Система регулирования с заданной выходной характеристикой

(19) (1) 3(59 0 ИОАН ИЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ РС НОМУ Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1( 21 ) 3261734/24-07(56) 1, Авторское свидетельство СССФ 647667, кл.С 05 Р 1/56, 1972.2, Авторское свидетельство СССРВ 551623, кл.О 05 У 1/46, 1975.(54)(57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ С ЗА-.ДАННОЙ ВЫХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ,содержащая 0 силовых преобразовательных ячеек, коммутатор, цепь обратнойсвязи с усилителем рассогласования,первый вход которого соединен с выходным выводом систем) регулирования,второй - с выводом системы для подключения источника сигнала уставки,а выход - с управляющими входами преобразовательных ячеек, формировательсигнала подключения ячеек с первымдискриминатором, выход которого соединен с первым входом коммутатора,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью уменьшения массы и габаритоввыходы преобразовательных ячеек соединены с выходным выводом системы регулирования через коммутатор, в формирователь сигнала подключения ячееквведен второй дискриминатор, выходкоторого соединен с введенным вторымвходом коммутатора, входы обоих дискриминаторов объединены и подключенык второму входу усилителя рассогласования, а силовые входы преобразовательных ячеек подключены к входномувыводу системы регулирования.Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано вустройствах регулирования электрнческой энергии, в частности для установок электрофьреза.Известна система регулирования,содержащая Я силовых преобразовательных ячеек, выходЫ кеторых через коммутатор соединены с нагрузкой, цепьобратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соеди-. Онен с нагрузкой, второй - с клеьвюйдля подключения источника сигналауставки, а выход - с управляющимивходами ячеек, Формирователь сигналаподключения ячеек, содержащий днскри минатор, выход которого соединен свходом коммутатора, а вход - с вторымвходом усилителя рассогласования Я .Недостаток укаэанного устройствасостоит в том, что при необходимостирегулирования в широком .диапазоне выходных параметров (напряжения, тока)при постоянстве выходной мощности,т.е. гиперболическом виде заданнойвыходной характеристики, неподключенная часть ячеек не отдает мощности в нагрузку, и реэультатв чего необходимо увеличивать установленную мощностьоставшейсячасти ячеек, что вызывает ухудшение массогабаритных характеристик системы регулирования, 30Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является система регулирования с заианной выходной характеристикой, содержащая Ясиловых преобразовательных ячеек, коммутатор, цепь обратной связи с усилителем рассогласования, первый вход которого соединен с выходным выводом системы регулирования, второй - с выводом систеьи для подключения ис точника сигнала уставки, а выходс управляющими входами преобразова" тельных ячеек, формирователь сигнала подключения ячеек с первым дискрньвгнатором, выход которого соединен с 45 первым входом коммутатора 2 .Недостаток известного устройства сОстоит в том,. что при гиперболическом виде заданной выходной характеристики вследствие отсутствия переклвО ,чений выходных цепей ячеек необходимо увеличивать установленную мощность ячеек илн их количество, что вызыва,ет ухудшение массогабаритных характеристик системы регулирования.Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов системы регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в системе регулирования с заданной выходной характеристикой, содержащеф Я силовых преобразовательных яче 60 ек, коммутатор, цець обратной связи с уснлнтелем рассогласования, первый вход которого соединен с выходньак выводом системы,регулирования, второй - с выводом системы для подключения нс-Я тбчника сигнала уставки, а выход -с управляющими входами преобразовательных ячеек, формирователь сигналапереключения ячеек с первым дискриминатором, выход которого соединен спервым входом коююутатора, выходы преобразовательных ячеек соединены свыходным выводом системы регулирования через коммутатор, в формировательсигнала переключения ячеек введенвторой дискриминатор, выход которогосоединен с введенным вторым входомкоммутатора, входы обоих дискрнминаторон объединены и подключены к второму входу усилителя рассогласования,а силовыЕ входы преобразовательныхячеек подключены к входному выводусистемы регулирования.На фиг,1 представлена структурнаясхема системз регулирования; нафиг 2 - характеристики системы.На .