Импульсный регулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН П 9) (11) 11 16 С 0 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тельство СС(54) (57) ИПУЛЬС авт.св. 9 640251, ц и й с я тем, ч ния быстродействи ГУЛЯТОР пои ч а юцелью повышечности рабоР и УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ(61) 6402 (21) 3513 (22) 24.1 (46) 28.0 (72) Л.П, (71) Всес тельский ческий ин комплексн зации жив (53) 621. (56) 1. А М 640251, (прототип 996/18-241.822.84. Бюл. Р 8Дмитренкооюзный научно-исследоваконструкторско-технологи ститут по машинам для ой механизации и автомат отноводческих Ферм 555.6 (088.8)вторское свидекл, С 05 В 11) ты, в него введены дополнительный резистор, дополнительные диоды, второй и третий резистивные делители напряжения, причем одни крайние выводы второго и третьего делителей напряжения объединены и подсое" динены к катодам тиристоров, другие крайние выводы подсоединены к соответствующим крайним выводам первого делителя напряжения, а средние выводы второго и третьего делителей напряжения через первый и второй дополнительные диоды подключены к эмиттерам первого и третьего транзисторов, причем анод четвертого тиристора подключен к нагрузке через третий дополнительный диод,а к катодам симисторов - через дополнительный резистор.Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования преимущественно тока электропривода измельчителя различных материалов.По основному авт.св М 640251 известен импульсный регулятор, содержащий 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, подключенные соответственно к вторым диагоналям первого и второго диодных.мостов, пять транзисторов с ВС-контурами в цепях эмиттеров, базы которых соединены соответственно с управляющими электродами четырех тиристоров, причем аноды первого и второго тиристоров подключены соответственно к управляющим электродам первого и второго симисторов, подключенных между обмоткой исполнительного электродвигателя и источником переменного напряжения, а также первый делитель напряжения, подключенный к ВС-контурам первого и третьего транзисторов, причем средняя точка первого делителя напряжения соединена с подвижным контактом третьего потенциометра, подключенного к второй диагонали третьего диодного моста, анод четвертого тиристора соединен через первый диод с эмиттером второго транзистора и с анодом третьего тиристора, четвертый потенциометр, подвижный контакт которого подключен к ВС-контуру четвертого транзистора, а ВС-контур пятого транзистора подключен к базам первого, второго, третьего и четвертого транзисторов 1 1.Однако известный регулятор характеризуется недостаточным быстродействием, что не обеспечивает требуемого качества регулирования, а также имеет сравнительно невысокую точность работы, так как после срабатывания четвертого тиристора перегрузки на него через диод шунтируется измерительная часть схемы регулятора. Поэтому отключение четвертого тиристора будет происходить при значении тока, существенно меньшем заданного..Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы.Для достижения поставленной цели в импульсный регулятор введены дополнительный резистор, дополнительные диоды, второй и третий резистивные делители напряжения,причем одни крайние выводы второго и третьего делителей напряжения объединены и подсоединены к катодамтиристоров, другие крайние выводыподсоединены к соответствующим крайним выводам первого делителя напряжения, а средние выводы второго и третьего делителей напряжения через первый и второй дополнительные диоды подключены к эмиттерам первого и третьего транзисторов,причем анод четвертого тириотора подключен к Нагрузке через третий до полнительный диод, а к катодам симисторов - через дополнительный резистор. 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 однойиз вторичных обмоток 4 трансформатора 5, диодным мостом 6 и опорнымдиодом 7, источник питания постоян 20 ного напряжения, составленный вторичной обмоткой 8 трансформатора 5,диодным мостом 9, конденсатором 10фильтра и опорным диодом 11, потенциометры 12-15, выполненные, например, в виде однопереходных транзисторов 16-19, пороговые элементы 20 с последовательными 21-2,23-24, 25-26 и параллельным 27-28ВС-контурами в цепях эмиттеров,многостабильный триггер, состоящий изтиристоров 29-32, резисторов 33-37 35 и коммутирующих конденсаторов 38-41,диоды 42-51, резистивные делителинапряжения, составленные резисторами 52, 53, 54, 55, 56 и 57, релаксационный генератор, образованный од 40 нопереходным транзистором 58, ВС-контуром 59-60 и резистором 16,к которому последовательно подсоединены резисторы 62-65, подключенныек базам транзисторов 16-19, исполни 45 тельный орган, выполненный, например, в виде двухфазного электродвигателя 66 с фазосдвигающим конденсатором 67 и резисторами 68 и 69,симисторы 70-73, конденсаторы74-78, подстроечные потенциометры79-82 и дополнительный резистор 83.