RU2386993C1 - Variable voltage controller - Google Patents
Variable voltage controller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386993C1 RU2386993C1 RU2008137318/09A RU2008137318A RU2386993C1 RU 2386993 C1 RU2386993 C1 RU 2386993C1 RU 2008137318/09 A RU2008137318/09 A RU 2008137318/09A RU 2008137318 A RU2008137318 A RU 2008137318A RU 2386993 C1 RU2386993 C1 RU 2386993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- counter
- adder
- log
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах и системах регулирования параметров технологических процессов, в частности прецизионных регуляторах температуры.The present invention relates to electrical engineering and can be used in devices and systems for controlling process parameters, in particular precision temperature controllers.
Известен регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами и аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с выводами для подключения сигнала управления, а также сумматор, источник сигналов "лог.0" и цепочку из каскадно-соединенных счетчика и компаратора, подключенного выходом к младшему разряду первого входа сумматора, старшие разряды которого соединены с источниками сигналов "лог.0", а вторые входы - с выходами старших разрядов аналого-цифрового преобразователя, младшие разряды которого подключены ко второму входу компаратора [А.с. 145639 SU, G05F 1/20].Known AC voltage regulator containing a discrete action regulator connected between input and output terminals and an analog-to-digital converter connected by input to terminals for connecting a control signal, as well as an adder, a signal source "log.0" and a chain of cascade-connected meters and a comparator connected to the low-order bit of the first input of the adder, the high-order bits of which are connected to the signal sources "log.0", and the second inputs - with the outputs of the high-order bits of analog-digital a converter, the least significant bits of which are connected to the second input of the comparator [A.S. 145639 SU,
Недостатком такого регулятора является неравномерность регулировочной характеристики, выраженная в изменениях приращений мощности в нагрузке при регулировании, что обусловлено отклонениями параметров регулировочных обмоток и ключей от номинальных значений.The disadvantage of this regulator is the non-uniformity of the control characteristic, expressed in changes in power increments in the load during regulation, due to deviations of the parameters of the control windings and keys from the nominal values.
Более близким по технической сущности к предложенному техническому решению является регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с выводами для подключения сигнала управления, формирователь синхроимпульсов, подсоединенный входом к входным выходам, а выходом - к счетному входу счетчика, источник сигналов "лог.0", сумматор, первый вход которого соединен со старшими разрядами аналого-цифрового преобразователя, а выход - с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с выходом счетчика, а выход - с младшим разрядом второго входа сумматора, старшие разряды которого подсоединены к выходу источника сигналов "лог.0" [А.с. 1325431 SU, G05F 1/20].Closer in technical essence to the proposed technical solution is an AC voltage regulator containing a discrete regulating element connected between input and output terminals, an analog-to-digital converter connected to an input with terminals for connecting a control signal, a clock generator connected to an input by the input, and the output is to the counter input of the counter, the signal source is “log.0”, an adder, the first input of which is connected to the upper bits of the analog-to-digital the generator, and the output - with the control inputs of a discrete-acting regulating body, and a comparator, the first input of which is connected to the output of the least significant bits of the analog-to-digital converter, the second input - with the output of the counter, and the output - with the least significant bit of the second input of the adder, the senior bits of which are connected to the output of the signal source "log.0" [A.S. 1325431 SU, G05F 1/20].
Недостатком этого регулятора также является неравномерность регулировочной характеристики, выраженная в изменениях приращений мощности в нагрузке при регулировании, что обусловлено отклонениями параметров регулировочных обмоток и ключей от номинальных значений.The disadvantage of this regulator is also the unevenness of the control characteristic, expressed in changes in power increments in the load during regulation, due to deviations of the parameters of the control windings and keys from the nominal values.
Технический результат предполагаемого изобретения заключается в снижении погрешности регулирования.The technical result of the proposed invention is to reduce the error of regulation.
Для достижения технического результата в известный регулятор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с выводами для подключения сигнала управления, а также счетчик, формирователь синхроимпульсов, подсоединенный входом к входным выходам, а выходом - к счетному входу счетчика, источник сигналов "лог.0", сумматор, первый вход которого соединен со старшими разрядами аналого-цифрового преобразователя, а выход - с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с выходом счетчика, а выход - с младшим разрядом второго входа сумматора, старшие разряды которого подсоединены к выходу источника сигналов "лог.0", введен преобразователь кодов, вход которого соединен с выходами старших разрядов аналого-цифрового преобразователя, а выход - с установочным входом счетчика.To achieve a technical result, a known AC voltage regulator comprising a discrete action regulator connected between input and output terminals, an analog-to-digital converter connected to an input with terminals for connecting a control signal, as well as a counter, a clock generator, connected by an input to input outputs, and the output is to the counter input of the counter, the signal source is “log.0”, an adder, the first input of which is connected to the high bits of the analog-to-digital converter, and in output - with control inputs of a discrete-action regulating body, and a comparator, the first input of which is connected to the low-order output of the analog-to-digital converter, the second input - to the counter output, and the output - to the low-order bit of the second adder input, the high-order bits of which are connected to the source output signals "log.0", a code converter has been introduced, the input of which is connected to the outputs of the higher bits of the analog-to-digital converter, and the output is connected to the installation input of the counter.