фиг.1 представлено 1 11,..,1 силовые преобразовательныеячейки системл регулирования,коммутатор 2,нагрузка З,усилитель 4 рассогласования,формирователь 5 сигналов переключения ячеек, первый дискриминатор 6, второй дискриминатор 7.На фиг.2 показана эаданная;.выходная характеристика 8 системы регулирования, выходная характеристика 9преобразовательной ячейки, сигнал 10уставки, выбранная аппроксимация 11заданной выходнбй характеристикисистемы регулирования, опорные сигналы 12 дискриминатора 6, опорные сигналы 13 дискриминатора 7,В системе регулировании силовыепреобразовательные ячейки 1, 1 ,1 1 ц подключены через коммутатор 2 к нагрузке 3, которая соединенас первым входом усилителя рассогласования 4, второй вход которогосоединен с выводом системы для подключения сигнала уставки Е . Формирователь 5 сигнала перекЛюченияячеек содержит дискриминаторы 6 и 7,входы которых объединены с вторымвходом усилителя 4 рассогласования,Выходы дискриминатора подключены квходам коммутатора 2. Выход усилителя 4 рассогласования объединен суправляющими входами ячеек.Устройство работает следующим образом.При заданной выходной характеристике 8 системы регулирования изменение.величины уставки 10 означает изменение максимального тока, отдаваемогов нагрузку, а именно уменьшение Езприводит к увеличению тока, а увеличение Ее- к уменьшению тока. Приэтом указанную выходную характеристику можно получить путем переключения выходных цепей ячеек в зависимости от величины сигнала уставки. требуемое количество параллельно Я ипоследовательно М включенных ячеек.г определяется выходной характеристикой системы регулирования, а такжемаксимальными значениями выходноготокаи напряжения 3 ячейки. Определение количества последовательнои параллельно подключенных ячеекосуществляется в формирователе 5сигналов переклюния путем сравнениявеличины Ед с опорными сигналамидискриминаторов б и 7 Здесь верхний индекс обозначает номер дискриминатора, нижний индекс порядковый номер опорного сигнала. 15В качестве опорных сигналов первого дискриминатора выбираются предельные нагрузочные способности по напряжению одной, двух и т.д, последовательно объединенных ячеек, т.е. Б = ц ;(фиг.2). Дискриминатор б та.- ким образом определяет требуемое число последовательно соединенных ячеек. Если, напримеР,М то число включенных последовательно ячеек М = + 1 (на фиг,2 М = 4). Трв буемое количество параллельно соединенных ячеек и определяется из студен 3 О чатой аппроксимации заданной выходной характеристики системы питания, пойученной на основе известной выходной характеристики 9 ячеек. При этоМ з ка. честве опорных сигналов дискриминато. З 5 ра 7 выбираются сигналы Ок (Фиг.2,13) Например, если 0 с Е,Щ , то И = 5 если О, с Е,Б, то И = 3, если Б,Еы 3 то И = 2.Выходные сигналы дискриминатбрбв управляют работой коммутатора, объеду-.4 О няющего требуемое количество ячеек параллельно и последовательно по выходу.1Дискриминаторы могут быть выполне-. ны на основе компараторов, логических схем цифровой техники и т.д. Коммутатор 2 выполнен в виде ряда ключей, соединяющих выходные цепи ячеек, управляемых непосредственно нли через дешифратор сигналами М и И с выходов дискриминаторов, Схематические особенности коммтатора определяются выходными параметрами ячеек и системы регулирования. Исполнение дискриминаторов б и 7 различается в зависимости от способа обработки сигналов в системе регулирования. При аналоговом способе источники опорного сигнала выполнены в виде резистивных делителей напряжения, выходы которых подключены к одному иэ входов компараторов,. а вторые входы компараторовк клемме для подключения сигнала уста. вки, Выходные сигналы компараторов определяют величины М и И. При цифровом способе обработки компараторы выполнены в виде схем сравнения кодов опорных сигналов и кода сигнала. уставки.Вследствие переключения выходов ячеек последовательно-параллельно их общее число для Формирования любого режима работы системы регулирования с эадаиной выходной характеристикой уменьшается.Удельная мощность коммутатора может состалвять величину 1-10 кВт/кг, так как в нем отсутствуют реактивные силовые элементы. Удельная мощность регулируемых преобразователей напряменяя ячеек не превьааает, как правило, величины 100-260 Вт/кг. Поэтому усложнение коммутатора практически всегда окупается уменьшением суммар-. ной,массы и габаритов ячеек. Использование предлагаемого устройства на практике позволяет уменьшить число ячеек от 30 до 10, при.этом объем коммутатора равен объему одной ячей-.ки. Таким образом, технико-экономический эффект заключается в уменьшении массы и габаритов системы регулирования. ИЙИПИ Заказ 1753/42Тнраж. 842. Подписноееааюеф 4филиал ППП "Патент",