Регулятор частоты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СовотснмкСоцмалмстмчеснмиРеспубямн и 904184(5 )М. Кл.Н 02 Р 9/04 Н 02 Р 5/00 3 Ьеударсталай кемвтет ЕЕВИЧ в делен взееретевв 11 н етермткВ(72) Авторы изобретения сесоюзный науч лектроагрегато-исследовател и передвижных аквнтель РЕГУЛЯТОР ЧАСТО у счетчика прямогоую схему совпадения,оединены с разрядвыходами счетчика и счетному вхо счета, и выход входы которойными инверсными прямого счета. регулят окне то объясня остатками этог ост являются невдействие. Эт астот с и бь аров ани в зоне регу ажность имп ем, чт то ты с ия час онеаюьсов отй, поступна анал от эаданн хем совпаденнеобразователэтом. аналогоможет обеспечионения частонапряжение с щих соговый очень вели" ый преобразовать преобразова ы в пропорциоысокимн точи быстр ка. Притель нение отклнальное одейильность постыл ствием Цель изобретенияамических показателастоты.Поставле повыщени регулят достигаетсчастоты вв иная цель егулятор м,В.А.Бабущкнн и И.Я.Каплан Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах, управления регулированием частоты передвижных электроагрегатов,Известен регулятор частоты, осуществляющий ее стабилизацию посредством регулирования подачи топлива в двигатель в соответствии с отклонением частоты от заданной 1.10Однако этот регулятор имеет недостаточные чувствительность:и быстродействие за счет использования аналоговых принципов измерения отклонения частоты.1 ЗНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор частоты, содержащий входной формирователь прямоугольных импульсов, генератор эталонной часто" ты, вентиль, подключенный одним входом к выходу формирователя прямоугольных импульсов, а другим - к выходу генератора эталонной частотыФ кий институт"ктростанций:40 Э 9041ны одновибратор, вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, счетчик обратного счета, подключенный счетнымвходом к выходу вентиля, параллельный синхронный регистр, информационные входы которого соединены сразряднымйвыходами счетчика обратного счета, а вход синхронизации -со входом начальной установки счетчика обратного счета и выходом одновибратора, и блок управления коэф.Фициентом пересчета счетчика прямого счета, входы которого соединеныс разрядными инверсными выходами 15параллельного синхронного регистраи прямыми выходами счетчика прямого счета, а выход - к входу установки нуля счетчика прямого счета.На фиг. 1 приведена структурная схема регулятора частоты, наФиг. 2 и 3 - временные диаграммы,поясняющие его работу.Регулятор частоты содержит входной формирователь 1 (Фиг. 1) Прямоугольных импульсов,преобразовывающий синусоидальное входное напряжение О , генерируемое объектом управления , в прямоугольные импульсы, генератор 2 импульсов эталонной З 11частоты, вентиль 3, счетчик ф обратного счета со счетным входом -Ти входом начальной установки НУ,одновибратор э, счетчик 6 прямогосчета со счетным входом +Т и входомнулевой установки К, параллельныйсинхронный регистр 7 с информационными входами ДД , подключенными к О -О.щ выходам счетчика 4 исинхровходу С, управляющему записьюинФормации с информационных входовД -Лщ в регистр 7, схему 8 совпадения, включенную на инверсные выходы Я-О,счетчика б, и блок 9 управления коэффициентом пересчета счетчика 6, который, например, содержитвентили 10-12, управляющие входы ко"торых подключены соответственно кинверсным выходам 3,-3 регистра7, вторые входы - к прямым выходамсчетчика 6, а выходы - через схему13 совпадения на К вход счетчика 6.Выход схемы 8 совпадения черезключевой усилитель подается на ис 55полнительное устройство (электромаг 1нит), регулирующее подачу топливав двигатель (не показано).Регулятор частоты работает следующим образом. 84Электроагрегат вырабатывает напряжение 0 , которое преобразовыва"ется формирователем 1 в прямоугольные импульсы, управляющие вентилем3. В результате в течение однойполуволны на вход -Т счетчика 4 поступают импульсы с генератора 2.Каждый импульс уменьшает состояние счетчика 4 на единицу, начинаяот исходного состояния, устанавливаемого импульсом с одновибратора5 по входу НУ, в момент начала каждого периода напряжения (Фиг. 2).Емкость счетчика 4, его исходноесостояние ичастота генератора 2выбираются так, что при частоте генерируемого напряжения, равной заданной ф, к началу каждого периода отсчета отклонения частоты от заданной в счетчике,4 оставалось числоЙд 0 м,Тогда зону пропорциональногорегулирования частоты, которая лежитв диапазоне от 0 до 2 Й. определяет емкость регистра 7, в который содновибратора 5 перезаписывается импульсом в каждый период величинаЙ, указывающая отклонение действительной частотыот нижней границы пропорционального регулированиячастоты, соответствующей Й=О, а также от Йщщ. Текущий код величины Й,хранящийся в регистре 7, управляетвентилями 10-12 схемы 9, задаваясчетчику 6 коэффициент пересчета,соответствующий величине Й, Вентили 10-12, на выходе которых в закрытом состоянии единичный уровень,осуществляют выборку разрядов, т.