Изобретение относится к электротехнике и ... устройствах электропитания технологического оборудования, в ...

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в
устройствах электропитания технологического оборудования, в частности нагревателей
прецизионных электропечей.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение точности
регулирования.
Технический результат достигается тем, что в известный регулятор реактивной мощности,
содержащий подключенные параллельно сети энергоемкий регулируемый элемент
дискретного действия, энергоемкий регулируемый элемент непрерывного действия,
формирователь синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь, подключенный
входом к управляющему входу регулятора реактивной мощности, а выходом - к
управляющим входам энергоемкого регулируемого элемента дискретного действия, а
также компаратор, выход которого соединен с управляющим входом энергоемкого
регулируемого элемента непрерывного действия, введены: цифроаналоговый
преобразователь, соединенный входами с выходами аналого-цифрового преобразователя,
генератор опорного напряжения, соединенный входом с выходом формирователя
синхроимпульсов, устройство вычитания, суммирующий вход которого подключен к
управляющему входу регулятора реактивной мощности, вычитающий вход - к выходу
цифроаналогового преобразователя, а выход - к суммирующему входу компаратора,
инвертирующий вход которого подключен к выходу генератора опорного напряжения.
Схема предложенного регулятора переменного напряжения приведена на чертеже.
Регулятор реактивной мощности (фиг.) содержит подключенные параллельно сети
энергоемкий регулируемый элемент дискретного действия 1 (ЭДД), энергоемкий
регулируемый элемент непрерывного действия 2 (ЭНД) и формирователь
синхроимпульсов (ФСИ) 3, а также аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5,
подключенный входом к управляющему входу х регулятора реактивной мощности, а
выходом - к управляющим входам энергоемкого регулируемого элемента дискретного
действия 2, а также компаратор (К) 6, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 7,
генератор опорного напряжения (ГОН) 4 и устройство вычитания (УВ) 8.
Компаратор 6 осуществляет функцию преобразования
.
Выход его соединен с управляющим входом r энергоемкого регулируемого элемента
непрерывного действия 2. Цифроаналоговый преобразователь 7 соединен входами с
выходами аналого-цифрового преобразователя 5. Генератор опорного напряжения (ГОН)
4 соединен входом с выходом формирователя синхроимпульсов 3. Устройство вычитания
(УВ) 8 подключено суммирующим входом к управляющему входу х регулятора
реактивной мощности, а вычитающим входом - к выходу цифроаналогового
преобразователя 7. Его выход соединен с суммирующим входом компаратора 6,
инвертирующий вход которого подключен к выходу генератора опорного напряжения 4.
Энергоемкий регулируемый элемент дискретного действия 1 может быть выполнен на
основе компактных компенсаторов реактивной мощности КРМ-К-0,4-20-2-10У3,
регулируемый элемент непрерывного действия 2 может быть реализован на основе
статического тиристорного компенсатора СТК-6/5,0. Генератор опорного напряжения 4
может быть реализован на микросхеме ICL8038. Функцию компаратора 6 выполняет
микросхема КР554СА3. Формирователь синхроимпульсов 3 также может быть реализован
на микросхеме КР554СА3. Для аналогово-цифрового преобразования может быть
использована микросхема К572ПВ1, а для реализации ЦАП 7 - микросхема К572ПА1.
Работа регулятора реактивной мощности происходит следующим образом.
Аналого-цифровой преобразователь 5 управляющего напряжения х формирует цифровой
код Х=[x1,х2,
,xn].
Формирователь 3 преобразует напряжение сети e(t) в последовательность импульсов z(t),
соответствующих моментам перехода им нулевого уровня.
Генератор опорного напряжения 4, синхронизируемый этой последовательностью,
формирует пилообразное убывающее напряжение
,
где Т - период сети, х - уровень напряжения, соответствующий единице младшего
разряда аналого-цифрового преобразователя.
Цифроаналоговый преобразователь 7 осуществляет обратное преобразование
.
Устройство вычитания (8) формирует разностный сигнал
h=x-xD,
который компаратором 6 сравнивается с напряжением g(f) генератора 4. В результате на
выходе компаратора формируется последовательность импульсов r(f), длительность
которых зависит от уровня разностного сигнала
.
Из этой зависимости следует, что с увеличением разностного сигнала в диапазоне h [0,
х] длительность возрастает, изменяясь в диапазоне
[0,Т/2].
Величина реактивной мощности q в нагрузке определяется суммой двух компонентов:
q=qD+qC,
где qD и qC - соответственно мощности дискретного и непрерывного регулируемых
элементов.
Мощность дискретного регулируемого элемента определяется минимальным дискретным
уровнем ее приращения
q и двоичным управляющим кодом Х
.
Мощность непрерывного регулируемого элемента определяется длительностью интервала
его включенного состояния
Выражение для реактивной мощности регулятора имеет вид
q=
q(DX+ ),
где D=(2n-1
2120) - двоичный код управления дискретным регулируемым элементом, =2
/T - относительная длительность интервала включения регулируемым элементом
непрерывного действия.
Таким образом, в отличие от известного устройства, погрешность которого не может
меньше дискретного уровня изменения мощности, предложенный регулятор реактивной
мощности обеспечивает непрерывное регулирование, что обеспечивает достижение
поставленной цели.