SU1411962A1 - Method and device for regulating power - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике автоматического регулировани , в частности к способам двухпозиционного тиристорного регулировани  мощности с врем импульсным управлением целым числом волн, и может найти применение дл  регулировани  мощности, подводимой к сильноточным нагрузкам. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Дл  этого формируют первую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы. Сравнивают полученное число с первой уставкой. Одновременно формируют вторую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует nNmynb- су положительной фазы, и сравнивают полученное число с второй уставкой. Затем формируют суммарную последовательность задающих импульсов, передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов второй последовательности . Перемножают задающ1-1е импульсы суммарной последовательности на импульсы положительных фаз и получают ограничивающую последовательность импульсов положительных фаз. Далее перемножают импульсы поло- , жительньгх фаз ограничивающей последовательности на управл ющие импульсы посто нного тока. Устройство, реализующее способ, содержит входной каскад 1, моностабильные триггерные каскады 2 и 12, элемент И 3, генератор 4, импульсный трансформатор 5, управл емый ключ 6, нагрузку 7, RC-звено 8, блок 9 питани , блок 10 стабилизации , детектор 11 прохождени  через нуль и блок 13 ограничени . 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (С (Л со О) 1сThe invention relates to an automatic control technique, in particular to methods of two-position thyristor power control with time pulsed control of an integer number of waves, and can be used to control the power supplied to high-current loads. The purpose of the invention is to expand the functionality. For this, the first sequence of master pulses is formed by counting the number of zero pulses, the first of which corresponds to the positive phase pulse. Compare the resulting number with the first setting. At the same time, a second sequence of driving pulses is formed by counting the number of zero pulses, the first of which corresponds to the nNmynb-su positive phase, and the resulting number is compared with the second setting. Then form a summary sequence of driving pulses, the leading edges of which are synchronized with the leading edges of the driving pulses of the first sequence, and the falling edges - with the leading edges of the driving pulses of the second sequence. Multiply the total sequence pulses, specifying 1-1e, to positive phase pulses and get a limiting sequence of positive phase pulses. Next, the pulses of the positive, living phases of the limiting sequence are multiplied by the control pulses of the direct current. A device that implements the method includes an input stage 1, monostable trigger stages 2 and 12, element 3, generator 4, pulse transformer 5, control key 6, load 7, RC link 8, power supply 9, stabilization block 10, detector 11 passes through zero and limit block 13. 2 sec. f-ly, 1 ill. (C (L with O) 1c

Description

- -

Изобретение относитс  к технике автоматического регулировани , более конкретно к способам и устройствам двухпозиционного тиристорного регулировани  мощности с врем импульсным (циклическим) управлением, и может быть использовано дл  регулировани  мощности, подводимой к сильноточным нагрузкам, а также дл  ограничени  мощности в нагрузке, в химической, металлургической промышленности при управлении электропечами, реакторами, термостатами, а также в других област х .The invention relates to an automatic control technique, more specifically to methods and devices of two-position thyristor power control with time pulsed (cyclic) control, and can be used to control the power supplied to high-current loads, as well as to limit power in the load, in chemical, metallurgical industry in the management of electric furnaces, reactors, thermostats, as well as in other areas.

Цель изобретени  - расширеьше функциональных возможностей за счет управлени  целым числом волн.The purpose of the invention is to enhance functionality by controlling the whole number of waves.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Способ регулировани  мощности заключаетс  в том, что мощности сети переменного тока подвод т к нагрузке через управл емьш ключ, преобразуют сетевое переменное напр жение в им пульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз, генерируют управл ющие импульсы посто нного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонени  регулируемого параметра от заданного значени , формируют импульсь посто нного тока, получают четные импульсы посредством перемножени  импульсов нулевых значений на сформированные импульсы посто нного тока, подают четные импульсы на управл ющий электрод управл емого ключа, формируют первую последог вательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов, первый из которых соответствует импульсу положительной фазы, и сравнени  полученного числа с первой уставкой , одновременно формируют вторую последовательность задающих импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов , первый из которых соответствует импульсу положительной фазы и сравнени  полученного числа с второй уставкой , формируют Ьуммарную последова The method of power control is that the power of the AC network is supplied to the load via a control key, converts the network AC voltage into impulses of zero values and positive phase pulses, generate DC control pulses, the duration of which is proportional to the deviation of the regulated parameter from a given value, form a DC pulse, receive even pulses by multiplying zero-value pulses by generated pulses of constant current, supplying even pulses to the control electrode of the control key, form the first sequence of master pulses by counting the number of zero pulses, the first of which corresponds to the pulse of the positive phase, and comparing the number obtained with the first setting, simultaneously forming the second sequence of master pulses by counting the number of zero pulses, the first of which corresponds to the positive phase impulse and comparing the number obtained with the second setpoint, form a total sequence but

