Устройство для регулирования мощности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 7988 9) (31) 66 05 Н 02 М 5/257, 0 ЕТЕНИ ние относитцифровойй из вентиль-органа,параметр ИзобретеИзвестенсти, состоящивателя, нулрегулируемого ся к автоматике. регулятор мощноьного преобразо блока задания , двух регистров ух злеатора, енер- ампулателя,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исСледовательский технологический институт приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯМОЩНОСТИ(57) Использование: изобретение относитсяк области автоматики. Сущность изобретения: устройство содержит тиристорный коммутирующий блок 10, включенный междувыводами, предназначенными для последовательного подключения сети переменного, тока к нагрузке., Формирователь тактовыхимпульсов, входы которого подключены ктой же сети переменного тока, что и нагрузка, блок задания мощности, М выходов которого подключены к Й установочным входамделителя частоты с переменным коэффициентом деления. Новым в устройстве является то, что введены элемент И-НЕ, инвертор,первый элемент:ИЛИ, сдвоенный селектормультиплексор, второй элемент ИЛИ. С адресными входами сдвоенногоселектора-мультиплексора соединены соот 2вететвенно (й+ 1)-й и (й+ 2)-й выходы блока задания мощности, В селекторе-мультиплексоре первый вход первого канала соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первым, третьим, четвертым входами второго канала, первым входом первого элемента ИЛИ входом делителя частоты на два, вторым входом элемента Й-НЕ, входом инвертора, Выход делителя 2 частоты на два соединен с первым входом элемента 3 ИНЕ. Третий выход первого канала селектора-мультиплексора соединен с выходом элемента И-НЕ и с вторым входом первого элемента ИЛИ. Четвертый вход первого канала селектора-мультиплексора соединен с общей шиной, Второй вход второго канала селектора-мультиплексора соединен с выходом инвертора. Выход первого канала селектора-мультиплексора соединен с разрешающим входом второго канала этого же селектора-мультиплексора и первым входом второго элемента ИЛИ. Разрешающий вход первого канала селектора-.мультиплексора соединен с общей шиной, Выход второго канала селектора-мультиплексора соединен со счетным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ соединяется с входом тиристорного коммутирующего блока, 3 ил,кода, регистра остатка, триггера, дв ментов И, двух коммутаторов, сумм вычитающего счетчика импульсов, г тора импульсов, распределителя и сов, аналого-циФрового преобразовэлемента ИЛИ, датчика обратной связи ивычитателя,Целью изобретения является повышение качества регулирования, путем обеспечения равномерного поступления в 5нагрузку полуволн сетевого напряжения сизменяемым диапазоном регулирования,тиристорного устройства для регулирования мощности.Устройство для регулирования мощности (Фиг. 1) содержит Формирователь тактовых импульсов 1, делитель частоты на два,элемент И-НЕ 3, первый элемент ИЛИ 4,сдвоенный селектор-мультиплексор 5, второй элемент ИЛИ 6, блок задания мощности 157; делитель частоты с переменным коэффициентом деления 8, инвертор 9, тиристорный коммутирующий блок 10.Входы формирователя 1 тактовых импульсов подсоединены к сети переменного 20тока, а выход соединен с входом делителя 2частоты на два, выход кЬторого соединен спервым входом элемейта И-НЕ 3.Выход формирователя 1 тактовых импульсов также соединены со вторым входом 25элемента И-НЕ 3, первым входом элементаИЛИ 4, вторым входом первого канала ипервым, третьим, четвертым входами второго канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5, входом инвертора 9. Выход 30элемента И-НЕ 3 соединен со вторым входомэлемента ИЛИ 4 и третьим входом первогоканала сдвоенного селектора-мультиплексора 5, Выход первого элемента ИЛИ 4 соединен с первым входом первого канала 35сдвоенного селектора-мультиплексора 5. Выход инвертора 9 соединен с вторым входомвторого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5, И выходов блока 7 заданиямощности соединены с И установочными 40входами делителя 8 частоты с переменнымкоэффициентом деления, й + 1 выход блока7 задания мощности соединен с первым адресным входом сдвоенного селектора-мультиплексора 5, й+ 2 выход блока 7 задания 45мощности соединен со вторым адреснымвходом сдвоенного селектора-мультиплексора 5, Разрешающий вход и четвертыйвход первого канала селектора-мультиплек.сора 5 соединены с общей шиной. Выход 50первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 соединен с разрешающим входом . второго канала этого жемультиплексора и с первым входом второгоэлемента ИЛИ 6. Выход второго канала 55сдвоенного селектора-мультиплексора 5 соединен с счетным входом делителя 8 часто. ты с переменным коэффициентом деления,Выход делителя 8 частоты с переменнымкоэффициентом деления соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 6. Выход второго элемента ИЛИ 6 соединен с входом тиристорного коммутирующего блока 10.