Устройство для импульсного управления мощностью электропотребителя

(54) УСТР 1)ЙСТВО ДЛЯРАВ)П; НИЯ МР 111 НОСГЬ 10 ИМПУЛЬСНОГО УПЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРНТИ И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано дл бесконтактного упранления мощностью электропотребителя. Цель изобретения упрощение устройства. Устройство содержит управляемый генератор 4, подключенный к первому входу дискретного фильтра 5, второй вход которого объединен с вторым входом синхрониэа тора 6 и подключен к выходу детектора нуля 1. В устройстве обеспечивает ся точность поддержания заданной мощности и повышается коэффициент мощности, 6 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к импульсным устройстнам управления мощностью, ц может быть использовано дпя бесконтакт 5ного управления мощностью эпектропот ребитепей.Цель изобретения - упрощение устройства дпя импульсного управления мощностью электропотребителя. 1 О11 а фиг,1 представлена фуцкциодльная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; нд фиг.З - схема дискретного фипьтрд; на фиг.4 - времецнье 15диаграммы импульсов на входах и выходе дискретного фильтра; на фиг,5 - схема синхронизатора; на фиг.6 - временные диаграммы импульсов нд входах и выходе гинхроциздтора. 20Устройства годержит детектор 1 нуля, вход которого предназначен дпя подключения к фазе сетевого напряжения, тиристорцьп ключ 2, силовые входы которого предназначены дпя подкпю чеция к питдющей сети, а силовые выходы предназначены дпя подключения к нагрузке 3. Устройство дополцитепьно снабжено управляемым генератором 4 плпульсов, дигкре 1 ным фильтром 5 и 30 синхронизатором 6, причем выход генератора 4 подключен к первому входу дискретного фипы рд 5 второй вход которого объединен с вторым нходом синхронизации 6 и подключен к выходу детектора 1 цупя, первый вход сицхроциздтард 6 подключен к выходу дискретного Фильтра 5, а выход подключен к упрдвпяющим входам тиристорногоключа 2. Дигкретцый фильтр содержит 40 элемент 1 временной задержки, выход которого подключен к Б-нходу КБтриггера 8, выход которого подключен к второму входу элемента И 9, первый вход которого объединен с входом эле мента 1 задержки и образует перный вход дигкретцога Фильтра 5, К-вход КБ-триггера 8 является вторым входом дискретного фильтра, д выход элемента И 9 является вьжодом дискретного фильтра 5. Синхронизатор содержит элемент И О; первый вход которого образует второй вход синхронизатора 6, КБ- триггер 11, Б-вход которого образует первьп вход синхронизатора, д К-вход падключгц к вьжоду элемента 12 временной задержки, вход которого по 1 ключен к выходу элемента И 10 и является ныходом сицхрониэатора 6.ФУстройство работает следующим образом.На вход детектора 1 нуля (фиг.1) поступает переменное синусоидальцое напряжение питающей сети (фиг.2 а). На выходе детектора 1 нуля (точка б на фиг. 1) в моменты перехода переменного напряжения (фиг.2 а) через нуль вырабатываются синхроимпульсы (фиг.2 б), следующие с частотой 100 Гц, Одновременно управляемый генератор 4 (фиг.) вырабатывает управляющие импульсы (фиг.2 в) н диапазоне частот 100-200 Гц. Частота этих импульсов зависит от управляющего воздействиИ (аналогового или циФрового) на указанный генератор 4 ц определяется потребной мощностью эпектропотребителя. Импульсы, сформированные детектором 1 нуля (фиг.2 б), и импульсы, сформированные управляемым генератором 4 (фиг.2 н), подвергаются дискретной фильтрации. Для этого с помощью дискретного фильтра 5 исключают из укаэанных двух импульсных последонательностей пары чередующихся нмпупьсов. В результате этого цд выходе дискретного фильтра 5 (Фиг.) образуется последовательность "лишних импульсон (фиг.2 г). Работа дискретного фильтра и алгоритма образования лишних" импупьсов при некотором соотношении частот заключается в следующем. Первый импульс в момент 11 последовательности б (фиг.4) устанавливает триггер 8 (фиг.3) в нулевое состояние, вследствие чего на первом входе элемента И 9 присутствует логический нуль. Следующим по времени является импульс н момент с 2 последовательногти н (фиг.4), который проходит сначдпа на второй рхад элемента И 9 (нд выход данного элемента И 9 этот импульс не проходит, так как на его нервом входе в это время присутствует логический нуль), а затем нд Б-вход триггера 8, переводя его в единичное состояние. Далее этот процесс повторяется до тех