тельность задающих импульсов, перед ние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов второй последовательности , перемножают задающие импульсы суммарной последовательности на импульсы положи т tin ьных фаз с полу25the accuracy of the driving pulses, whose front edges are synchronized with the leading edges of the driving pulses of the first sequence, and the falling edges with the leading edges of the driving pulses of the second sequence, multiply the driving pulses of the total sequence on the pulses of the tin phases from the half 25

10ten

1515

2020

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

чением ограничиваю1дей последовательности импульсов положительных фаз, перемножают импульсы положительных фаз ограничивающей последовательности на управл ющие .импульсы посто нного тока.By limiting the sequence of pulses of positive phases, the pulses of the positive phases of the limiting sequence are multiplied by the control pulses of the direct current.

Устройство содержит последователь- o соединенные входной каскад 1 , первый моностабильный триггерный каскад 2, элемент И 3, генератор 4, импульсный трансформатор 5, управл е- 6, нагрузку 7, параллельно включенное ключу 6 RC-звено 8, блок 9 питани , блок 10 стабилизации, детектор 11 прохождени  через нуль, второй моностабильный триггерный каскад 12, блок 13 ограничени  максимальной выходной мощности, первый вход блока 9 питани  соединен с первой ймной источника переменного напр жени , с RC-звеном 8 и первым входом управл емого ключа 6, второй вход блока 9 питани  соединен с второй шиной источника переменного напр жени  и нагрузкой 7, выход блока 9 питани  соединен с первым входом детектора 1 1 прохождени  через нуль, второй вход элемента И 3 соединен с вторым выходом детектора 11 прохождени  через нуль, первый вход второго моностабильного триггерного каскада 12 и первый вход блока 13 ограничени  максимальной вькодной мощности соединены с первым выходом детектора 11 прохождени  через нуль, второй вход блока 13 ограничени  максимальной выходной мощности соединен с выходом второго моностабильного триггерного каскада 12, третий вход - с вторым выходом детектора 11 прохождени  через нуль, а выход - с вторым входом первого моностабильного триггерного каскада 2.The device contains a series of o connected input cascade 1, the first monostable trigger cascade 2, element 3, generator 4, pulse transformer 5, control e 6, load 7, parallel switch on key 6 RC link 8, power supply unit 9, block 10 stabilization detector passing through zero, the second monostable trigger stage 12, the maximum output power limiting unit 13, the first input of power supply 9 is connected to the first input voltage source, the RC link 8 and the first input of the control key 6, the second input blo and the power supply 9 is connected to the second bus of the alternating voltage source and the load 7, the output of the power supply unit 9 is connected to the first input of the zero-crossing detector 1 1, the second input of the And 3 element is connected to the second output of the zero-crossing detector 11, the first input of the second monostable trigger cascade 12 and the first input of the maximum 13 Vcod power limiting unit 13 are connected to the first output of the zero passing detector 11, the second input of the maximum output power limiting unit 13 is connected to the second monost output yl trigger stage 12, the third input - to a second outlet passage through zero detector 11, and an output - to a second input of the first monostable trigger stage 2.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Мощность сети переменного тока подводитс  к нагрузке 7 через управл емый ключ 6. Управл ющие импульсы посто нного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонени  регулируемого параметра от заданного значени , поступают на вход входного каскада 1, и на его выходе по вл етс  сигнал высокого уровн .The AC mains power is supplied to the load 7 via the control key 6. The DC control pulses, the duration of which is proportional to the deviation of the controlled parameter from the set value, are fed to the input of the input stage 1, and a high level signal appears at its output.