Устройство для регулирования мощности работает следующим образом. При подаче синусоидального напряжения сети на входы формирователя 1 тактовых импульсов, на выходе этого формирователя появятся прямоугольные импульсы с той.же частотой следования, что и входное напряжение. Причем, фронт и спад выходных импульсов совпадают по времени с переходом входного напряжения через нулевое значение. С выхода формирователя 1 тактовых импульсов прямоугольные импульсы, проходя через делитель 2 частоты на два, увеличивают свою длительность в два раза, которая будет соответствовать одному периоду синусоидального напряжения сети. Элемент И-НЕ 3 на своем выходе формирует последовательность положительных импульсов, совпадающих только с отрицательной полуволной,и пауз между импульсами, совпадающих по длительности с двумя положительными полуволнами и одной отрицательной полуволной, Первый элемент ИЛИ 4 на своем выходе формирует последовательность положительных импульсов, совпадающих по длительности с двумя положительными и одной отрицательной полуволной и пауз между импульсами, совпадающих только с отрицательной полуволной. Взаимное временное соотношение между импульсами с выхода элемента И-НЕ 3 и с выхода первого элемента ИЛИ 4 таково, что положительный импульс с выхода элемента И-НЕ 3 расположен по середине положительного импульса с выхода первого элемента ИЛИ 4. Взаимное расположение между собой указанных выше импульсов показано на фиг, 3. При подаче с выхода 8+1 и И+2 блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А 1 сдвоенного селектора-мультиплексора 5 уровней логической единицы, с четвертого входа первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 уровень логического нуля поступит на выход первого канала, далее на первый вход второго элемента ИЛИ б и на разрешающий вход второго канала этого же мультиплексора, что позволит пропускать импульсы с выхода формирователя 1 тактовых импульсов через четвертый вход на выход второго канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 к счетному входу делителя частоты 8 с переменным коэффициентом деления, С выхода делителя частоты 8 импульсы поступают через второй вход второго элемента ИЛИ 6 на выход этого элемента и далее на вход тиристорного коммутирующего блока 10, ВПри подаче с выходов й + 1, й + 2 уровней логического нуля блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А 1 сдвоенногоселектора-мультиплексора 5, импульсы по 5 ступают с выхода первого элемента ИЛИ 4через первый вход первого канала сдвоенного селектора-мультипилексора на его выход и далее через второй элемент ИЛИ 6 нзвход тиристорного коммутирующего блока10 10. В случае, когда делитель 8 частоты непропускает через себя импульсы, ток в нагрузке будет формироваться согласно эпюре Ч фиг. 2, а в случае, когда делитель 8частоты производит деление частотц посту 15 пающих импульсов, то произойдет добавле.- ние в нагрузку тока на количествоимпульсов, полученных после деления делителем 8 частоты эпюра Ч фиг, 2),В соответствии с вышеизложенным0 следует, что если на выходах й + 1, й + 2блока 7 задания мощности присутствуютуровни логической единицы, то будет обеспечйваться регулировка в диапазоне от нулядо 50 номинальной мощности нагрузки с5 дискретностью, которая определяется в соответствии с максимальным коэффициен-,том делений делителя 8 частоты, Когда навыходе й + 1 уровень логического нуля и навыходе й + 2 уровень логической единицы;О. то будет обеспечиваться регулировка в диапазоне от 25 до 75 ф нвчинальной мощности нагрузки,Если на выходе М+ 1 уровеньлогической единицы и на выходе Н+ 2 уровень логического нуля; то будет обеспечи 5 ваться регулировка в диапазоне ото до100 номинальной мощности нагрузки. Если на выходах.й+ 2, И+2 уровни логического нуля. то будет обеспечиватьсярегулировка в диапазоне от 75 до 1000 номинальной мощности нагрузки.Предлагается схему устройства для регулирования мощности выполнить с использованием следующихэлементов.Формирователь 1 тактовых импульсов5 представляет собой, например, понижающий трансформатор и компаратор К 554 САЗв штатном включении; Делитель 2 частотына два может быть представлен, например,1/2 микросхемы К 155 ТМ 2, инверсный выход которой соединен с входом данных. Делитель 8 частоты с переменнымкоэффициентом деления представлен микросхемой К 155 ИЕ 8 в штатном включении.Блок 10 задания мощности представлен ввиде наборного поля из тумблеров и двухшин с уровнями напряжения логическогонуля и логической единицы.. Тиристорный коммутирующий блок 10представлен в виде микросхемы К 155 ЛА 18и сдвоенного оптотиристорного блока МТОзависимости от логического состояния выходов блока 7 задания мощности, в нагрузку будет пропускаться мощность от нуля до пятидесяти процентов от максимальной ве- .личины (эпюра Ч фиг. 2).