Фазорегулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 А 20 ГОСУД под И ТЕПЬСТВ ОРСНОМ Н ьй техтво СССР 1965. о СССР 1981.Ф ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБ 1,21) 3818046/24-2122) 26,11.84(,46) 23.04.86. Бюл. У 15171) Андроповский авиационологический институт( 56) Авторское свидетельсУ 190470, кл. С 05 Р 1/20Авторское свидетельствУ 983672, кл. С 05 Р 1/20 1, 54) ФАЗ ОРЕ ГУЛЯТОР1,57) Изобретение относится к области электротехники и может применятся в устройствах электропитания различной аппаратуры и злектроприьода.Цель изобретения - повышение стабильности фазового сдвига выходного напряжения и улучшение его формы.Фазорегулятор содержит инвертор 1,регулирующий орган 2 дискретногодействия, генератор 3 импульсов,счетчик 4 импульсов, цифроаналого вый преобразователь 5, компаратор 6напряжений, усилитель 7, блок 8 измерения, КЯ-триггер 9, выпрямитель10, фильтр 11 постоянного тока,делитель 12 напряжения, Формирователь 13 импульсов, блок 14 сравнения и генератор 15 синусоидальных 1226424колебаний, Достижению поставленной цели способствует введение в Фазорегулятор выпрямителя, фильтра постоянного тока, делителя напряжения и образование новых связей. В описании приведены временные диаграммы работы Фазорегулятора. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может найти применениев устройствах электропитания различной аппаратуры и электропривода.Цель изобретения - повышениестабильности Фазового сдвига выходного напряжения, а также улучшениеего формы,На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого фазорегулятора на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3временные диаграммы, поясняющиепринцип стабилизации фазового сдвига выходного напряжения.На диаграммах фиг. 2 представ-,лены: а - входное напряжение сетиБя, 8 - напряжение на выходах выпрямителя Бвып и делителя цнапряжение Б на выходе узла сравнения; г - напряжение Бна выходеформирователя импульсов;- напряжение Б на выходе триггера;8 - напряжение Бд, на выходе инвертора; ж - напряжение Б,на выходе генератора синусоидальйыхколебаний;- выходное напряжение Б , Фазорегулятора. На диаграммах Фиг. 3 изображены: инапряжение на выходах выпрямителя иделителя при частоте Я, =,напряжение на тех же выходах при 1частоте сети Я =2фазорегулятор содержит инвертор регулирующий орган 2 дискретного действия, генератор 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 5, компаратор 6 напряжений, усилитель 7, блок 3 0 15 20 25 ЗО 35 40 измерения, НБ-триггер 9, выпрямитель 10, фильтр 11 постоянного тока,делитель 12 напряжения, формирователь 13 импульсов, блок 14 сравнения, генератор 15 синусоидальныхколебаний,Счетный вход счетчика 4 импульсов соединен с выходом генератора 3 импульсов. Выход регулирующего органа 2 и вход блока 8 измерения подсоединены к выходным зажимам Фаэорегулятора, вход инвертора подключен к входным зажимам фазорегулятора, а его выход - к входу регулирующего органа 2, причем управляющий вход инвертора 1 соединен с выходом триггера 9, Я-вход которого соединен с выходом блока 14 сравнения, соединенным также с синхронизнрующим входом генератора 15 синусоидальных колебаний, подключенного своим выходом к другому входу блока 8 измерения, выход которого соединен с входом усилителя 7. Вход формирователя 13 импульсов подключен к входным зажимам фазорегулятора и входу выпрямителя 10, соединенного выходом ,с первым.вхо- дом блока 14 сравнения непосредственно и через фильтр 11 постоянного тока и делитель 12 напряженияс вторым его входом, Входы цифроаналогового преобразователя 5 и управляющие входы регулирующего органа 2 подключены к выходам счетчика 4. Управляющие входы счетчика 4 соединены с выходами компаратора 6 напряжений, один из входов которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 5, другойчерез усилитель 7 - к выходу блока 8 измерения.Инвертор 1 выполнен на управляе" мых ключах, соединенных по мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к входным зажимам фазорегулятора, а другая - к входу регулирующего органа дискретного действия, Управляющие входы ключей противоположных плеч мостовой схемы объединены в узлы, при этом один иэ узлов подключен к выходу триггера 9 непосредственно, а другой - через логический инвертор К 155 ЛАЗ.Регулирующий орган 2 дискретного действия выполнен в виде совокупности трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены согласно- последовательно. Параллельно первичной обмотке каждого трансформатора подключен управляемый ключ первой группы. Начала первичных обмоток всех трансформаторов через управляемые ключи второй группы соединены с одним из выходов инвертора 1, а концы этих обмоток объединены в узел и соединены с вторым выходом инвертора,Управляющий вход каждого ключа первой группы через логический инвертор К 155 ЛАЗ подключен к управляющему входу ключа второй группы, соединенного с обмоткой того же трансформатора. Количество трансформаторов и в регулирующем органе 2 определяется требованиями, к качеству выходного напряжения, Чем меньше должно быть отклонение выходного напряжения от эталонного, тем большее число трансформаторов должно быть в схеме. Управляемые ключи инвертора 1и регулирующего органа 2 дискретного действия выполнены на транзисторах, включенных в диагоналипостоянного тока диодных выпрямительных мостов,Формирова;"ель 13 импульса собран на трансформаторе, в первичнуюобмотку которого включен резистор,а к вторичной подсоединен выпрямительный мост.