Электрическая схема предложенного регулятора переменного напряжения изображена на фиг.1.The electrical circuit of the proposed AC voltage regulator is shown in figure 1.
Регулятор переменного напряжения содержит регулирующий орган дискретного действия 1, включенный между входными 2 и выходными 3 выводами, аналого-цифровой преобразователь 4 с выходным кодом X=[YV]=(х1, х2,…хn+m), представленным кодом V=(v1, v2,…vn)=(х1, х2,…хn) младших разрядов и кодом Y=(y1, y2,…ym)= (хn+1, хn+2,…хn+m) старших разрядов, соединенный входом с выводами 5 для подключения сигнала управления, а также счетчик 6, формирователь синхроимпульсов 7, подсоединенный входом к входным выходам, а выходом - к счетному входу счетчика 6, источник 8 сигналов "лог.0" с (m-1)-разрядным выходом L=(l1, l2,…lm-1), сумматор 9, компаратор 10 и преобразователь кодов 11. Первый вход сумматора 9 Y=(y1, y2,…ym) соединен со старшими разрядами аналого-цифрового преобразователя. Его второй вход W=(w1, w2,…wm) объединяет выходы источника 8 сигналов "лог.0" и компаратора 10, причем выход компаратора соответствует младшему разрядному коду этого входа W=[L r]. Выход Z=(z1, z2,…zm) сумматора 9 соединен с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия.The AC voltage regulator contains a
Первый вход V=(v1, v2,…vm) компаратора 10 соединен с выходом младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, а второй входам G=(g1, g2,…gq) - с выходом счетчика 6.The first input V = (v 1 , v 2 , ... v m ) of the comparator 10 is connected to the output of the least significant bits of the analog-to-digital converter, and the second inputs G = (g 1 , g 2 , ... g q ) to the output of the counter 6.
Вход преобразователя кодов 11, осуществляющего преобразование кода старших разрядов Y=(y1, y2,…ym) в код Н=(h1, h2,…hg) установки счетчика 6, т.е. H=(Y).The input of the code converter 11, which converts the high-order code Y = (y 1 , y 2 , ... y m ) into the code H = (h 1 , h 2 , ... h g ) sets the counter 6, i.e. H = (Y).
Регулирующий орган 1 дискретного действия выполнен на трансформаторе, вторичная обмотка которого секционирована, причем числа витков в различных секциях относятся как целые числа степени два. Последовательно с каждой секцией включен управляющий ключ первой группы, параллельно цепочке из последовательно включенных секций и управляемых ключей первой группы подсоединены управляемые ключи второй группы, соединенные между собой последовательно. Управляющие входы управляемых ключей первой и второй групп соединены через инверторы так, что вход инвертора подключен к управляющему входу ключа первой группы, а его выход - к управляющему входу ключа второй группы. Управляемые ключи выполнены на симисторах или тиристорах с оптронной развязкой, включенных в диагонали выпрямительных мостов, и снабжены оптронной гальванической развязкой, инверторы - на микросхемах 1533ЛАЗ.The discrete
Коэффициенты трансформации трансформатора образуют дискретную последовательность значений k1, k2,…, kM, изменяемых под действием управляющего кода Y. Этим значениям соответствуют уровни мощности P1, P2, …, PM. Разности между смежными уровнями образуют добавки мощности ΔР1=Р2-Р1, ΔР2=Р3-Р2,…, ΔРM-1=РM-РM-1, которые для получения равномерной регулировочной характеристики выбираются одинаковыми ΔР1=ΔР2=…=ΔРМ-1=ΔР.Transformer transformation coefficients form a discrete sequence of values k 1 , k 2 , ..., k M , changed under the action of control code Y. These values correspond to power levels P 1 , P 2 , ..., P M. Differences between adjacent levels are formed by power additions ΔР 1 = Р 2 -Р 1 , ΔР 2 = Р 3 -Р 2 , ..., ΔР M-1 = Р M -Р M-1 , which are chosen equal to ΔР 1 to obtain a uniform adjustment characteristic = ΔP 2 = ... = ΔP M-1 = ΔP.