Регулятор работает следующим образом.При помощи датчика 1 тока, диодного моста 2 конденсатора 3 фильтраконтролируемый ток преобразуетсяв выпрямленное напряжение, котороесравнивается со стабилизированнымнапряжением постоянного тока, снимаемым с потенциометра 13. Алгебраи ческая сумма измеряемого и опорногонапряжений при помощи резисторов52 и 53 суммируется с напряжениемсмещения, снимаемым с потенциометра 14, Напряжение смещения устанав ливается такой величины, чтобы по 1076871рог срабатывания транзисторов 16 и18 был выше этого напряжения на зону нечувствительности регулятора. Кпотенциометру 14 и резистору 52подключены ВС-контур 21-22 и второйрезистивный делитель 54-55 напряжения, а к этому потенциаметру и резистору 53 - ВС-контур 23-24 и третий резистивный делитель 56-57 напряжения. Конденсаторы 22 и 24ВС-контуров-через диоды 43 и 47 подключены ксредним точкам делителейнапряжений. Напряжение, снимаемое срезисторов 55 и 57 и подаваемое через первый и второй дополнительныедиоды 43 и 47 на конденсаторы 22 и 1524 на 10-15 меньше, чем напряжение питания БС-контуров 21-22 и23-24. Параллельный БС-контур 27-28непосредственно подключен к стабилизированному опорному диоду 11 источнику питания. Измеряемый ток,преобразованный при помощи датчика 1 тока, диодного моста 2 и конденсатора 3 в напряжение постоянноготока, подается на потенциометр 15,к которому подключен ВС-контур25-26, установленный в цепи эмиттера транзистора 19. 50 При включении регулятора в сеть через конденсатор 28, эмиттер базу транзистора 17 и резисторы 63 и 61 проходит зарядный импульс конденсатора 28, под действием которого отпирается отключающий тиристор 30. Конденсатор .28 через разде лительный диод 44 подключается к открытому тиристору 30 и поддерживается в заряженном состоянии до тех пор, пока тиристор 30 открыт. Через переход катод - управляющий элек трод симистора 71, резистор 35 и тиристор 30 проходит ток, под действием которого симистор открывается. При этом через обмотки электродвигателя 66, диоды 50 и 51, огра ничительный резистор 68 и симистор 71 протекает пульсирующий ток, вызывающий подмагничивание обмоток электродвигателя и его торможение. Если стабилизируемый ток ниже заданной величины, суммарное напряжение на потенциометре 14 и резисторе 52 превышает напряжение отпирания транзистора 16. Под действием этого напряжения через резистор 21 заряжается конденсатор 22, и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания транзистора 16, конденсатор 22 разряжается через транзистор 16 на резисторы 62 и 61. Отпирается тиристор 29, который 60 через резистор 34 открывает симистор 70. Электродвигатель 66 начинает вращаться в сторону, вызывающую увеличение контролируемого тока. Одновременно за счет резистора 33 65 и коммутирующих конденсаторов 38 и 39 закрываются тиристор 30 и симистор 71.По истечении времени, определяемого постоянной БС-контура 27-28,конденсатор 28 разряжается до на-пряжения отпирания транзистора 17. Последний отпирается, вызывая открытие тиристора 30 и симистора 71, а с помощью резистора 33 и конденсаторов 38 и 39 запирание тиристора 29 и симистора 70. При этом электродвигатель 66 останавливается и удерживается за счет протекания тока через его обмотки и диоды 50 и 51 в заторможенном стоянии. Процесс перно" дического включения электродвигателя 66 повторяется до тех пор, пока регулируемый ток не достигнет заданной величины, т.е. напряжение на потенциометре 14 и резисторе 52 не снизится ниже порога отпирания транзистора 16.При номинальном значении контролируемого тока включен тиристор 30 и исполнительный электродвигатель неподвижен.Когда значение регулируемого тока превышает заданное, суммарное напряжение на потенциометре 14 и резисторе 53 превышает порог срабатывания транзистора 18 и он начинает поочередно с транзистором 17 отпираться, вызывая кратковременное открытие тиристора 31 и симистора 72, и электродвигатель бб вращается в обратную сторону (в сторону уменьшения стабилизируемого тока), Периодическое включение исполнительного электродвигателя происходит до тех пор, пока регулируемый ток не снизится до заданной величины. Как и при недогрузке время паузы между включениями электродвигателя зависит от степени перегрузки, логариФми-. чески уменьшаясь при ее увеличении. Потенциометром 13 устанавливается заданное значение тока регулирования, а потенциометром 14 - зона нечувствительности регулятора.При помощи потенциометра 12 компенсируются разбросы характеристик датчика тока, стабилитрона 7 и потенциометра 13.