В то же врем  на вход детектора 11 прохождени  через нуль поступает переменное Напр жение с блока 9 питани , который с гальваническим разделениемAt the same time, an alternating voltage from the power supply unit 9, which is electrically isolated

от сети, нарплу с фпрмнрои-лиием нхол- ного сигнала д.;1П детекто к 1 1 прохождени  через нуль, обеспечивает через блок 10 стабилизации рабочее напр жение дл  электронных схем. Детектор 11 прохождени  через нуль преобразует сетевое nepenetiHoe напр жение в импульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз. Импульсы положительных фаз, формируемые на первом выходе детектора 11 прохождени  через нуль, соответствуют пересечени м нулевого уровн  лишь полож 1 тельными полуволнами сетевого напр жени , нулевые импульсы, формируемые на втором выходе детектора 11 прохождени  через нуль, соответствуют пересечени м нулевого уровн  как положительными, так и отрицательными полуволнами. Импульсы с первого выхода детектора 11 прохождени  через нуль деблокируют второй моностабильный триггерный каскад 12, длительность импульсов на выходе которого больше tf/W, но меньше 2 Н/а1, (( частота сетевого напр же- ни ). Выходной сигнал второго моностабильного триггерного каскада 12 перемножаетс  с импульсами с второго выхода детектора 11 прохождени  через нуль. Благодар  взаимодействию второго моностабильного триггерного каскада 12 и блока 13 ограничени  мак симальной выходной мощности первый импульс соответствует импульсу положи тельной фазы. В результате работы блока 13 ограничени  максимальной выходной мощности формируетс  суммарна  последовательность задающих импульсов , передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последова - тельности, а задние фронты - с передними фронтами задающих импульсов вто- рой последовательности. Задающие импульсы суммарной последовательности перемножаютс  на импульсы положительных фаз, поступающие с детектора 11 прохождени  через нуль. Выходной сигнал (ограничивающа  последовательность импульсов положительных фаз) перемножаетс  в первом моностабильном триггерном каскаде 2 с управл юш 1ми импульсами посто нного тока с выхода входного каскада 1, Таким образом, при наличии на обоих входах высокого уровн  первьш моностабильный триггерный каскад 2 формирует на своем выходе импульс посто нного тока длитель0from the mains, a nplu with the nol signal dp; 1P detector to 1 1 passing through zero, provides through the stabilization unit 10 a working voltage for electronic circuits. A zero-pass detector 11 converts network nepenetiHoe voltage into zero-value pulses and positive-phase pulses. Positive phase pulses generated at the first output of the zero passage detector 11 correspond to zero-level intersections, only positive current half-waves of the mains voltage, zero pulses generated at the second zero-crossing detector output correspond to zero zero level intersections, as well as and negative half waves. The pulses from the first output of the detector 11 passing through zero unlock the second monostable trigger stage 12, the duration of the pulses at the output of which is longer than tf / W but less than 2 N / a1 ((mains frequency). The output signal of the second monostable trigger stage 12 multiplies with pulses from the second output of the detector passing through zero 11. Due to the interaction of the second monostable trigger stage 12 and the block 13 limiting the maximum output power, the first pulse corresponds to the put pulse Phase. As a result of the operation of the maximum output power limiting unit 13, a total sequence of driving pulses is formed, the leading edges of which are synchronized with the leading edges of the first-order driving pulses, and the falling edges - with the leading edges of the second-driving driving pulses. multiplied by positive-phase pulses from the zero-crossing detector 11. The output signal (limiting sequence of pulses of positive phases) is multiplied in the first monostable trigger stage 2 with control of 1 dc pulses from the output of the input stage 1. dc current0

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

иостью большей / /со, но меньшей z /T/u . Сформированные импульсы посто нного тока перемножаютс  на элементе И 3 с импульсами нулевых значений с выхода детектора 11 прохождени  через нуль, образу  тем самым четные импульсы , деблокирующие генератор А после каждого прохождени  через нуль положительных полуволн сети. Выход генератора 4 гальванически отдепен от цепи нагрузки 7 посредством импульсного трансформатора 5. Пусковые импульсы на выходе импульсного трансформатора 5 запускают управл емый ключ 6. RC- звено 8 служит в качестве фильтра предельной dU/dt стойкости и преп тствует нежелательному запуску тиристоров вследствие пиков напр жени .And higher than / / with, but less z / T / u. The generated DC pulses are multiplied on an AND 3 element with zero-value pulses from the output of the detector 11 zero crossing, thus forming even-numbered pulses unblocking the generator A after each zero crossing of the positive half-waves of the network. The output of the generator 4 is galvanically separated from the load circuit 7 by means of a pulse transformer 5. Starting pulses at the output of the pulse transformer 5 start a control key 6. RC-link 8 serves as a filter for limiting dU / dt durability and prevents undesirable starting of the thyristors due to voltage peaks .