Аналого-цифровой преобразователь 4 выполнен на микросхеме 572ПВ1, формирователь синхроимпульсов 7 - на микросхеме 554САЗ, счетчик 6, преобразователь кодов 11, компаратор 10, сумматор 9 и источник 8 сигналов "лог.0" реализованы на микросхеме микроконтроллера AT90S1200.The analog-to-digital converter 4 is made on a 572PV1 chip, the clock generator 7 is on a 554CAZ chip, counter 6, code converter 11, comparator 10, adder 9, and log 0 signal source 8 are implemented on the AT90S1200 microcontroller chip.
На фиг.2 приведены диаграммы, на которых изображены изменения во времени дискретных скалярных величинFigure 2 shows diagrams showing the changes in time of discrete scalar quantities
, ,
соответствующих кодам G и V, а также изменения мощности в нагрузке для двух значений смежных значений уровней мощности Ру, Ру+1 (фиг.2, а) и (фиг.2,б), где Зависимости g(t) являются целочисленными функциями времени. Однако для упрощения они изображены в виде наклонных прямых линий.corresponding to codes G and V, as well as changes in power in the load for two values of adjacent values of power levels P y , P y + 1 (Fig. 2, a) and (figure 2, b), where The g (t) dependences are integer functions of time. However, for simplicity, they are shown as oblique straight lines.
Устройство работает следующим образом. Аналого-цифровой преобразователь преобразует управляющий сигнал х в цифровой кодThe device operates as follows. An analog-to-digital converter converts the control signal x into a digital code
, ,
представленный двумя блоками: блоком старших разрядовrepresented by two blocks: block high order
и блоком младших разрядов . Блок старших разрядов Y определяет опорный уровень коэффициентов трансформации регулируемого органа дискретного действия, а блок младших разрядов - момент изменения его на следующий более высокий уровень.and block low order . The high-order block Y determines the reference level of the transformation coefficients of the controlled organ of discrete action, and the low-order block determines the moment of its change to the next higher level.
Из входного напряжения сети формирователем 7 формируются синхроимпульсы z, соответствующие моментам прохождения сетевым напряжением нулевого значения. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 6, предварительно установленный в состояние Н, определяемое преобразователя кодов 11 из старшего разряда Y. Счетчик осуществляющего формирование циклически изменяющегося m-разрядного кода G. Период изменения этого кода, определяющий длительность цикла регулирования, составляетFrom the input voltage of the network, the shaper 7 generates clock pulses z corresponding to the moments when the network voltage passes the zero value. These pulses are fed to the counting input of the counter 6, previously set to the state H, determined by the code converter 11 from the high order Y. The counter that generates a cyclically changing m-bit code G. The period of change of this code, which determines the duration of the control cycle, is
, где where
и может изменяться под действием управляющего кода Н. Код Н определяется кодом старших разрядов Y, что может быть описано дискретной функцией дискретного аргумента h=h(y). Потому длительность цикла регулирования также является функцией дискретного скалярного аргументаand can be changed by the control code N. Code H is determined by the high-order code Y, which can be described by the discrete function of the discrete argument h = h (y). Therefore, the duration of the control cycle is also a function of the discrete scalar argument
Характер этой функции регулируется преобразователем кодов 11.The nature of this function is regulated by the code converter 11.
При выполнении условия g<v компаратор 10 формирует сигнал "лог.1", который поступает на младший разряд первого входа W сумматора 10. Остальным m-1 разрядам этих входов сумматора соответствуют уровни "лог.0" кода L, формируемого источником 9 сигналов "лог.0".When the condition g <v is fulfilled, the comparator 10 generates a signal "log.1", which is fed to the least significant bit of the first input W of the adder 10. The remaining m-1 bits of these inputs of the adder correspond to the levels "log.0" of the code L generated by the signal source 9 log 0 ".
Сумматор 10 осуществляет формирование m-разрядного кода Z управления регулирующим органом 1 дискретного действия путем суммирования (в двоичной системе счисления) m-разрядного кода Y с кодом W, образованным посредством объединения кода L, сформированного источником 9 сигналов "лог.0", и сигнала r, сформированного компаратором 11, т.е.The adder 10 generates an m-bit control code Z of a
Z=(Y+[Lr])2 Z = (Y + [Lr]) 2
Под действием изменяющегося в течение каждого полупериода напряжения сети кода G происходит дискретное изменение коэффициента передачи регулирующего органа 1 дискретного действия. Момент дискретного изменения определяется моментом равенства g=v, а величина этого изменения - добавкой мощности Δру, соответствующей коду Y. Вследствие этого мощность в нагрузке также претерпевает скачкообразное изменение в течение каждого периода регулированияUnder the action of the voltage G of the code G changing during each half-cycle, a discrete change in the transfer coefficient of the
гдеWhere
- длительность действия добавки мощности в цикле регулирования. - the duration of the power addition in the control cycle.
