 16-20 с последовательными 21, 22; 23, 24;

25, 26 и 27, 28 и параллельными 29,30

RC-контурами в цепях эмиттеров; многостабильный триггер, состоящий из тиристоров 31-34, резисторов 35-39 и коммутирующих конденсаторов 40-43; разделительные диоды 44-50, резисторы 51 и 52, составляющие делитель напряжения; релаксационный генератор, образованный однопереходным транзистором 53, РС-контуром 54 и 55 и резистором 56, к которому подсоединены резисторы 57-60, подключенные к базам транзисторов 16-19; исполнительный орган, выполненный, например, í Ç5 виде двухфазного электродвигателя

61 с фазосдвигающим конденсатором

62, симисторы 63-66 и источник переменного напряжения 67.

Работает регулятор следующим об- gp разом.

При помощи датчиков 1 тока, диодного моста 2 и конденсатора 3 фильтра контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение, которое 45 сравнивается со стабилизированным напряжением постоянного тока, снимаемым с потенциометра 13. алгебраическая сумма измеряемого и опорного напряжений при помощи резисторов 51 и 52 складывается с напряжением смещения, снимаеьым с потенциометра 14.

Напряжение смещения устанавливается такой величины, чтобы порог срабатывания транзисторов 16 и 18 был выше этого напряжения на зону нечувствительности регулятора. Порог срабатывания транзистора 19 устанавливается выше порогов срабатывания транзисторов 16 и 18 с таким расчетом, чтобы он начинал отпираться при большем 46 напряжении рассогласования, превышающим или меньшем чем номинальное зна; чение тока на 10-15%. К потенциометру 14 и резистору 51 подключен RCконтур 21 и 22, а к этому потенцио= 65 метру и резистору 52 подключен RCконтур 23 и 24. RC-контур 25 и 26 подключен к выходам делителя 51 и 52 напряжения через разделительные диоды 47 и 48. Параллельный RC-контур

29 и 30 непосредственно подключен к стабилизированному опорным диодом 11 источнику питания. Измеряемый ток, преобразованный при помощи датчика 1

/ тока, диодного моста 2 и конденсатора

3 в напряжение постоянного тока, подается на потенциометр 15, к которому подключен RC-контур 27 и 28, установленный в цепи эмиттера транзистора 20.

При включении регулятора в сеть через конденсатор 30, эмиттер-базу транзистора 17 и резисторы 58 и 56 проходит зарядный импульс конденсатора 30, под действием которого отпирается отключающий тиристор 32. Конденсатор 30 через разделительный диод

45 подключается к открытому тиристору 32 и поддерживается в заряженном состоянии до тех пор, пока тиристор

32 открыт. Через переход катод — управляющий электрод симистора 64, резистор 37 и тиристор 32 проходит ток, под действием которого симистор открывается. При этом через обмотки электродвигателя 61, диоды 67 и 68, ограничительный резистор 69 и симистор 64 протекает пульсирующий ток, вызывающий подмагничивание обмоток электродвигателя и его торможение. Если стабилизируемый ток ниже заданной величины, суммарное напряжение на потенциометре 14 и резисторе 51 превысит напряжение отпирания транзистора 16. под действием этого напряжения через резистор 21 заряжается конденсатор 22, и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания

16, конденсатор 22 разряжается, через транзистор 16 на резисторы 57 и 56.

Отпирается тиристор 31, который через резистор 36 открывает симистор 63.

Электродвигатель 61 начинает вращаться в сторону, вызывающую увеличение контролируемого тока. Одновременно за счет резистора 35 и коммутирующих конденсаторов 40 и 41 закрываются тиристор 32 и симистор 64.

По истечении времени, определяемого постоянной RC-контура 29 и 30, конденсатор 30 разрядится до напряжения отпирания транзистора 17. Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 32 и симистора 64, а за счет резистора 35 и конденсатора 40 и 41 закрытие тиристора 31 и симистора 63.

При этом электродвигатель 61 останавливается в результате динамического торможения достаточно быстро. Процесс периодического включения электродвигателя 61 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т.е. напряжение на потенциометре 14 и резис849138 торе 51 не снизится ниже порога отпирания транзистора 16.

Время включенного состояния исполнительного электродвигателя (импульса) может быть изменено резистором

29 и в процессе работы регулятора не изменяется. Время паузы при отработке возмущений зависит от величины возмущения, снижаясь с ростом его ам-. плитуды. При номинальном контролируемом токе включен тиристор 32 и исполнительный электродвигатель неподвижен.

Когда значение регулируемого тока ревысит заданное, суммарное напряжеие на потенциометре 14 и резисторе

52 превысит порог срабатывания транзистора 18, и он начинает поочередно 35 с транзистором 17 отпираться, вызывая кратковременное открытие тиристора

33 и симистора 65, и электродвигатель 61 вращается в с>братную сторону (в сторону уменьшения стабилизируемо- 20 го тока). Периодическое включение исполнительного электродвигателя происходит до тех пор, пока регулируемый ток не снизится до заданной величины.

