Устройство для управления мощностью

ОП ИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сонзэ СоветснмхСоциалнстическннРеспублнн п 1 748391 1) Дополнительное к авт, св 2) Заявлено 23. 10. 78 (21) 2 Кл(53) УДК 621.316. . 722.1(088.8) ликовано 15.07.80. Бюллетень Ле 2 ло делам изобретений и открытийата опубликования описания 17.07 Морозов71) Заявите 54) УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ МОШНОСТЬ няется от максимального значения до ну Эти недостатки при сушествуюшей тенде ции к снижению инерционности объектов управления и сокращению времени проведения многих технологических процессов например процессов диффузии, сушественн ограничивают область использования известного устройства. с Н сушйство шее ностидлянуль-оклеммменнмоговому пере- вляео чит уюшимиавнения соединены с соотве и первой группы узла входы второй гру клеммам для подключ яюшего кода, а выхо орого.хода одов ы к ппы подсоединеения источника д узла сравнес присоединением заявкиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при пс троении аналого-цифровых автоматизированных систем управления технологиче;- скими процессами,Известно устройство для управления мошностью, работа которого основана на периодическом сравнении управляюшего напряжения с выходным напряжением генератора пилообразного напряжения и на отпирании управляемого вентиля, включен 10 ного последовательно с источником переменного; напряжения и нагрузкой на время, в течение которого выходное напряжение генератора пилообразного напря 1 жения превышает управляющее напряжение 11Недостатком известного устройства наряду с большой длительностью рабочего цикла является то, что при неизменном значении управляющего напряжения значение средней (за период питающего нагрузку напряжения) мощности, рассеиваемой в нагрузке, за время рабочего цикла меиболее близким ло техническо к изобретению является устр правления мощностью, содержа рган, вход которого соединен ой для подключения источник го напряжения и с входом упр вентиля, а выход подключен к управляющему входу управляем иля и к первому входу двоичного шего счетчика, выходы разряд3 7483 ния кодов соединен с вторым управляющим входом управляемого вентиля, выходом подключенного к выходной клемме, и генератор переменного напряжения 21Извесгное устройство не обеспечивает линейной зависимости выходного сигнала от управляющего сигнала, Это существенным образом ограничивает область его использования. В частности, известное устройство практически нельзя использовать при посч 10 роении обладающих высокими точностями характеристиками комбинированных инвариантных систем управления, в которых возможна компенсация основных возмущений.Цель изобретения - получение линейной15 зависимости выходного сигнала от управляющего сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок сравнения, источник положительного постоянного нап 20 ряжения, источник отрицательного постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, ключ, логическая схема ИЛИ, два конденсатора и резистор, а генератор переменного напряжения выполнен в виде ге 25 нераторв синусоидального напряжения, причем выход нуль-органа соединен с одним из входов логической схемы ИЛИ и с входом генератора синусоидвльного напряжения, выход которого через первый конден 30 сатор подключен ко входу усилителя постоянного тока, куда также через резистор включен источник отрицательного постоян- . ного напряжения, выход усилителя постоянного тока подключен к одному из входов35 блока сравнения, а через параллельную цепочку из второго конденсатора и ключако входу указанного усилителя, источник положительного постоянного напряжения подключен к другому входу блока срввне 40 ния, выход которого соединен с другим входом логической схемы ИЛИ, выходом подсоединенным к управляющему входу ключа, кроме того, выход блока сравнения соединен со вторым входом двоичного вы 45 читающего счетчика.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюшие работу устройства.1Устройство для управления мощностью50 содержит источник 1 переменного напряжения, нуль-орган 2, управляемый вентиль 3 нагрузку 4 подкл:Оченную к выходной клемме, .двоичный вычитаюший счетчик 5, узел 6 сравнения кодов, генератор 7 синусоидального напряжения, источники 8 и55 9 отрицательного и положительного постоянного напряжения, усилитель 10 постоянного тока, блок 11 сравнения, ключ 12,91 фконденсаторы 13 и 14, резистор 15, лсгическую схему 16 ИЛИ,Устройство работает следующим образом.С выхода источника 1 переменногонапряжения (диаграмма о на фиг. 2) напряжение 0,1= О д Я- (О иТ- амплитуда и период напряжения О 4 И) ) поступает на вход управляемого вентиля 3 и навход нуль-органа 2,. В моменты переходанапряжения 04(1) через нуль-орган 2 онвырабатывает сигналы (диаграмма д нафиг. 2, по которым закрывается управляемый вентиль 3, а двоичный вычитающийсчетчик 5 устанавливается в состояниеоЭсоответствующее коду 2 -1, где й. - число двоичных разрядов счетчика 5 (временные диаграммы на фиг. 2 даны для случая о -3). Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 2 синхронизирует генератор 7 синусоидвпьного напряжения, который выбирает напряжение О (1 )=А Эо4 Лс амплитудой А (диаграммы Г на фиг, 2и, пройдя через схему 16 ИЛИ, замыкаетключ 12, сбрасывая тем самым выходноенапряжение усилителя 10 постоянного токана нуль, С выхода усилителя 10 постоянного тока после этого снимается напряжение (ключ 12 разомкнут)АО ф= о - - ий .,Сгде Ео - напряжение с выхода источника 8 отрицательногопостоянного напряжения;С и С - емкости конденсаторов13 и 14;К 4 - сопротивление резистора15 (диаграмма Ь нафиг. 2),Это напряжение поступает на одинвход блока 1 1 сравнения, на другой входкоторого поступает напряжение Е с выхода источника постоянного положительного напряжения. В момент равенства напряжений 0 ( Ь ) и Е срабатывает блок1 1 сравнения (диаграмма ц на фиг. с,Приэтом на счетный вход счетчика 5поступает первый счетный импульс (исчетчик 5 переходитв состояние, соответствующее коду 2 -2), Время 1, выходапервого импульса определяется из равен- .ства о 4йС С .т 4 ЛОдновременно по сигнапу с блока 11 сравнения на короткий промежуток времени замыкается ключ 12. Выходное напря5 7483жение усилителя 10 постоянного токаскачкообразно уменьшается до нуля засчет разряда конденсатора 13, а послеразмыкания ключа изменяется во временипо следующему закону;5Е 1 ЬС 4 Хо = - - - "м - -ио3 ВС Устройство для управления мощностью,содержащее нуль-орган, вход которого соединен с клеммой для подключения источника переменного напряжения и с входом управляемого вентиля, а выход подключен к первому управляющему входу управляемого вентиля и к первому входу двоичного вычитаюшего счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствую- шими входами первой группы узла сравнения кодов, а входы второй группы подсоединены к клеммам для подключения источника управляюшего кода, а выход узла сравнения кодов соединен с вторым управляющим входом управляемого вентиля, выходом подключенного к выходной клемме, и генератор переменного напряжения, о т л и ч а ю ш е,е с я тем что, с целью расширения области применения путем получения линейной зависимости выходного сигнала от управляюшего сигнала, в него введены блок сравнения, источник положительного постоянного напряжения, источник отрицательного постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, ключ . логическая схема ИЛИ, два конденсатора и резистор, а генератор переменного напряжения выполнен в виде генератора синусоидального напряжения, причем выход нуль-органа соединен с одним из входов логической схемы ИЛИ и с входом генератора синусоидального напряжения, выход которого через первый конденсатор подключен ко ахолу усилителя постоянного тока, куда также через резистор включен источник отрицательного постоянного напряжения, выход усилителя постоянного тока подключен к одному из входов блока сравнения, а через параллельную цепочку из второго конденсатора и ключа - ко входу указанного усилителя, источник положительного постоянного напряжения подключен к другому. входу блока сравнения, выход которого соединен с другим входом логической схемы ИЛИ, выходом подсоединенным к управляюшему входу ключа, кроме того, выход блока сравне 55 при 1 ъ 1 В момент равенства напряжений ци Е вновь срабатывает блок 11 сравнения. Счетчик 5 переходит в состояние, соо ответствующее коду 2 -3, а напряжение на выходе усилителя 10 постоянного тока при 1 1 определяется как 15 Ео 1 АС 1 4 ЯЭто напряжение вновь сравнивается снапряжением Е и т.д.Узел 6 сравнения кодов осушествляетрсравнение кода 2 -1- М, ссответствуюшего текущему состоянию двоичного вычитаюшего счетчика 6 и входного кода Йв, д 5являющегося управляющим сигналом ( Ичисло счетных импульсов, поступившихна счетный выход счетчика 5), В моментравенства этих кодов узел 6 сравнениякодов вырабатывает сигнал (диаграмма Сна фиг. ф открывающий управляемый вентиль 3, Переменное напряжение подключается к нагрузке 4 с сопротивлением Р(форма напряжсния на нагрузке показанана диаграммеэс фиг, 2),35Время Ф.выхода М -го ск,тного импульса переводяшего счетчик в состояниеэосоответствующее коду 2 -1-М = й Вх (ди-аграммы даны для Яу, =2), определяетсяиз равенства 40Еой ЬС 4 ХЫоС4а значение средней (за полпериода напряжения 0 (1) ) мошности, выделяемой внагрузке 4, определяется какр 2 04 ЮЧ О - г.(б = -- +СР. Т Я й 1 Т4 йЪЙ50.ЧОЧ , 43 И.М й--- от 4 ЗС т 2 Р" -4 91 6О с учетом того, чтоОЬВРсе.Предлагаемое устройство обеспечивайг линейную зависимость выходного сигнала от управляющего сигнала-кода, Это позволяет использовать его при построении автоматизированных цифровых инвариантных систем упрайления мощностью и связанными с ней параметрами.7 748391 8ния соединен со вторым входом двоично. Патент США М 3584291, 323-18,Го вычита 30 шего счетчикае 1 971,Источники информации, 2. Патент США М 3691452, 323-19,принятые во внимание при экспертиэе 1972,э 4355/12 Подписи 9 Ц ППП фПатентф, г. Ужгород, ую ктнаи,