Релейная система регулирования тока

(51) 5 ОПИСАН ЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В. Донской и В.А. Матисон (53) 62.1.31 6,722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР И 1291941, кл. С 05 Р 1/1 О, 1985Олещук В.И., Чаплыгин Е.Е. Вентильные преобразователи с замкнутым контуром управления. - Кишинев: Штиинца, 1982, Фиг,1.(54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА(57) Изобретение относится к системам регулирования тока нагрузки и может использоваться в электроприводах и источниках вторичного электропитания, Целью изобретения является повышение КПД и надежности, а также точности и помехозащищенности. Регулирование выходного тока осуществляется ключевым усилителем мощности1 по сигналам пороговых элементов7 и 8, определяющих положительноеи отрицательное отклонения от нулевого уровня сигнала интегратора 9.На входе интегратора присутствуетсумма напряжений эталонного источника напряжения, пропорциональноговыходному току, и некоторого постоянного напряжения с выхода компаратора 1 О, знак которого определяетсязнаком выходного сигнала усилителя рассогласования. Введение компаратора 10 позволяет уменьшать размахпульсаций.,выходного тока. В режиме,когда один из сигналов пороговых элементов 7 и 8 не равен нулю, элементИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 при помощи ключафиксирует выходное напряжение интегратора, исключая появление высокочастотных колебаний тока нагрузкиоколо порога срабатывания одного иэпороговых элементов 7,8. 1 з.п.ф-лы,2 илИзобретение относится к электротехнике в частности к импульснымсистемам автоматического регулирования,и может быть использовано н транзисторных электроприводах постоянногои переменного тока, а также источникахвторичного электропитания.Целью изобретения является повышение КПД и надежности, а также точ-.ности и помехоустойчивости релейнойсистемы регулирования тока.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема релейной системы регулирования тока на Фиг, 2 - временныедиаграммы, поясняющие ее работу,Релейная система регулирования тока содержит ключевой усилитель 1мощности, управляемый от предусилителя-коммутатора 2 управляющих импульсов, имеющего два входа и обеспечивающего положительное постоянное напряжение на выходных зажимахдля нагрузки. З,при. наличии логической"1 на первом входе, отрицательное 25напряжение - при наличии логической"1" на втором входе и нулевое напряжение при логическом 0" на обоихвходах, выходные выводы ключевогоусилителя мощности, одни непосред-.ственно, а другой - через. датчик 4тока, подключены к выходным выводам,усилитель 5 рассогласования, к нервому входу которого подключен источник6 сигнала задания тока, а к второмувходу - выход датчика 4 тока, два35разнополярных пороговых элемента7 и 8, выход одного из которых подключен к первому входу предусилителякоммутатора 2 управляющих импульсон,а выход другого в , к второму входуупомянутого предусилителя-коммутатора 2 управляющих импульсов, интегратор 9, уровень ограничения выходногонапраяжения которого несколько превосходит пороги срабатывания пороговых элементов 7 и 8, и компаратора10 с двуполярным выходным сигналом,входы которых подключены к выходуусилителя 5 рассогласования, выходинтегратора подключен к входам пороговых элементов 7 и 8, а выход компаратора 10 - третьему входу усилиьтеля 5 рассогласования, ключ 11, включенный между выходом усилителя рассог5ласования и Формирующим входом интегратора 9 и логический элементИСКЛЮЧАНЗЦЕЕ ИЛИ 12, ньход которогоподключен к управляющему входу ключа 11, а входы - к выходам пороговых элементов 7 и 8.Ключевой усилитель мощности содержит ключи 13-16, шунтиронанные обратными диодами 17-20, необходимыми для обеспечения путей протекания тока, вызванного ЭДС самоиндукции нагрузки, подключенной к клеммам для подключения нагрузки 3.На Фиг. 2 введены следующие обозначения: Б - выходной сигнал датчиФка 4 тока; У - сумма выходных сигналов источника 6 сигнала задания тока и компаратора 1 0; П - ныходной сигнал источника 6 сигнала заданиятока, Бз - выходной сигнал интегратора 9 Б- выходной сигнал компаратора 10.Релейная система регулирования тока работает следующим образом.Предположим, что н начальный момент времени выходные сигналы источника 6 сигнала задания тока У и интегратора 9 11 равны нулю, тогда на выходах пороговых элементов 7 и 8 также будут присутствовать логические "О", Пусть также ток.в цели нагрузки ключевого усилителя 1 мощности и соответственно выходной сигнал датчика 4 тока ц равны нулю; а выходной сиг- нал компаратора 10 Ъ, положителен. При этом предусилитель-коммутатор 2 управляющих импульсов устанавливает нулевое напряжение на выходных зажимах ключевого усилителя мощности путем включения лишь одного ключа, например 13, и ток в цепи нагрузки продолжает оставаться нулевым, однако под действием выходного сигнала компаратора 10 Б на выходе усилителя 5 рассогласования установится положительное напряжение, которое будет интегрироваться интегратором 9, На выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 будет присутствовать логический "0" и Форсирующий вход интегратора 9 будет отключен от усилителя 5 рассогласования.