Аналого-цифровой регулятор

Союз Советских Социалистических Республик(13) УДК 6 21, 314, ,57 (088,8) осударственный комитет СССР по делам изобретений и открыти й.электротехзовано длянапряженияменного иных цепяхметрами.Известитока. авентильные регулят О Недостатком известных технических решений является зависимость постоянной времени фильтра датчика тока от параметров нагрузки, диапа- зона изменения величины тока в нагрузке, фаэности вентильного преобразователя, Так при работе тильного регулятора тока на акти емкостную нагрузку или на якорь дви гателя величина пульсаций тока за О висит от угла включения вентилей.В зависимости от величины нагрузки на двигатель имеет место переход от непрерывного тока к прерывистому. При прерывистом токе в малой фазности вентильного преобразователя не удается построить замкнутый регулятор тока, так как для выделения среднего значения тока в нагрузке приходится вводить фильтр сигнала датчика тока 30 вен- вную ние относится к област ики и может быть испол регулирования тока или в цепях двигателей пер остоянного тока,в масс рактически с любыми па 30,05.80, Бюллетень М 2 с недопустимой в отношении динамики и устойчивости постоянной времени.Известен регулятор тока, содержащий вентильный преобразователь, работающий в режиме управляемого выпрямителя, выход которого подсоединен к якорной цепи двигателя постоянного тока, а вход подключен к сети переменного тока,датчик тока нагрузки в виде трансформаторов тока,выпрямителя и ВС-фильтра, вход которого подключен к выходу вентильного преобраэбвателя, выход - на вход усилителяпостоянного тока с узлом коррекции, на другой вход которого подсоединен датчик тока, а выход усилителя подсоединен ко входу фазовой системы управлеййя, выход которой подсоединен на управляющие входы вентильного преобразователя; узел коррекции усилителя выполнен в виде набора резисторов, конденсаторов и управляемых ключей, переключающих цепиобратной связи усилителя, управляющие входы ключей подключены к датчику пульсации тока, Регулятор содержит также датчик пульсации тока, вход которого подключен к выходу вентильного преобраэователя, а выход на управляющие входы ключей.Этот регулятор тока, благодаряналичию ключей, датчика пульсации токаи нескольких цепей коррекции усилителя меняет динамические свойствавентильного преобразователя в зависимости от характера тока в нагрузке,Такое построение регулятора токаиз-эа низкой статической точностидопустимо в тех случаях, когда регулятор тока выполняет второстепеннуюфункцию корректирующего контура длярегулятора скорости, Если же необходимо регулировать среднее значениетока в широком диапазоне, то этот регулятор тока не может обеспечить высокой точности, Таким образом, известные регуляторы тока не позволяютобеспечить высокую статическую и динамическую точность в широком диапазоне регулирования тока в нагрузке,Целью изобретения является уменьшение статической и динамической погрешности регулирования .при любойнагрузке и фазности вентильного преобразователя и при широком диапазонерегулирования тока.Поставленная цель достигается тем,что в регулятор тока (напряжения),содержащий вентильный преобразователь, вход которого подключен к сетипеременного тока, а выход к нагрузке, датчик тока, в виде трансформаторов тока, вход которого подключен квходу вентильного преобразователя,усилитель постоянного Тока с узломкоррекции, на первый вход которогоподсоединеиы задатчики тока, синхронизатор, вход которого подсоединенко входу вентильного преобразователявведены преобразователь сигнала датчика тока в частоту, вход которогоподключен к выходу датчика тока, авыход подсоединен к первому входусчетчика импульсов, выход которогоподключен на вход. преобразователякод-аналог, выход которого подключен ко второму входу усилителя.постоянного тока.На чертеже изображена схема аналого-цифрового регулятора тока,, Регулятор содержит вентильныйпреобразователь 1, вход которого подключен к сети переменного тока, а выход - к нагрузке 2, датчик тока ввиде трансформаторов тока 3, входкоторого подключен к входу вентильного преобразователя 1, усилительпостоянного тока 4 с узлом коррекции 5, на первый вход которого под соединен задатчик тока б, преобразователь сигнала датчика тока в частоту 7, вход которого подключен квыходу датчика тока 3, а выход подсоединен к первому входу счетчикаимпульсов 8, выход которого подсое.