Устройство для регулирования мощности переменного тока

-9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве регулятора мощности переменного тока. Цель изобретения - стабилизация энергии импульсов при изменении напряжения питания сети, Устройство содержит источник питания 1, к первому выходу которого через тиристор 2 подключена нагрузка 3, а к второму - компаратор 4, генератор 5 тактовых импульсов, формирователь 6 импульсов, постоянно эапоминакнцйе блоки (ПЗБ) 7-9, регистры сдвигаФ 02 М 5/22, С 05 Г 1/66(РС) 10, 11, реверсивный регистрсдвига (РРС) 12 и логические элементыИ 13-15. Выход генератора 5 соединенс первыми входами логических элементов 13, 14 и формирователя 6, выходомсоединенного с управляющим входом тиристора 2 и установочными входами РС10, 11 и РРС 12. Второй вход формирователя 6 соединен с выходом РРС 12.Выход компаратора 4 соединен со счетньщ входом РС 10 и вторым входом логического элемента 14, третьим входомсоединенного с выходом предпоследнего разряда РС 10, а выходом - со счетньщ входом РС 11 и первым входом ло- а.гического элемента 15. Выход РС 11соединен с вторым входом логическогоэлемента 15, выходом соединенного ссуммирующим входом РРС 12, вь)читающий Севход которого соединен с выходом логического элемента 13, вторым входомсоединенного с выходом последнего рряда РС Ю. Вход 16 комнаратора 4 явлется установочным для задания опорннапряжения, а вход 17 - входом упраления, Информационные выходы ПЗБ 7соединены с информационными входамиРС 10, 11 и РРС 12. Введение формирователя 6, ПЗ 8, 9, РС 10, 11, логиче1265943 ских элементов 13-1.5 и РРС 12 и указанное соединение элементов устройства обеспечивают при изменении питающего напряжения изменение длительноИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике.Целью изобретения является стабилизация энергии импульсов при изменении напряжения питания сети.На фиг,1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для регулирования мощности переменного тока содержит источник 1 питания, в состав которого входят источник переменного напряжелия и модулятор, тиристор 2, вход которого соединен с первым выходом источника 1 питания (выходом источника переменного напряжения), а выход подключен к выводу для подключения нагрузки 3, компаратор 4, первый вход которого подключен к второму выходу источника 1 питания (выходу модулятора). Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первым входом Формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом тиристора 2, Информационные выходы постоянно запоминающих блоков 7-9 соединены с информационными входами регистров 10 и 11 сдвига и реверсивногорегистра 12 сдвига. Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первыми входами логических элементов 13 и 14, выход компаратора 4 - со счетным входом регистра 10 сдвига и вторым входом логического элемента 14, третий вход которого соединен с выходом предпоследнего разряда регистра 10 сдвига, а выход - со счетным входом регистра 11 сдвига и первым входом логического элемента 15, второй вход которого соединен с выходом регистра 11 сдвига, а выход - с суммирующим входом реверсивного регистра 12 сдвига, выход которого соединен с вторым входом формирователя 6, Выход сти импульсов на выходе формирователя6 и связанное с ним изменение энергииимпульса на тиристоре 2, Этим достигается поставленная цель, 2 ил. последнего соединен с установочнымивходами регистров 10 и 11 сдвига иреверсивного регистра 12 сдвига. Вычитающий вход реверсивного регистра12 сдвига соединен с выходом логического элемента 13, второй вход которого соединен с выходом последнегоразряда регистра 10 сдвига. Вход 16компаратора 4 является установочным 10 входом для задания опорного напряжения, а вход 17 - входом управления.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии компаратор 4установлен в нуль, так как на входе17 присутствует нулевой потенциал, навходе 16 выставлено опорное напряжение По Источник 1 питания преобразу.