Как и при недогрузке, время паузы 25 между включениями электродвигателя зависит от степени перегрузки, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении. Потенциометром 13 устанавливается заданное значение тока регулиро- ЗО вания, а с помощью потенциометра 14— зона нечувствительности регулятора.

При помощи потенциометра 12 компенсируются разбросы характеристик датчика тока, стабилитрона 7 и потенциометра 13. В случае превышения или снижения регулируемого тока по отношению к номинальному значению более чем на

10-15% напряжение питания RC-контура

25 и 26 превысит порог отпирания тран-40 зистора 19. Через разделительный диод 47 или 48 и резистор 25 конденсатор 26 зарядится до напряжения отпирания транзистора 19, и транзистор

19 отпирается, разряжая конденсатор 45

26. Одновременно через транзистор 19 и разделительный диод 49 осуществляется подзаряд конденсатора 30. Постоянная времени RC-контура 25 и 26 устанавливается значительно меньшей величины, чем постоянная времени RCконтура 29 и 30, а порог отпирания транзистора 17 настроен ниже, чем порог транзистора 19. До тех пор пока сигнал рассогласования отличается от сигнала при номинальном значении регу- 5 лируемого тока более чем на 10--15%

I транзистор 19, периодически отпираясь не позволяет разрядиться конденсатору 30 и отпереться транзистору 17 и тиристору 32. При этом, включивший- фф ся тиристор 31 или 33 периодически не отключаются и исполнительный электродвигатель постоянно вращается, обеспечивая перемещение задвижки с ,постоянной, (максимальной) скоростью. Я

Если регулируемый ток значительно превышает допустимое значение (дости-, гает величины тока перегрузки), через резистор 27 заряжается конденсатор

28 до напряжения отпирания транзистора 20. Последний отпирается, вызывая через разделительные конденсаторы

70 и 71 открытие тиристора 34 и включение симистора 66, который управляет исполнительным механизмом (на чертеже не показан), полностью прекращающим подачу перерабатываемого продукта в измельчитель. Через диод 72, тиристор 34 вызывает отпирание симистора 65, который включает в сторону уменьшения подачи продукта в изельчитель электродвигатель 61. Преращение подачи продукта в измельчитель необходимо при пуске его электродвигателя, аварийных снижениях напряжения питания и в других аварийных режимах работы иэмельчителя. Величина перегрузки, при которой отпираются транзистор 20 и тиристор 34, уста» навлнвается с помощью четвертого потенциометра 15. При снижении тока электродвигателя ниже минимального заданного значения, срабатывает транзистор 16 и тиристор 31, вызывая отключение тиристора 34 и симисторов

65 и 66. Симистор 63 периодически включает электродвигатель 52 в сторону увеличения регулирУемого тока. В дальнейшем работа регулятора повторя. ется.

Для повышения точности работы и чувствительности регулятора служит ,релаксационный генератор, выполненный на однопереходном транзисторе 53.

Импульсы, генерируемые последним с частотой, значительно превышающей частоту переключений тиристоров триг-. гера, подаются в цепи без транзисторов 16-19. Это позволяет резко уменьшить ток утечки тран;->исторов в зоне напряжения их переключения и тем самым обеспечивает стабилизацию порогов их срабатывания при увеличении постоянной времени RC-контуров, установленных в цепи эмиттеров этих транзисторов. Потенциометры 73-77 служат для корректировки порогов срабатывания транзисторов. Конденсаторы 78-81 предназначены для защиты схемы регулятора от помех.

Таким образом, введение в регулятор транзистора 19 и разделительных диодов 47-49, через первые иэ кото- рых (47 и 48) эмиттер транзистора 19 соединен с выводами делителя напряженйя, составленного резисторами 51 и

52, и подключение эмиттера этого тран.зистора через диод 49 к эмиттеру транзистора 17 позволяет значительно повысить быстродействие регулятора эа счет переключения исполнительного электродвигателя на непрерывное (максимальную скорость) вращение при определенном отклонении регулируемого

849138

Составитель Стрелецкий

Редактор В. Лазаренко Техред Н.Бабурка Кбрректор О. Билак

Заказ 6090/60 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4 тока от нормы, как в сторону недогрузки, так и перегрузки. Это обеспечивает существенное ускорение отработки регулятором возмущения.

Предлагаемый регулятор характеризуется простотой и бесконтактностью схемы, высокими чувствительностью и надежностью работы, приемлемыми регулировочными.характеристиками, что поз. воляет ему найти широкое применение в практике в сочетании не только с датчиками тока, но и температуры, дав- ® ления и т.п. в различных системах автоматики.

Формула изобретения

Импульсный регулятор по авт. св. 15

9640251, отличающийся тем,. что, с целью повышения быстродействия, в него введены шестой транзистор с RCконтуром в цепи эмиттера и три разделительных диода, два иэ которых, включены последовательно — встречно и подсоединены параллельно делители напряжения; а точка ссединения диодов связана со входом RC-контура шестого транзистора, эмиттер которого через третий разделительный диод соединен с эмиттером второго транзистора, причем база шестого транзистора соединена с базой первого транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 640251, кл. G 05 В 11/16, 1976 (прототип).