В случае превышения или снижениярегулируемого тока по отношению к номинальному значению более чем на 10-15 напряжение на резисторе 55 или 57 превышает порог отпирания транзисторов 16 и 18. При этом конденсаторы 22 и 24 заряжаются через резисторы 54 и 56 и отпирающиеся диоды 43 и 47, Так как сопротивление резисторов 54 и 56 в несколько раз меньше сопротивления резисторов 21 и 23, заряд конденсаторов 22 и 24 через них происходит значительно быстрее, чем через резисторы 21 и1076871 ЗО ВНИИПИ Закае 746/44 Тираж 842 Подписное юЪ.Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 23, При этом пауза между включениями электродвигателя снижается внесколько раэ, обеспечивая ускорение вращения исполнительного электродвигателя и повышение быстродействия регулятора.Если регулируемый ток значительно превышает допустимое значение(достигает величины тока перегрузки),через резистор 25 заряжается конденсатор 26 до напряжения отпираниятранзистора 19. Последний отпирается, вызывая через разделительныеконденсаторы 77 и 78 открытие тиристора 32 и включение симистора 73или реле, которые управляют исполнительным механизмом (не показан),полностью прекращающим подачу перерабатываемого продукта в измельчитель, Через диод 48 тиристор 32 вызывает отпирание симистора 72, ко Оторый включает на непрерывное вращение в сторону уменьшения подачипродукта в измельчитель электродвигатель 66. Прекращение подачипродукта в измельчитель необходимопри пуске его электродвигателя,аварийных снижениях напряжения питания и в других аварийных режимахработы измельчителя. Величина переузки, при которой отпираютсятранзистор 19 и тиристор 32, устанавливается с помощью четвертогопотенциометра 15.Одновременно с включением черездиод 48 симистора 72 запираетсятиристор 31 за счет шунтированияего и включенного последовательнодиода 49 тиристором 32, При этомисключается шунтирование измерительной схемы через резистор 23,диод 46 и резистор 56 на открытый 4 Отиристор 31 или 32. Для исключенияшунтирования измерительной схемыпрямым сопротивлением запертого тиристора 31 служит дополнительныйрезистор 83, обеспечивающий запирание диода 46. За счет введениятретьего дополнительного диода 49и дополнительного резистора 83исключается шунтирование измерительной схемы тиристором 31, поэтому 50.при снижении тока электродвигателяизмельчителя ниже минимального заданного значения срабатывают транзистор 16 и тиристор 29, вызываяотключение тиристора 32 и симисторов 72 и 73, Симистор 70 периодически включает электродвигатель 66в сторону увеличения регулируемоготока. В дальнейшем регулятор работает аналогично. 6 ОДля повышения точности работыи чувствительности регулятора служит релаксационный генератор, выполненный на однопереходном транзисторе 58,Импульсы, генерируемыепоследним, с частотой, значительнопревышающей частоту переключенийтиристоров триггера, подаются в цепи беэ транзисторов 16-19. Это позволяет резко уменьшить ток утечкитранзисторов в зоне напряжения ихпереключения и тем самым обеспечивает стабилизацию порогов их срабатывания при увеличении постояннойвремени ВС-контуров, установленныхв цепях эмиттеров этих транзисторов,Потенциометры 79-82 служат для корректировки порогов срабатываниятранзисторов. Конденсаторы 74-76предназначены для защиты схемырегулятора бт помех,Таким образом, введение в регулятор двух диодов 43 и 47 и второгои третьего делителей напряжения,составленных резисторами 54, 55и 56, 57, и подсоединение однихкрайних выводов делителей напряжения к катодам тиристоров, другихк крайним выводам первого делителя 52-53 напряжения, а средних выводов второго и третьего делителейчерез диоды 43 и 47 - к эмиттерамтранзисторов 16 и 18, обеспечиваютсущественное повышение быстродействия регулятора за счет значительного снижения длительности паузымежду включениями исполнительногоэлектродвигателя 66 при увеличенииотклонения регулируемого тока отнормы как в сторону недогрузки,так и перегрузки. Это существенноускоряет отработку регулятором возмущения.Введение диода 49 и резистора 83и подключение анода тиристора 31к нагрузкп 36 через диод 49 и к катодам симисторов через резистор 83позволяют повышать точность работырегулятора за счет увеличения стабильности отключения исполнительного органа перегрузки (симистора73) при снижении регулируемоготока от номинального значения, чтовозможно при исключении шунтирования измерительной схемы тиристором 31,Предлагаемый регулятор характеризуется простотой и бесконтактностью схемы, высокими чувствительностью и надежностью работы, обеспечивает достаточное быстродействие и качество регулировании при автоматизации инерционных объектов и измельчителей, характеризующихся транспортным запаздыванием.