ет напряжение источника переменного 20 напряжения частотой Р в пульсирующее,с частотой 2 Р Ц , фиг,2). Тиристор2 закрыт нулевым потенциалом, поступающим с выхода Формирователя 6, нагрузка 3 обесточена, Генератор 5формирует последовательность импульсов частотой Г (Б фиг.2), В регистры 10 и 11 сдвига и в реверсивный регистр 12 введены из соответствующихпостоянно запоминающих блоков 7-9 в 30 коде значения И И, и М . 1(одыпредставлены в позиционной Форме вида10000, где на и-й позиции присутствует логическая единица. (Припоявлении частоты на счетном входерегистров сдвига единица структурносдвигается вправо), Логические элементы 13-15 закрыты нулевыми потенциалами, присутствующими на выходах регистров 10-12 сдвига. Значения И 4 О М, и М, хранятся в постоянно запоминающих блоках 7-9 и могут изменяться оператором перед началом работыустройства, При работе в регистрах10 и 12 сдвига позиции слева от еди ницы заполняются нулями (для этогоединичный вход регистров соединяется1265на корпус), а в регистре 11 - единицами (единичный вход подключен к шинепитания), Код И, пропорционаленв-му периоду частоты 2 Г и определяетвремя задержки ", включения тиристора 2, т.е, И, =1 2 Р = в. Выбор кода И определяется минимальным значением 7 ширины импульса, форо ииомируемого на выходе компаратора 4 примаксимальном уменьшении амплитуды на- г 0пряжения источника переменного напряжения, т е, И, =Т Р гдецоооо) оность импульса на выходе компаратора4 при напряжении источника перемен- г 5ного напряжения без изменений; 5 г 1,и,с -изменение времени включения тиристора 2, вызванное максимальным уменьшением Бамплитуды Б источникапеременного напряжения. В постоянно 20запоминающем блоке 9 хранится код Из,определяющий время задержкинин от.е, минимальное время задержкивызванное максимальным уменьшениемдБ г 1 ас амплитуды напряжения источни ка переменного напряжения Т,г 1 ин-- 2 Ы,нкс соответственно, значение кода Ы находится как И= Тзо Р , Момент включения г тиО ористора 2 определяется т, и , т.е. 30л лгз + "ьо+ "11При поступлении положительного потенциала на вход 17 устройства импупульсное напряжение У, источника 1питания сравнивается компаратором 4 35с опорным напряжением Ц,. На выходекомпаратора 4 формируются П-образныеимпульсы частотой 2 Г Й 4, фиг.2),- Каждый импульс уменьшает значение кода М, на единицу посредством структу рного сдвига вправо содержимого регистра 10, На первом Щ, , фиг.2) ивтором (11,", , фиг.2) выходах регистра10 последовательно во времени появля-,ются единичные импульсы длительностью 451/2 Р в соответственно (в)-м и в-мпериодах частоты,Если напряжение источника переменного напряжения не изменяется, то на1выходе компаратора 4 формируется дли тельность импульса 7, равная расчетному значению (Б 4, фиг,2), т,е. Т1 цоЭтот импульс в (в)-й период навремя гч, открывает второй логический элемент 14, За это время с выходаэлемента 14 на счетный вход регистра11 сдвига поступают импульсы с часто" 943 4той Г, от генератора 5 (Б, фиг.2). Код регистра 11 сдвига изменяется до значения 11111 за время 1 ц и счет в регистре 11 сдвига прекращается (П , фиг.2), При этом за время Ь (Б фиг.2) на выходе логического элемента 15 появляются импульсы с частотой Р которые суммируются в регистре сдвига. В этом случаеЦо муо2 г го 1 акс)илид = 2 дгмк,а в регистре 12 сдвига код увеличится на величину ЬИ, = Ьг. Р= 2 Ыа, хх Р и достчгает значения Й = И, ++ дИ, =Т Р так как Х, = (гмОбщее время задержки в в-м периодеравно ,= С+В в-м периоде импульсом с второговыхода регистра 10 сдвига на период1/2 Р открывается логический элемент13 (Ц , фиг,2), с выхода которого навычитающий вход регистра 12 сдвигапоступает частота Го . Через время трегистр 12 сдвига обнуляется (Б,"фиг.2), и на выходе формирователя 6появляется импульс Ш фиг.2) длительностью 1/Г, . Фронтом импульсаЯ фиг.2) в момент Т; включается,тиристор 2 на время 1/2 Г в , этимже импульсом устанавливаются в исход-ные состояния регистры 10-12 сдвига,цикл работы устройства заканчивается,и начинается следующий цикл по описанной схеме.