CS240811B1

CS240811B1 - A device for controlling a voltage or current source

Info

Publication number: CS240811B1
Application number: CS841401A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Bohata
Original assignee: Svatopluk Bohata
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS140184A1

Abstract

Řešení se týká zařízeni, které, umožňuje řídit zdroj elektrického napětí nebo proudu podle okamžité směrnice tečny voltampérové charakteristiky spotřebiče s t nelineárním průběhem a zajistit jeho optimální napájení v určitém pracovním režimu. Zařízení umožňuje zjednodušeni konstrukce a zvýšení spolehlivosti a přesnosti tím, že obsahuje derivátor, který má svůj vstup spojen s výstupem čidla napětí nebo proudu a svůj výstup s neinvertujícimi’ vstupy komparátoru horní meze a komparátoru dolní meze, přičemž invertující vstup komparátoru horní meze je spojen s výstupem voliče horní meze a invertující vstup komparátoru dolní meze je spojen s výstupem voliče dolní meze a výstupy obou komparátorů jsou připojeny ke vstupu vyhodnocovacího obvodu, jehož výstup je napojen na řídicí okruhy zdroje.The solution relates to a device that allows controlling an electric voltage or current source according to the instantaneous slope of the tangent of the voltage-current characteristic of a consumer with a non-linear course and ensuring its optimal power supply in a certain operating mode. The device allows simplifying the design and increasing reliability and accuracy by including a differentiator that has its input connected to the output of a voltage or current sensor and its output with the non-inverting inputs of an upper limit comparator and a lower limit comparator, while the inverting input of the upper limit comparator is connected to the output of the upper limit selector and the inverting input of the lower limit comparator is connected to the output of the lower limit selector and the outputs of both comparators are connected to the input of an evaluation circuit, the output of which is connected to the control circuits of the source.

Description

Vynález se týká zařízení, které umožňuje řídit zdroj olorktrického napětí nebo proudu podle okamžité směrnic· tečny voltampérové charakteristijjjy spotřebiče s nelineárním průběhem a zajistit jeho optimální napájení a fufakci τ určitém pracovním režimu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device which enables to control a source of olktric voltage or current according to instantaneous directives of a volt-ampere characteristic of a non-linear appliance and to provide its optimum power supply and function τ in a particular operating mode.

Spotřebiče napájené' ze zdrojů stejnosměrného napětí nebo proudů ,které mají nelineární voltampérovou charakteristiku, například spotřebiče, které obsahují elektrický obvod s výbojem, obloukem nebo sršením, vyžadují zvláštní způsoby napájení# Takovými spotřebiči jsou například elektroodlučovače prachu a stejnosměrné ozonizátory. Oba mají soustavy sršivých elektrod, kolem kterých při správném napájení vznikají koronové výboje, které pak produkují ionty plynu, případně vytvářejí se vzduchem nebo kyslíkem ozón. Společnou vlastností sršivých obvodů je, že jejich voltampérové charakteristiky probíhají tak, že zpočátku, při zvyšování napájecího napětí, jimi neprochágí žádný proud® Od určité hranice pak začne proud procházet, přičemž se zvyšuje s lineárně stoupajícím napětím stále prudčeji až do meze elektrické pevnosti plynu, kdy nastává průraz, přeskok nebo oblouk· Napájecí napětí, při kterém přeskoky nebo oblouky nastávají, nebývá vždy stejné, ale s časem se mění podle změn vlastností plynů, obklopujícího elektrodový systém· Záleží například na jeho čistotě, vlhkosti, tlaku atd₀ Proto je nutné, aby napájecí zdroje takových zařízení se samočinně nastavovaly bu3 na počátku hranice elektrické pevnosti,nebo ještě lépe těsně pod ní· Přibližování se k této hranici elektrické pevnosti je charakterizováno prudkým nárůstem proudu a tedy růstem směrnice tečny voltampérové charakteristiky· Je proto možné podle velikosti směrnice tečny zdroje řídit· U elektroodlučovačů navíc může nastat provozní stav, který bývá charakterizován takzvanou zpětnou ko240 811 ¹ ' ύAppliances powered from direct voltage sources or currents that have a non-linear volt-amp characteristic, such as those that contain a discharge, arc, or spike electrical circuit, require special power supply methods. Both have sets of scattering electrodes, around which corona discharges when properly supplied, producing gas ions or producing ozone with air or oxygen. The common feature of the scattering circuits is that their volt-ampere characteristics are such that initially, as the supply voltage increases, no current is passed through them. From a certain limit, the current begins to pass, which occurs breakdown, flashover or arc · Supply voltage at which flashovers or arcs occur, not always the same, but the time varies according to changes in the properties of gases surrounding the electrode system · it depends for example on its purity, humidity, pressure, etc. ₀ it is therefore necessary so that the power supplies of such devices are self-adjusting either at the beginning of the electrical strength limit or even better just below it. It is therefore possible according to the size of the slope of the source drive · In addition, electrostatic may occur operating condition which is characterized by the so-called backward ko240 811 ¹ 'ύ

- 2 ronou. I tento stav je možné určit podle změny směrnice tečny jejich voltampérových charakteristik.- 2 rona. This state can also be determined by changing the slope of their volt-ampere characteristics.

