Устройство для управления регулятором переменного напряжения

(51 Н 02 И 5/25 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола. и Запорожское производственное обьединение "Преобразователь" (53) 621.314.27(088.8)(56) 1. Авторское .свидетельство СССР В 350110, кл. Н 02 М 5/22, 1970.2. Авторское свидетельство СССР И 951636, кл. Н 02 Р .13/30,. 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯРЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ,.содержащее интегратор, выполненный наоперационном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи,.вход которого предназначен. для подключения ктиристорам регулятора, выход подключен к первому входу релейного элемен.та, содержащего три резистора и.первый операционный усилитель, прямойвход которого соединен с первым входом релейного элемента через первыйрезистор, инверсный вход - с общейшиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащего первую интегрирующую 3 С -цепь,выход формирователя,сигнала запретасоединен с первыми входами двух .элементов И, второй и третий входы первого из которых соединены,соответственно с первыми выходами. релейногоэлемента и формирователя коротких импульсов, выходы элементов И через формирователи импульсов, управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора. переменного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения, диапазона регулирования, оно снабжено источником задаю щего напряжения, интегратор снабжен двумя.стабилитронами, релейпый элемент - вторьм операционным усилителем, четвертым резистором и вторыми входом и вьходом, формирователь коротких импульсов - двумя инверторами, второй, интегрирующей 00 -цепью и вторыми входом и выходом, причем конденса- Ей тор в цепи обратной связи,интегратора включен последовательно с двумя стабилитронами, источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого эле,мента соединен с прямыми входами обоих операционных усилителей, инверс ный вход второго из которых соединен через четвертый резистор .с первым входом релейного элемента, выход каждого операционноГо усилителя является соответствующим выходом. релейного :,элемента, второй из которых соединен с вторьии входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами которого, являются входы инверторов, выход каждого из которых через. интегрирующую 0 -цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соединен. с третьим входом второго элемента И.00 1 11389Изобретение относится к. электротехнике и может быть, использованодля управлейия регуляторами.переменного напряжения,в цепях первичных обмоток трансформаторов. 5Известно устройство.для управлениярегулятором переменного. напряжения,содержащее релейный элемент, входкоторого. соединен с выходом фильтра,а выход - с формирователем управляющих импульсов Я .Недостаток известного. устройстваневозможность осуществления режимаширотно-импульсного регулирования.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению. является устройство для управления регуляторомпеременного напряжения, содержащееинтегратор,. выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи 2 робратной связи, выход которого предназначен для подключения к тиристорам регулятора, выход, подключен кпервому входу релейного элемента,содержащего три резистора и первый 25операционный усилитель, прямой входкоторого соединен. с первым входомрелейного элемента через первый резистор, инверсный вход - с общейшиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких импульсов, содержащего первую интегрирующую К -цепь,выход формирователя сигнала запретасоединен с первыми входами двух эле 35ментов И, второй и третий входы первого из которых соединены соответственно с первыми выходами релейногоэлемента и формирователя коротких импульсов, выходы элементов И через фор -миров атели импульсов управления соеди нены с выводами для подключения куправляющим электродам тиристоров регулятора 21,Недостатком известного устройства 45является ненадежная работа элементовпри малых углах управления, что вызывает необходимость ограничения диапазона регулирования.Цель изобретения - расширение ди.апазона регулирования,Поставленная цель достигается тем,что устройство для управления регулятором переменного напряжения, содер-жащее интегратор, выполненный на 55;операционном усилителе. с конденсатором в цепи обратной. связи, вход которого предназначен,для подключения к тиристорам регулятора выход подключен к первому входу релейного элемента, содержащего три резистора и первый операционный усилитель, прямой вход которого соединен е первым входом релейного элемента через первый резистор, инверсный вход - с общейшиной, первый выход релейного элемента соединен с первым входом формирователя коротких. импульсов, содержащего первую интегрирующую ЯС -цепь, выход формирователя сигнала запрета сое. динен с первыми входами двух элементов И, второй и третий входы первогоиз которых соединены соответственнос первыми выходами релейного элемента и формирователя .коротких импульсов, выходы элементов И через формирователи импульсов управления соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора переменного напряжения,снабжено источником задающего напряжения, интегратор снабжен, двумя стабилитронами, релей".