За цикл регулирования в нагрузку будет передана энергияDuring the control cycle, energy will be transferred to the load
wy,v=(Ру+ΔРу)τ(v)+Py[TR(y)-τ(v)]=PyTR(y)+ΔРуτ(v)w y, v = (P y + ΔP y ) τ (v) + P y [T R (y) -τ (v)] = P y T R (y) + ΔP y τ (v)
Среднее значение мощности в нагрузке при этом составляетThe average value of power in the load is
Преобразователь кодов 11 программируется таким образом, чтобы отклонение уровня мощности от расчетного значения Ру+1 до значения , приводящее к изменению приращения мощности от ΔРу=Ру+1-Ру до компенсировалось таким изменением длительности цикла регулирования от TR до , при котором среднее значения мощности осталось бы на прежнем уровне, как это показано на диаграммах фиг.2 пунктирной линией. Этому условию соответствует соотношениеThe code converter 11 is programmed so that the deviation of the power level from the calculated value P y + 1 to the value leading to a change in power increment from ΔР у = Р у + 1 -Р у to offset by such a change in the duration of the control cycle from T R to in which the average power value would remain at the same level, as shown in the diagrams of figure 2 by a dashed line. This condition corresponds to the relation
, ,
с помощью которого по известным фактическим значениям уровней мощности дискретно регулируемого элемента осуществляют программирование преобразователя кодов, обеспечивающее одинаковые уровни дискретных приращений мощности при регулировании. Именно это обстоятельство обеспечивает повышение точности регулирования параметров технологических процессов.with the help of which, using known actual values of power levels of a discretely adjustable element, code converter programming is carried out, which provides the same levels of discrete power increments during regulation. It is this circumstance that provides an increase in the accuracy of regulation of technological process parameters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137318/09A RU2386993C1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Variable voltage controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137318/09A RU2386993C1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Variable voltage controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386993C1 true RU2386993C1 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=46275327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137318/09A RU2386993C1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Variable voltage controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386993C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468410C1 (en) * | 2011-11-03 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Alternating voltage regulator |
RU2494436C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Ac voltage regulator |
RU2499347C1 (en) * | 2012-10-29 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Three-phase controller of ac voltage with protection |
RU2501153C1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Alternating voltage regulator |
-
2008
- 2008-09-17 RU RU2008137318/09A patent/RU2386993C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468410C1 (en) * | 2011-11-03 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Alternating voltage regulator |
RU2501153C1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Alternating voltage regulator |
RU2494436C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Ac voltage regulator |
RU2499347C1 (en) * | 2012-10-29 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Three-phase controller of ac voltage with protection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2386993C1 (en) | Variable voltage controller | |
CN106655226B (en) | Active power distribution network asymmetric operation optimization method based on intelligent Sofe Switch | |
EP3370146B1 (en) | Analog to digital conversion yielding exponential results | |
KR100318441B1 (en) | analog-digital converting apparatus and converting method thereof | |
KR100286326B1 (en) | Interleaving sampling analog/digital converter | |
RU2339071C1 (en) | Alternate voltage controller | |
RU2580944C1 (en) | Device for correction of shape of voltage curve | |
CN110213855A (en) | A kind of the index light-dimming method and system of light emitting diode | |
WO2022199349A1 (en) | Recursive iteration-based digital source quantization error reduction method, apparatus, and device, storage medium, and computer program product | |
RU2494436C1 (en) | Ac voltage regulator | |
RU2399084C1 (en) | Ac voltage controller | |
RU2468410C1 (en) | Alternating voltage regulator | |
RU2246745C2 (en) | Alternating voltage adjuster | |
RU2393524C1 (en) | Alternate voltage controller | |
RU2580941C1 (en) | Phase voltage imbalance corrector | |
SU1302398A1 (en) | One-phase voltage converter | |
RU2625351C1 (en) | Voltage compensation device | |
RU2306660C1 (en) | Alternating voltage stabilizer | |
SU1396127A1 (en) | Variable a.c. voltage converter | |
RU2306663C1 (en) | Method for controlling a wind power plant | |
SU1583928A1 (en) | Alternating voltage stabilizer | |
SU1319206A1 (en) | Control device for d.c.voltage-to-multistep quasisine voltage converter | |
SU1293716A1 (en) | A.c.voltage stabilizer | |
RU57527U1 (en) | THREE-PHASE AUTONOMOUS CURRENT INVERTER WITH CONTROL ASYMMETRY OF VOLTAGE IN THE OUTPUT | |
SU1244792A1 (en) | Analog-to-digital converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100918 |