Pro uvedené případy byla vyvinuta různá poměrně složitá . elektronická zařízení. Tato zařízení jsou v podátatě malým, jedí» noúčelovým analogovým počítačem, který obsahuje nejména dva derivátory s příslušným vyhodnocovacím obvodem. Má-li takový obvod správně pracovat, musí být oba derivátory shodně seřízeny, dlouhodobě stabilní a snadno přestavitelné ručním nebo dálkovým nastavením. Po přestavení, například povelem z ústředního řídicího členu, musí opět vykazovat potřebné vlastnosti© To vše se zajištuje obtížně za cenu bu5 větší složitosti,nebo menší přeshosti a spolehlivosti.For these cases, various quite complex ones have been developed. electronic devices. These devices are in principle a small, single-purpose analog computer, which contains at least two differentiators with an associated evaluation circuit. For such a circuit to function properly, both derivatives must be aligned, stable over the long term, and easily adjusted by manual or remote adjustment. After adjustment, for example by a command from the central control member, it must again exhibit the necessary properties. This is all difficult to obtain at the cost of either greater complexity or less precision and reliability.

Uvedené nevýhody odstraňuje vynález, jehož podstata spočí vá v tom, že zařízení obsahuje derivátor, který má svůj vstup, spojen s výstupem čidla napětí nebo proudu a svůj výstup s neinvertujícími vstupy komparátoru horní meze a komparátoru dolní meze, přičemž invertující vstup komparátoru horní mefce je spojen s výstupem voliče horní meze a invertující vstup komparátoru dolní meze je spojen s výstupem voliče dolní meze a výstupy obou komparátorů jsou připojeny ke vstupu vyhodnocovací·? ho obvodu, jehož výstup je napojen na řídicí okruhy zdroje napětí nebo proudu.These disadvantages are overcome by the invention, wherein the device comprises a derivative having its input coupled to a voltage or current sensor output and its output to the non-inverting inputs of the upper and lower limit comparators, wherein the inverting input of the upper comparator is connected to the upper limit selector output and inverting the lower limit comparator input is connected to the lower limit selector output and the outputs of both comparators are connected to the evaluation input ·? the output of which is connected to the control circuits of a voltage or current source.

Na rozdíl od známých zařízení obsahuje zařízení podle vynálezu pouze jediný derivátor, který provádí jen derivaci závislé proměnné veličiny z voltampérové charakteristiky spotřebiče při konstantně lineárním pohybu nezávisle proměnné. Tím je dosaženo zjednodušení zařízení a zvýšena spolehlivost jeho funkce.In contrast to known devices, the device according to the invention comprises only a single derivative which only performs the derivation of a dependent variable from the volt-ampere characteristic of the appliance with a constant linear movement of the independent variable. This simplifies the device and increases its reliability.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněn příklad zařízení podle vynálezu.An example of a device according to the invention is schematically shown in the attached drawing.

Čidlo 1 napájecího napětí nebo.proudu spotřebiče má.svůj výstup připojen ke vstupu derivétoru 2. Výstup derivétoru 2 je spojen s neinvertujíčími vstupy komparátoru J horní meze a komparátoru 4 dolní meze. Druhý, invertující vstup komparátoru J horní meze je spojen s výstupem voliče % horní meze a druhý, in- 3 240 811 vertující vstup komparátoru 4 dolní meze s výstupem voliče & dol ní meze. Výstupy obou komparátorů J, 4 jsou napojeny na vstup vyhodnocovacího obvodu J, jehož výstup 8 je napojen na řídicí okruhy zdroje.The supply voltage or consumer current sensor 1 has its output connected to the input of the derivator 2. The output of the derivator 2 is connected to the non-inverting inputs of the upper limit comparator J and the lower limit comparator 4. The second inverting comparator input J of the upper limit is connected to the output of the selector% upper limit and the second inverting comparator input 4 of the lower limit with the selector output & lower limit. The outputs of both comparators J, 4 are connected to the input of the evaluation circuit J, whose output 8 is connected to the control circuits of the source.