При наличии возмущения +ЬБ напря 1жения источника переменного напряжения импульс 1 на выходе компаратора 4изменяется на величину +2, а времяьс, на которое открывается третий логический элемент 15., также изменитсяна +2 а,Код М, в реверсивном регистре 12сдвига в (в)-м периоде становитсяравным 11 з = ( г ьд 2 Ь ис )Ро +=("+Ы) ГПри этом общее время задержки определяется какТ= (Е + йг, ) + (74+ 2 ьТ),тогда=+ Гьо +ЖЧастота Г определяется погрешно"стью стабилизации энергии Е импульса", 2 2) С о Е, = агсйд (К)1 40 45 где Л "ь- чувствительность компаратора,Время , сравнения опорного напряжения формирователя 6 с напряжениемможно определить следующим образом.Из равенства выражений, характеризующих изменение энергии импульса тиристора за счет возмущения напряжения 15 питанияи эа счет приращения длительности импульса на величину а , получаем выражение 3327 Г 2 ( +. д) ф где Е = О --- длительность им 332пульса тиристора в радианах.Выражение (1) связывает амплитудное возмущение импульса тиристора с равнозначным ему временным, Изменение длительности импульса на выходе формирователя 6 (фиг.2) за счет изменения питающего напряжения определяется З 0 выражением ь 1Ы - СрдС------ (2)1 дц +2 гуИз, равенств (1) и (2) получаем35выражение, определяющее время С, взависимости от длительности импульсатиристора Величина опорного напряжения формирователя 6 определяется при невозмущенном напряжении источника переменного напряжения, -зп о где- напряжение на входе формирователя 6. Формула изобретения Устройство для регулирования мощности переменного тока, содержащее тиристор, вход которого соединен свыводом для подключения источника питания, а выход соединен с выводом дляподключения нагрузки, генератор тактовых импульсов, компаратор с установочным входом для задания опорногонапряжения и первое постоянно запоминающее устройство, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью стабилизации энергии импульсов при изменениинапряжения питания сети, в него введены формирователь импульсов, второеи третье постоянно запоминающие устройства, первый и второй регистрысдвига, реверсивный регистр сдвига,первый, второй и третий логическиеэлементы И, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющимвходом тиристора и с установочнымивходами первого, второго и реверсивного регистров сдвига, информационныевходы которых соединены с информационными выходами соответственно первого, второго и третьего постоянно запоминающих устройств, выход генератора тактовых импульсов соединен спервым входом формирователя импульсоьи первыми входами первого и второгологических элементов И, первый входкомпаратора подключен через модуляторк выходу для подключения источникапитания, а второй вход компаратораявляется входом управления, выходкомпаратора соединен со счетным входомпервого регистра сдвига и вторым входом второго логического элемента И,третий цкод которого соединен с выходом предпоследнего разряда первогорегистра сдвига, а выход соединен сосчетным входом второго регистра сдвига и первым входом третьего логического элемента, второй вход которогосоединен с выходом второго регистрасдвига, а выход соединен с суммирующим входом реверсивного регистра, выход которого соединен с вторым входомформирователя импульсов, вычитающийвход реверсивного регистра сдвига соединен с выходом первого логическогоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом последнего разрядапервого регистра сдвига,1265943 Нч Составитель А,Зенченкоедактар О,Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар шская наб ул, Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Уж Заказ 5678/55 Ти ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, аж 631 Подписноего комитета СССРий и открытий