пор, пока импульсы последовательностей б и в следуют поочередно, при этом на выходе элемецтд И 9, являющимся одновременно выходом дискретного фильтра 5, импульсы последовательности в не появляютсяСитуация меняется, когда между двумя импульсами последовательности б приходят два подряд импульса в моменты8 и Т 9 последовательцости в 5 (Фц .4). Нри этом импульс г. 8 не проходит ца выход дискретного фильтра, так как в предшествующий момент времени г. 7 импульс установил триггер 8 в нулевое состояние. Однако после прихода импульса в момент г. 8 на Б- вход триггера 8 последний устанавливается в единичное состояние и остается в этом состоянии до прихода на его К-вход импульса в момент 1 10 15 последовательности б. Но после прихода импульса в момент С 8 последовательности в приходит в момент Т 9 импульс той же последовательности, который свободно проходит ца выход эле мента И 9 (выход г). Этот импульс последовательности в не чередуется ни с одним импульсом последовательности б и является как бы "лишним" (фиг,4 г). Следовательно, дискретный 25 фильтр не пропускает на свой выход г (Фцг.З) чередующиеся импульсы двух импульсных последовательностей б и в (фиг.3), цо пропускает на свой выход г лишние импульсы последовэ тельности в, имеющей большую частоту. Частота следования "лишних импульсов, как видно из графика( иг.4 равна разности частот последовательностей в и б.35Работа синхронизатора и алгоритма привязки лишних импульсов к синхроимпульсам заключается в следующем, В исходном состоянии на выходе триггера 11 (фиг,5) присутствует нуль, по этому синхроимпульсы в моменты С 1,2 и Г 3 (фиг.бб) не могут пройти ца выход элемента И 10, являющийся вь 1- ходом синхронизатора б, Однако следующий по времени лишний импульс в 45 момент Т 4 (фиг,бг) поступающий на В-вход триггера 11 (фиг.5), переводит его в единичное состояние. Вследствие этого следующий синхроимпульс в момент5, поступающий на вход б синхронизатора, проходит на его выход д, а также этот импульс с выхода д через элемент 12 задержки проходит на К-вход триггера 11, переводя его в исходное (нулевое) состояние. Далее рассмотренные процессы повторяются, Таким образом, на выход д проходит только тот синхроимпульс (фиг.бд), который по времени непосредственно следует за "лишним" импульсом 4 (Фиг.бг).Синхронизатор б осуществляет привязку указанных лишних" импульсов (фиг.2 г) к синхроимпульсам (Фцг.2 б), В результате этого на выходе синхронизатора б (Фиг.1) образуются синхроцизированные моментами перехода переменного питающего напряжения через нуль "лишние" импульсы (фцг.2 д), которые включают тиристорный ключ 2 (Фцг.1), пропускающий на вход нагрузки 3 последовательность равномерно распределенных во времени целых полупериодов (фиг.2 е) напряжения питающей сети. Частота следования "лишцих" импульсов (фиг.2 г) равна разности частот следования управпяющих и синхроцизирующих импульсов. При этом мощность нагрузки 3, выраженная в процентах от номинальной, равна частоте следования укаэанньх выше "лишних" импульсов.Таким образом, использование изобретения позволяет упростить устройство управления мощностью потребителя, обеспечив точность поддержания заданной мощности, определяемую стабильностью управляемого генератора импульсов, и в отличие от устройства Фазоимпульсного управления, избежать создания высокочастотных помех и повысить коэффициент мощности.Формула изобретенияУстройство для импульсного управления мощностью электропотребителя, содержащее детектор нуля, вход которого предназначен для подключения к фазе сетевого напряжения, тиристорный ключ, силовые входы которого предназначены для подключения к питающей сети, а силовые вь 1 ходы предназначены для подключения к нагрузке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено управляемым генератором импульсов, дискретным фильтром и синхронизатором, причем выход генератора подключен к первому входу дискретного Фильтра, второй вход которого объединен свторым входом синхронизатора и подключен к выходу детектора цапля, первый выход синхронизатора подключен к выходу дискретного фильтра, а выход - к управляющим входам тиристорного ключа.1379910 Составитель С. СтанкевичРедактор Н, Тупица Техред М.Ходанич Корректор А. Ильи Заказ 9 одписнСССР б., д Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,/56 ТиражВНИИПИ Государ по делам изоб113035, Москва 65венного комитетений и открытЖ, Раушская