динен на вход преобразователя коданалог 9, выход которого подключенко второму входу усилителя постоянного тока 4, второй преобразовательсигнала в частоту 10, вход которогоподключен квыходу усилителя постоян.ного тока 4, а выход к п-фазному счетчику импульсов 11, выход которого подсоединен к управляющему входу5 вентильного преобразователя 1, вторыевходы обоих счетчиков 8 и 11 подсоедииены к выходу синхронизатора счетчиков 12 с питающей сетьюАналого-цифровой регулятор работает следующим образом. 15 20 25 30 35 40 45 501 55 60 65 Сигнал задания тока поступает напервый вход усилителя постоянноготока 4 и сравнивается с сигналом обратной связи по току, поступающий изпреобразователя код-аналог 9,Разность сигналов, пропорциональнаяошибке регулирования тока, усиливается усилителем постоянного тока 4 ипреобразуется в частоту, пропорциональную ошибке, преобразователемсигнала управления 10. Затем ю-фаэный счетчик 11 заполняется импульсами с преббраэователя сигнала управления в частоту 10. Причем количество параллельных каналов в щ-фазномсчетчике 11 канала счетчика определяется началом фазы питающей сети преобразователя, а конец работы каждогоканала счетчика определяется моментом заполнения счетчика,Сформированные в п 1-фазном счетчике 11 включающие импульсы включаютпреобразбватель 1, По нагрузке 2течет ток, и с датчика тока 3 снимается сигнал, пропорциональный мгновенному значению тока, Сигнал, пропорциональный мгновенному значениютока с преобразователя сигнала 7,превращается в частоту, пропорциональную мгновенному значению тока,и поступает на счетчик 8, Счетчик 8 синхронизирован с фазами питающей сетипеременного тока. Это значит,что начало счета определяется моментомперехода начала каждой фазы питающейсети через нуль, а конец счета определяется моментом перехода конца полупериода каждой фазы питающей сетичерез нуль. Благодаря этому счетчикзаполняется за время работы толькоодного вентиля в цепи нагрузки, послечего результат счета переносится впреобразователь код-аналог 9,затем счетчик йриводится в нулевоесостояние и начинается счет импульсов эа время работы следующего вентиля преобразователя 1,Это позволяет сформировать навыходе преобразователя код-аналог9 сигнал, пропорциональный среднемузначению тока при любой форме мгновенного значения тока, практическипри любом диапазоне регулирования.Точность вычисления среднего значениятока зависит от разрядности счетчикаи точности преобразований в преобразователе сигнала тока в частоту 7и преобразователе код-аналог 9.738082 Составитель Ю.АндрееТехред Н.Бабурка орректор В.Вутяг Редактор В,Левят дписное Тираж 783 ПоНИИПИ.Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 аказ 2825 34 1130 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, улПроектная, 4 Таким образом,высокая статическаяточность регулирования в широкомдиапазоне достигается тем, что прилюбом характере нагрузки,т.е, прилюбой форме мгновенного значениясйгнала, введенные устройства 7,8,9выделяют среднее значение регулируе/мого параметра ипредставляют егов гладкой форме без пульсаций, аустройства 10 и 11 обеспечивают повышенную помехозащищенность и улучшенный спектральный состав регулируемой величины,Высокая динамическая точность достигается тем, что при любом характере нагрузки и при любой глубинедиапазона регулирования скоРость измерения среднего значения происходит заминимально возможное время для данного вентильного преобразователя, и этимсамым обеспечивается максимально возможное быстродействие для регуляторас данной фазностью преобразователя.Формула изобретенияАналого-цифровой регулятор, содержащий вентильный преобразователь,вход козорого подключен ко входнымвыводам для сети переменного тока,а выход - к выходным выводам, датчиктока, полученный своим входом к входу вентильного преобразователя, усилитель постоянного тока с узлом коррекции, к первому входу которого подключены эадатчик тока, а выход усилителя подключен ко входу фазовойсистемы управления, соединенной своими выходами с управляющими входами1 О вентильного преобразователя, синхронизатор, вход которого подключен ковходным выводам, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью снижения динамической и статической ошибок в15 режиме прерывистых токов, в него введены преобразователь тока в частоту,вход которого подключен к датчикутока, выход подключен к первому входусчетчика импульсов, второй входкоторого соединен с выводом синхронизатора, а выход со входом преобразователя код-аналог, подключенного своим выходом ко второму входуусилителя постоянного тока,