Je-li napájecí zdroj spotřebiče řízen jako zdroj napětí, je čidlo 1 čidlem proudu s převodem na napěťový signál. Tento výstupní napěťový signál, odpovídající proudu do spotřebiče, se v derivátoru 2 zderivuje, takže na jeho výstupu se objeví napětí, které bude svojí velikostí odpovídat derivační časové konstantě derivátoru 2 a rychlosti a směru změny výstupního napětí z čidla 1. Dosáhne-li napětí na výstupu derivátoru 2 horní kladné meze zvolené na voliči 2 horní meze, objeví se na výstupu komparátoru J horní meze kladné napětí jako logická.1*· Naopak poklesne-li výstupní napětí pod dolní mez zvolenou voličem 6 dolní meze, zmizí kladné napětí na výstupu komparátoru 4 dolní meze, takže se tam objeví logická ”G^M. Jřo dosažení dolní meze se opět vrátí logické **1''. Vyhodnocení takto získaných logických funkcí provede vyhodnocovací obvod J podle potřeby následných řídicích obvodů. K tomu dojde tak, že na výstupu. 8. vyhodnocovacího obvodu 2 nastane stav logické l po dosažení horní meze a trvá tak dlouho, dokud derivované napětí nedosáhne dolní nastavenou mez. Pak se napětí opět změní na logicou V tom případě musí být nastavená horní mez absolutně vyšší než nastavená dolní mez® Nastavenín mezí za použití voličů 2» 6, j® tak možno přesně nastavit pracovní rozsah funkce di/dt, tedy derivace výstupního proudu zdroje a tak i směrnice tečny voltampérové charakteristiky spotřebiče při konstantní rychlosti změny řízené veličiny, v tomto případě výstupního napětí zdroje.If the power supply of the appliance is controlled as a voltage source, sensor 1 is a current sensor with conversion to voltage signal. This output voltage signal, corresponding to the current to the consumer, is differentiated in the derivative 2, so that a voltage corresponding to the derivative time of the derivative 2 and the rate and direction of change of the output voltage from sensor 1 appears at its output. The positive voltage at the comparator output 2 is high, the positive voltage at the comparator output J appears as logic.1 * · Conversely, if the output voltage drops below the low selected by the low selector 6, the positive voltage at the comparator output disappears 4 lower limits, so logical ”G ^M. Once the lower limit is reached, the logical ** 1 '' returns again. The evaluation of the logic functions thus obtained is carried out by the evaluation circuit J according to the needs of the subsequent control circuits. This occurs by outputting. 8. The evaluation circuit 2 logic state L after reaching the upper limit and lasts until the derivative voltage reaches the lower set limit. Then the voltage changes back to logic. In this case, the set upper limit must be absolutely higher than the set lower limit® Adjustment limits using the 2 »6 selectors can be used to precisely set the operating range of the di / dt function, as well as the tangent slope of the volt-ampere characteristic of the appliance at a constant rate of change of the controlled quantity, in this case the output voltage of the source.

Je samozřejmé, že řízenou veličinou může být také výstupní proud zdroje. V tom případě je čidlem 1 čidlo výstupního napětí zdroje a na výstupu 8 vyhodnocovacího dbvodu J ^se Pak získává signál pro řízení proudu zdroje.Obviously, the output current can also be a controlled variable. In this case, the sensor 1 is a source output voltage sensor and a signal for controlling the source current ^is then obtained at the output 8 of the evaluation point J.

Zařízení podle vynálezu může být využito také pro řízení jiných energetických zdrojů, například zdroje tepla nebo zdro- 4 240 811 je mechanické práce₀ V těchto případech musí být čidlem 1 příslušný, převodník snímané veličiny na elektrické napětí. Řízenými veličinami pak budou topné výkony nebo výkon mechanický*The invention can also be employed for controlling other energy sources, such as sources of heat or zdro- 4240811 mechanical work is ₀ In such cases, the sensor must be 1 respectively, transducer sensed quantities into electric voltage. Controlled quantities will then be heating or mechanical power *

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for controlling a voltage or current source according to the slope of the volt-ampere characteristic of a non-linear consumer, provided with a voltage or current sensor, a derivative part and an evaluation circuit, the input of which is connected to the derivative part and whose output is not connected to the control circuits of the source; It comprises a derivator (2) which has its input connected to the output of the sensor (C1) and its output with the non-inverting inputs of the comparator (3) of the upper limit. and a lower limit comparator (4), wherein the inverting input of the upper limit comparator (3) is coupled to the upper limit selector (5) and the inverting lower limit comparator input (4) is coupled to the lower limit selector (6) and both outputs the comparators (3,4) are connected to the input of the evaluation circuit (7).