е,коэффициента пересчета счетчика 6.При одновременном появлении единичных уровней на выходах вентилей:10-12, которые анализируются схемой 13 совпадения, счетчик 6 сбрасывается в нулевое состояние. Схема 8 совпадения выдает сигнал лишьпри одном состоянии Счетчика 6 (нулевом), так как через это состояние счетчик 6 проходит при любомкоэффициенте пересчета,Очевидно, что при подключениина управляющие входы вентилей 10-12прямых либо инверсных выходов регистра 7, коэфициент пересчета счетчика6 либо прямо пропорционален кодув регистре 7, либо обратно пропорционален.При подключении инверсных выходов регистра 7, как показано нафиг. 1, для случая Мч 0,р 8, т.е. при3 30 15 20 зоне пропорционального регулирования, равной 16 импульсам генератора 2, необходимо применение четырехразрядного регистра 7 и четырехразрядного счетчика 6. При этом возможны 16 градаций скважности импульсов, управляющих исполнительнымэлементом, причем исполнительныйэлемент рассчитывают так, что присредней скважности он находится вположении поддержания частоты, близкой к заданной,При значительном отклонении частоты в меньшую сторону (фиг. 3),когда Гс Гно, И И,ю и И О, навыходе устройства нулевой уровень(связи не изображены) и исполнительный элемент осуществляет максимальное воздействие с целью увеличениячастоты (сердечник электромагнитаполностью выдвинут пружиной, пода"ча топлива максимальная) . При граничной частоте 1, когда М О, в регистре 7 нуль, вентили 10"12 открыты, коэффициент пересчета счетчика 236 и скважность импульсов максимальные, При небольших отклонениях 1от фщ. когда Гс , Й Мщщ, скважность изменяется от максимальнойвеличины до номинальной, равной Ища 30исполнительный элемент увеличиваетподачу топлива, частота повышается.При 1=%ощ, И=И,юм скважность им. -пульсов такова, что исполнительныйэлемент поддерживает обороты двигате" ЗлЯ соответственно величине 11 ю ПРиповышении частоты генерируемого напряжения (Г) 1 иощ ИИна) скважностьвыходных импульсов уменьшается, исполнительный.элемент уменьшает подачу топлива, частота уменьшается наверхней границе зоны при И 2 Ищ также, как и при И) 2 И о.(связи не изоб-ражены), т,е. 1 ъ о, в регистр 7записывается число 2 Ичр все вентили 10-2 закрыты и на их выходах единичные уровни, на выходе схемы 3также единичный уровень, счетчик 6,находится в нулевом состоянии, и навыходе схемы 8 совпадения единичныйуровень, исполнительный элемент осуществляет максимальное воздействиес целью уменьшения частоты (сердечник электромагнита полностью втянут,подача топлива минимальная).Таким образом, регулятор формирует импульсы высокой частоты следования, скважность которых соответствует отклонению частоты генерируемого напряжения от заданной. При этом диапазон и дискретность изменения скважности определяются лищь частотой генератора 2 и емкостью счетчика 6. Для регулирования этого диапазона может быть использован отдельный генератор с регулируемой частотой импульсов.Использование для управления исполнительньпи устройством формируемых регулятором импульсов высокой частоты следования со скважностью, соответствующей отклонению частоты генерируемого напряжения от заданной, позволяет исключить влияние сухого трения, повысить точность и быстродействие регулятора частоты, что значительно повышает качество электрической энергии, вырабатываемой электроагрегатами.Формула изобретенияРегулятор частоты, содержащий входной формирователь прямоугольных импульсов, генератор эталонной частоты, вентиль, подключенный одним входом к выходу Формирователя прямоугольных импульсов, адругим - к выходу генератора эталонной частоты и счетному входу счетчика. прямого счета, и выхоД- ную схему совпадения, входы которой соединены с разрядными инверсными выходамн счетчика прямого счета, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических показа телей регулятора, в него введены одновибратор, вход которого соедииеш с выходом формирователя прямоугольных импульсов, счетчик обратного счета, подключенный счетным входом к выходу вентиля, параллельный снюсь ронный регистр, информационные входы которого соединены с разряднымивыходами счетчика обратного счета, а вход синхронизации - со входом начальной установки счетчика обратного счета и.выходом одновибратора, и блок управления коэффициентом пересчета счетчика прямого счета, входы которого соединены с разрядными инверсными выходами параллельного синхронного регистра и прямь 1 ми выходами счетчика прямого счета,а выход - к входу установки нулясчетчика прямого счета.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе7 1. Авторское свидетелъство СССР У 525218, кл. Н 02 Р 9/04, 197 бе904164 8 2. Авторское свидетелъетво СССР Э 562050, кл. Н 02 Р 9/04, 1977.904184 Фяг, Х фар Дау яж УЖг бФ ФФ СоставиТехред ель ВГайд хин Корректор Н. Швыдкая Редактор А.Лежни аз 163/46 1 "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная. 4 Тираж 718 ИодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/