- При подаче с выхода Й+ 1 уровня логического нуля и с выхода й + 2 уровня логической единицы блока 7 задания мощности на адресные входы АО, А 1 сдвоенного селектора-мультиплекесора 5, с третьего входа первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 импульсы, сформированные с выхода элемента 3 в соответствии с диаг.- раммой фиг. 3, поступят на выход первого канала, далее - на первый вход второго элемента ИЛИ 6 и на разрешающий вход второго канала этого же мультиплексора. При поступлении с выхода первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 логической единицы второй канал. этого же 2 . селектора блокируется, а на выходе второго.элемента ИЛИ 6 появится логическая единица, что при поступлении ее на вход тиристорного коммутирующего блока 10 вызовет его открывание и. формирование 2 тока в нагрузке в соответствии с эпюрой И фиг, 2. При поступлении с выхода первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 логического нуля второй канал этого же селектора включается, и в зависимости 3 от коэффициента деления делителя частоты 8 импульсы, поступившие с выхода формирователя 1 тактовых импульсов и прошедшие через второй канал сдвоенного :селектора-мультиплексора, делитель часто ты 8 и второй элемент ИЛИ 6, импульсы..уровня логической единицы вызовут открывание тиристорного коммутирующего блока 10 и добавят в нагрузку дополнительные . полуволны тока эпюра Ч фиг, 2), 4При подаче с выхода й + 1 уровня логической единицы и с выхода й + 2 уровня логического нуля блока 7 задания мощности йа адресные входы АО, А 1 сдвоенного селек- торЭ-мультиплексора 5, импульсы поступа ют с выхода формирователя 1 тактовых имггульсов через второй вход первого канала сдвоенного селектора-мультиплексора 5 на его выход и далее через второй элемент ИЛИ 6 на вход тиристорного коммутирую щего блока 10; В случае, когда делитель 8 частоты не пропускает через себя импульсы, ток в нагрузке будет формироваться согласно эпюре И фиг. 2, а в случае, когда делитель 8 частоты производит деление ча стоты поступающих импульсов, то произойдет добавление. в нагрузку тока на количество импульсов, полученных после деления делителем 8 частоты (эпюра ЧИ фиг, 2).1798877 7 ТО 80, Элемент И-НЕ 3 представлен микросхемой К 155 ЛЕ 1. Элементы ИЛИ 4, 6 представлены микросхемой К 155 ЛЛ 1, Инвертор 9 представлен микросхемой К 155 ЛН 1, Сдвоенный селектор-мультиплексор 5 представлен микросхемой К 155 КП 2,При этом возможно регулирование мощности в диапазонах 0 -50, 25 - 75 ф, 50-100 с дискретой изменения равной 11128 от номинальной мощности, а в диапазоне 75:-100 дискрета изменения равна 1256 от номинальной мощности.Таким образом, по сравнению с прототипом, введение в состав устройства для регулирования мощности элементов И-НЕ, инвертора; делителя частоты на два, сдвоенного селектора-мультиплексора, двух элементов ИЛИ, и их связей с остальными элементами схемы позволило повысить качество регулирования в 2-4 раза. Формула изобретения Устройство для .регулирования мощности, содержащее тиристорный коммутирующий блок, включенный между выводами, предназначенными для последовательного подключения сети переменного тока и нагрузки, формирователь тактовых импульсов, входы которого подключены.к той же сети переменного тока, что и нагрузка, блок задания мощности й вйходов,которого подключены к М установочным входам делителя частоты с переменным коэффйциентом деления, отличающееся тем,что,сцелью повышения качества регулирования путем обеспечейия равномерного поступления в нагрузку полуволн сетевого напряжения с изменяемым диапазойомгрегулирования, в1 ц него введены элемент И-Н.Е, инвертор, первый элемент ИЛИ, делитель частотына два, сдвоенный селектор-мультипилексор, второй элемент ИЛИ, первая и вторая связи, 5 соединяющие соответственно й+ 1 и М+ 2выходы блока задания мощности с адресными входами сдвоенного селектора-мультиплексора, в котором первый вход первого канала соединей с выходом первого элемен та ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первым, третьим, четвертым входами: второго канала мультиплексора, первымвходом первого элемента ИЛИ. входом делителя частоты на два, вторым входом эле мента И-НЕ, входом инвертора. и выходомформирователя тактовых импульсов, третий вход первого канала мультиплексора соеди, нен с выходом элемента И-НЕ и с вторымвходом первого элемента ИЛИ, четвертый 20 вход первого канала. мультиплексора соединен с общей шиной, второй вход второго канала мультиплексора соединен с выходом ,: инвертора, выход первого канала мультиплексора соединен с разрешающим входом 25 второго канала мультиплексора и первымвходом второго элемента ИЛИ, разрешающий вход первого канала мультиплексора соединен с общей шиной, выход второго канала мультиплексора соединен со счет ным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ соединен с входом тиристорного ком мутирующего блока, выход делителя частоты на два соединен с первым входом элемента И-НЕ.