После того, как выхсдной сигнал интегратора 9 достигает порога срабатывания порогового элемента 7 + д на выходе этого порогового элемента устанавливается сигнал логической "1". При этом на выходе логического элемента ИСКЛЮЧМОЩЕЕ ИЗБ 1 2 появляется логическая "1", ключ 11 замыкается и выходной сигнал интегратора 9 11 Форсированно достигает уровня ограничения. Одновременно на выходных зажи 15521мах ключевога усилителя 1 мощности устанавливается положительное напряжение путем включения двух ключей 13 и 6. Возникает ток положительногонаправления через эти ключи и цепь нагрузки. Выходной сигнал датчика 4 тока. начинает нарастать, а выходной сигнал усилителя 5 рассогласования снижается. При равенстве выходного . сигнала датчика 4 тока У. сумме выходного сигнала источника 6 сигнала задания тока Бь и выходного сигнала компаратора 1 О выходной сигнал усилителя 5 рассогласования становится равным нулю, а затем меняет знак. Соответственно меняет знак и выходной сигнал компаратора 1 О (момент времени й,) . Выходной сигнал интегратора. 9 при смене знака выходного сигнала усилителя рассогласования 5 Форсированно уменьшается достигая порога срабатывания порогового элемента 7 + Л , после чего на выходе этого порогового элемента устанав Б ливается логический оО , на выходе логического элемента ИСКЛЮЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ 12 также устанавливается логический "О, ключ 11 размыкается и Фарсировка интегратора 9 прекращается, Пред- Зр усилитель-коммутатор 2 управляющих импульсов отключает один из ранее включенных клкчей, например 1 3, на выходных зажимах ключевого усилителя 1 мощности устанавливается нулевое напряжение и под действием ЭРС самоиндукции нагрузки так начинает, медленно спадая, протекать по цепи, образованной обратным диодом .18 и ключом .16. Госле достижения выходным сигналом интегратора 9 Б порога сра 9батывания порогового элемента 8 - д процессы в релейной системе регулирования тока протекают аналогичным образом и отличаются лишь знакам на пряжения на выходных зажимах ключевого усилителя 1 напряжения н соответственно включаемыми ключами этогоусилителя.В некоторых режимах, напРимеР, при достаточно высокой скоростиизменения выходного сигнала источника 6 сигнала задания тока У смена знака выходного сигнала усилителя рассог. ласования 5 и кампаратара 1 С происходит раньше, чем достижение выходным сигналам интегратора 9 Уэ порога срабатывания порогового элемента, к которому ан (выходной сигнал интегра 52 6торя) движется (момент времени 1: ), Режим рабаты релейной системы ре 1 улправания така в этом случае отличается ат описанного талька тем, что не выхсдных зажимах ключевого усилителямощности устанавливается гаследовательность импульсов напряжения только одного знака, так как про-. исходит переключение только одного из пороговых элементов 7 и 8.Рабо 1 а релейчой системы регужрования тока при постоянном или медленна мечяющемся выходном сигнале источника 6 сигнала задания така 11 полностью ссвпадает с работой при чулевам сигнале 11Формула изобретения.1, Релейная система регулирования така, содержашая ключевой усилитель мощности, подключенный входом управления к выходу предусилителя-коммутатора управляющих импульсов, первым выходам соединенный с первым выходным выводом, а вторым выходом через датчик тока подключенньпЪ к второму выходному выводу, усилитель рассогласования, к первому входу которого подкзпочен источник сигнала задания тока, а к второму входу подсоединен выход датчика тока, два пороговых элемента, выход одного нз которых падкллючен к первому входу предусил". теля-коммутатора управляющих ипульсов, а выход другого подсоединен к второму входу упомянутого предусили. теля-коммутатора управляющих импульсов, и интегратор, вход которого подключен к выходу усилителя рассогласования, а выход соединен с вхоцами пороговых элементов, о т л.и ч а ющ а я с я тем, чта, с целью повьппения КПД и надежности, введен компаратор с двуполярным выходным сигналом, а усилитель рассогласования снабжен дополнительным входом, причем вход кампаратора подключен к выходу усилителя рассогласования, а выход компаратора - к дополнительному входу усилителя рассогласования.2. Релейная система па и. 1, о т - л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью павьппения точности н помехоустойчивости, введены логический элемент ИСКПОЧЖОЩЕЕ ИЛИ и кюпоч, а интегратор снабжен Форсирующим входам, причем управляющий вход ключа соединен с вы1552152 ментов, а ключ .включен между выходомусилителя рассогласования и Форсируюп 1 им входом интегратора. оставитель Ю. Опадчий Техред П,Олийнык Корректор ИИаксимишин Редактор В. Ругрецкова акаэ 329 Тираж 651.цИИПИ Государствеццого комитета ио изобретениям11303."1, Москва, Ж, Раушская н Производственно-издательский комбинат "Патент ходом логического элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, входы логического элементаподключены к выходам пороговых элеПодписноеоткрытиям при ГКНТ СС