ый элемент - вторым операционным усилителем, четвертым резистором и вторыми входом и выходом,формирователь коротких импульсов -двумя инверторами, второй интегрирующей 1 С -цепью и вторыми входом и выходом, причем конденсатор в цепи обратной связи интегратора включен последовательно с двумя стабилитронами,источник задающего напряжения соединен с вторым входом релейного элемента, который через второй и третий резисторы этого элемента соединен спрямыми входами обоих операционныхусилителей, инверсный вход второгоиз которых соединен через четвертыйрезистор с первым входом релейногоэлемента, выход каждого операционного усилителя является соответствующим выходом релеиного элемента, второй из которых соединен с вторыми входами второго элемента И и формирователя коротких импульсов, входами которого являются входы инверторов, выход каждого из которых через интегрирующую 0 С -цепь соединен с соответствующим выходом формирователя коротких импульсов, второй из которых соеди" нен с третьим входом второго элемента И.,На фиг. приведена схема устройства; на фиг,2 - вариант выполнения интегратора и релейного элемента; нафиг.Э - диаграммы, поясняющие работу устройства3 11389Устройство для управления, регулятором 1 переменного напряжения, выполненным в вцде. встречно-параллельно включенных тиристоров в цепи нагрузки 2, содержит интегратор 3, содержащий операционный усилитель 4,конденсатор 5 и стабилитроны 6 (илидиоды 6 на фиг.2), релейный элемент7, выполненный на операционных усилителях 8 и 9 (фиг.1), или на операционных усилителях 8, 9 и 10 (фиг.2),интегратор 3 может быть подключен кэлементу 7 через ячейку 11 гальванической развязки, источник 12 задающего напряжения, элементы И 13 и 14,формирователи 15 и 16 импульсовуправления, формирователь 17 коротких импульсов, выполненный в видедвух инверторов 18 и 19 с интегрирующими 11 С -цепями на резисторах 20 и 21и конденсаторах 22 и 23., формирователь 24 сигнала запрета.Устройство (фиг.2).,позволяетобеспечить меньшую величину, скачков навыходе. интегратора 3 и испольэовать 25в релейном, элементе 7 операционныеусилители 8 и 9 в однотипном включении, хотя для этого,и требуется дополнительный инвертор на операционномусилителе 10,Устройство работает в режиме широтно-импульсного регулирования, когда фазовый угол регулирования. долженбыть минимален. В этом случае с формирователя 24 сигнала запрета периодически поступают сигналы "Включено35"Отключено" (фиг.38), а пороги срабатывания. элемента 7, определяемыевеличиной напряжения источника 12,минимальны. При этом длительностипаузы в напряжении на активно-индуктивной нагрузке 2 (фиг.ЗО) и паузымежду полуволнами тока (фиг.Зи) врежиме "включено" минимальны, а .вовремя этих пауз на тиристорах регулятора 1 появляются короткие импуль.сы напряжения (фиг.35), которые интегрируются интегратором 3.Напряжение на выходе интегратора3 за счет. конденсатора 5 в цепи об 50ратной связи усилителя 4 изменяетсяпо закону интеграла тока через конденсатор 5. К выходному напряжениюдобавляется постоянное прямое падениенапряжения или одного из стабилитронов б (фиг,1), или одного из диодов556 (Фиг.2). При смене знака напряже- . 00 4ния на регуляторе 1 изменяе-ся направ. ление тока через цепь обратной связи усилителя 4 и меняется знак падения напряжения на стабилитронах 6. В ре- , зультате в выходном, напряжении интегратора 3 появляется скачек (фиг,35).Когда выходное напряжение интегратора 3 достигает одного из порогов срабатывания усилителей 8 и 9 элемента 7, на выходе одного из усилителей 8, 9 появляется положительное напрякение (фиг.З). На выходе инверторов 18 Г и 19 формирователя. 17 это напря-,1 жение меняет уровень, а фронты полученных импульсов, сглаживаются С -це- пями на резисторах 20, 21 и конденса торах 22, 23 (фиг. 3). На входы эле ментов 13 и 14 поступают напряжения (фиг. Зб), в результате на их выходах формируются импульсы (фиг.3, ), которые запускают. формирователи 15 и 16.Для четкого срабатывания усилителей 8 и 9 необходимо не только пересечение порогов срабатывания входным сигналом, но и последующее снижение этого сигнала до порога отпускания. Положительная обратная связь в усилителях улучшает процесс срабать;вания, но одновременно. создает гистерезис и отодвигает от него порог отпускания. Сблизить до нуля пороги срабатывания двух усилителей невозможно, так как при этом пороги отпускания. выйдут за пределы допустимой зоны. Поэтому наличие скачков,в выходном. сигнале ин" тегратора в момент. смены знака напряжения. на регуляторе. позволяет элементу 7.переключиться сразу за сменой знака напряжения регулятора под действием прямогопадения напряжения. на включенных тиристорах.Таким образом, в предлагаемом устройстве теоретически, возможен режим работы с нулевым углом фазовой задержки. Практически имеется небольшая задержка на угол 2 - 5 (Аиг.За Я,и)О За счет резкого уменьшения угла фазовой задержки предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон фазового регулирования, напряжения почти до 1002, повысить-энергетические показатели при импульсном регулировании за счет .повышения коэффициента мощности при активной нагрузке почти до единицы.Заказ 1070/43ственного обретенийЖ, Р Тираж 64 б ВНИИПИ Государ по делам из 113035, ИоскваПодписноекомитета СССРи открытийушская наб., д