фазорегулятор работает следующимобразом,На входы инвертора 1, выпрямителя 10 и формирователя 13 импульсов поступает напряжение сети Бьх(фиг, 2 с 1). С выхода выпрямителя 1 Онапряжение П,д (фиг, 2 Е) поступаетна первый вход блока 14 сравнения и 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 через Фильтрпостоянного тока иделитель 12 (фиг. 28) - на второйего вход. Импульсы (фиг. 25) с выхода блока 14 сравнения подаются навход генератора 15 синусоидальныхколебаний, синхронизируя.его работу(фиг. 2 ж). Эти же импульсы Б(фиг. 2 5) подаются на Б-вход триггера 9, на К-вход которого поступаетнапряжение П (фиг. 2 г) от формирователя 13. При ,этом выходное напряжение П, (фиг. 2) так управляет ин-вертором 1, что полярность напряжения Б (фиг. 2 е) на его выходесовпадает с полярностью напряженияП (Фиг. 2 ж) генератора 15 синусоидальных колебанийЦифровой код с выхода счетчика 4 поступает одновременно на управляющие входы регулирующего органа 2 и на входы цифроаналогового преобразователя 5. Этот кодуправляет коэффициентом передачирегулирующего органа 2, а также преобразуется цифроаналоговым преобразователем 5 в аналоговое напряжение, поступающее на вход компаратора 6. Компаратор сравниваетнапряжение с выхода цифроаналоговаго преобразователя с напряжет..нием генератора 15 синусоидальных колебаний, поступающих через усилитель 7. На выходе компаратора 6 возникает сигнал рассогласования, соответствующий появлению сг-налов "Лог. 1" на входе "+" счетчика 4 и Лог. О на вх-.;де "-", при условии, если сигнал преобразователя 5 меньше сигнала блока сравнения, и появлению инверсных сигналов на указанных входах, если сигнал преобразователя 5 больше сигнала блока 8 измерения, Эти сигналы регулируют режим рабаты счетчика 4 (сложение и вычитание) таким образом, что вызванное изменением кода счетчика изменение коэффициента передачи регулирующего органа 2 дискретного действия приводит к приближению Формы выходного напряженияк эталонному сигналу генератора 5 синусоидальных колебаний П,Принцип стабилизации фазового сдвига заключается в следующем.При изменении периода колебаний напряжения сети от Т, до Т (фиг.3) фаэовые сдвиги, соответствующие этим периодам, определяются соотношениямигде г, и 1 - интервалы времени отначала полупериода до момента равенства выпрямленного напряжения1 ь, напряжению на выходе делителяБ . Эти интервалы определяются выражениями ТИзи (2) получают аЧ=агсз 1 п- -- = , (3)Ььа ьакт.е. фазовый сдвиг не зависит от частоты напряжения сети.20Иэ соотношения (3) можно также заключить следующее. Так как отношение напряжений 1 и 1 вып аак зависит от напряжений питающей сети и определяется лишь коэффициентом передачи делителя,. фазовый сдвиг не зависит от напряжения сети. Изменяя величину коэффициента передачи делителя 12 напряжений путем изменения30 положения подвижного контакта потенциометра, можно осуществлять регулирование фазового сдвига выходногоо напряжения в пределах 0-90Таким образом, фазорегулятор позволяет обеспечивать стабильный фазовый З 5 сдвиг выходного напряжения, независимый от амплитуды и частоты входного напряжения сети.Форма выходного напряжения в фазорегуляторе определяется формой напряжения генератора синусоидальных колебаний. Поскольку генератор имеет малый уровень искажений напряжения,малыми искажениями обладает и выходное напряжение фазорегулятора. Фазорегулятор, содержащий последовательно соединенные между входными и выходными зажимами инвертор и регулирующий орган дискретного действия, а также усилитель, вход которого соединен с выходом блока измерения, подключенного одним входом к выходным зажимам фаэорегулятора, при этом выход усилителя соединен с одним иэ входов компаратора напряжения, другой вход которого через цифроаналоговый преобразователь подсоединен к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия и к выходу реверсивного счетчика, управляющие входы которого соединены с выходами компаратора напряжений, а счетный вход - с выходом генератора импульсов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности фазового сдвига выходного напряжения и улучшения его формы, в него введены соединенные последовательно выпрямитель фильтр постоянного тока и делитель напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом выпрямителя, подключенного своим входом к входным зажимам фаэорегулятора а также генератор синусоидальных колебаний, формирователь 1импульсов и КБ-триггер, выход которого соединен с управляющим входом инвертора, К-вход - с выходомформирователя импульсов, Б-вход - с выходом блока сравнения и синхронизирующим входом генератора синусоидальных колебаний, подсоединенного своим выходом к другому входу блока измерения,причем вход формирователя импуль-, сов подключен к входным зажимам фаэорегулятора.