Claims (2)

1. Способ регулировани  мощности, заключаюшлйс  в том, что преобразуют сетевое переменное напр жение в импульсы нулевых значений и импульсы положительных фаз, генерируют управл ющие иьтульсы посто нного тока, длительность которых пропорциональна величине отклонени  регулируемого параметра от заданного значени , формируют импульсы посто нного тока, перемножают импульсы нулевых значений и сформированные импульсы посто нного тока, полученными четными импульсами управл ют мощностью сети переменного тока, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет управлени  целым числом волн, формируют первую последовательность задаюших иг- пульсов путем подсчета числа нулевых имлуль- сов, первый из которых соответствует и myльcy положительной фазы, и сравнени  полученного числа с первой уставкой , одновременно формируют вторую последовательность задаюших импульсов путем подсчета числа нулевых импульсов , первый из которых соответствует импульсу положительной фазы, и сравнени  полученного числа со второй уставкой , после чего формируют суммарную последовательность задаюших импульсов , передние фронты которых синхронизированы с передними фронтами задающих импульсов первой последовательности , а задние фронты - с передними фронтами задаюших импульсов второй последовательности, перемножают1. A method of power control, consisting in converting a network alternating voltage into zero value pulses and positive phase pulses, generates direct current pulses, the duration of which is proportional to the deviation of the controlled parameter from a predetermined value, form DC pulses, multiply the zero value pulses and the generated DC pulses obtained by the even pulses control the power of the alternating current network, characterized in that By expanding the functionality by controlling an integer number of waves, the first sequence of triggering games is formed by counting the number of zero impulses, the first of which corresponds to the cuteness of the positive phase, and comparing the number obtained with the first setpoint, simultaneously form the second sequence of predominant pulses by counting the number of zero pulses, the first of which corresponds to the positive phase impulse, and comparing the number obtained with the second setpoint, after which a sum is formed This sequence of driving pulses, the leading edges of which are synchronized with the leading edges of the driving pulses of the first sequence, and the falling edges with the leading edges of the driving pulses of the second sequence, are multiplied задающие импульсы суммарной последовательности на импульсы положительных фаз с получением ограничивающей последовательности импульсов положительных фаз, затем перемножают импульсы положительных фаз ограничивающей последовательности на управл ющие импульсы посто нного тока.the master pulses of the total sequence to the pulses of the positive phases with obtaining the limiting sequence of pulses of the positive phases, then multiply the pulses of the positive phases of the limiting sequence by the control pulses of the direct current. 2. Устройство регулировани  мощное ти, содержащее последовательно соединенные входной каскад, первый моно- ст бильный триггерный каскад, элемент И, пусковой генератор, импульсный трансформатор, управл емый ключ, нагрузку, а также КС-звено, включенное параллельно управл емому ключу, и блок питани , первый вход которого соединен с первой шиной источника переменного напр жени , с RC-звеном и с первым входом управл емого ключа, второй вход блока питани  соединен с второй шиной источника переменного напр жени  и с нагрузкой, выход блока питани  соединен с первым входом детектора прохождени  через нуль, второй вход элемента И соединен с вторым2. Power control device, containing the input cascade connected in series, the first mono-stable trigger stage, the AND element, the start-up generator, the pulse transformer, the control key, the load, and also the CS link connected in parallel with the control key and the unit power supply, the first input of which is connected to the first bus of the alternating voltage source, the RC link and the first input of the controlled key, the second input of the power supply unit is connected to the second bus of the alternating voltage source and the load, the output of the power supply unit ani is connected to the first input of the zero-crossing detector, the second input of the element I is connected to the second выходом детектора прохождени  через нуль, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, оно снабжено вторым моностабильным триггерным каскадом иthe output of the zero passage detector, characterized in that, in order to expand its functionality, it is equipped with a second monostable trigger stage and 0 блоком ограничени  максимальной выходной мощности, причем первый вход второго моностабильного триггерного каскада и первы вход блока ограничени  максимальной выходной мощности0 with a maximum output power limiting unit, the first input of the second monostable trigger stage and the first input of the maximum output power limiting unit 5 соединены с первым выходом детектора прохождени  через нуль, второй вход блока огранич.ени  максимальной выходной мощности соединен с выходом второго моностабильного триггерного5 is connected to the first output of the zero-crossing detector, the second input of the limiting block of the maximum output power is connected to the output of the second monostable trigger 0 каскада, третий вход - с вторым выходом детектора прохождени  через нуль, а выход соединен с вторым входом первого моностабильного триггерного каскада .The cascade 0, the third input is with the second output of the zero-crossing detector, and the output is connected to the second input of the first monostable trigger cascade.