SU403042A1 - Тиристорный усилитель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  и управлени  и может быть использовано, например, дл  регулировани  нагрева индукционных печей, дл  управлени  индукционным нагревом реакторов и т. д.

Известен тиристорный усилитель (ТУ), содержащий последовательно включенные источник питающего напр жени  и тиристорный блок, управл ющий вход которого подключен к выходу фазоимпульсного модул тора.

Известные устройства имеют нелинейную функцию преобразовани  по уровню эффективного значени , в то врем  как при использовании ТУ дл  нагрева объектов в р де случаев необходима линейна  функци  преобразовани . В известных устройствах нестабильность амплитуды питающего напр жени  вносит дополнительную погрещность. С другой стороны, дл  линеаризации функции преобразовани  ТУ по уровню эффективного значени  необходимо удвоенное количество оборудовани  (квадрирующих устройств и инверторов знака), что усложн ет схему.

С целью линеаризации функции преобразовани  при одновременном повышении точности и линеаризации функции преобразовани  по уровню эффективного значени  выходного напр жени  в предлагаемом тиристорном усилителе используетс  одно квадрирующее устройство , управл емое по фокальному входу. Квадрирующее устройство осуществл ет операцию возведени  в квадрат напр жени , поданного на его сигнальный (квадрирующий) вход, и операцию делени  по напр жению, поданному на его фокальный (делительный) вход. На фокальный вход квадрирующего устройства подаетс  управл ющий сигнал, а на сигнальный вход через пассивную цепь подаетс  питающее напр жение.

На фиг. I представлена схема с предлагаемого тиристорного усилител ; на фиг. 2 - питающее синусоидальное напр жение U(ti)t) и выходной сигнал 6 (/) тиристорного усилител .

Предлагаемый тиристорный усилитель состоит из фазоимпульсного модул тора 1 (преобразовател  управл ющего напр жени  Ly в фазу ф электрического сигнала), тиристорного блока 2 и источника 3 питающего напр жени  синусоидальной формы

U(wf)

Регулирование эффективного значени  U выходного сигнала о(/) тиристорного усилител  (ТУ) осуществл етс  изменением угла отпирани  ф тиристора в тиристорном блоке 2. При открытом тиристоре сигнал от источника 3 питающего напр жени  проходит на выход ТУ (в нагрузку устройства). На выходе ТУ находитс  кусочно-синусоидальное напр жение, форма которого представлена на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом.

Управл ющее (входное) напр жение Уу отрицательной пол рности одновременно подаетс  на сумматор 4 и на фокальный (делительный ) вход квадрирующего устройства 5, на квадрирующий (сигнальный) вход которого через пассивную цепь 6 с коэффициентом передачи р поступает сигнал от источника 3 питающего напр жени . Квадрирующее устройство 5, управл емое по фокальному входу, осуществл ет операцию возведени  в квадрат сигнала, поданного на его сигнальный вход, и операцию делени  по сигналу, поданному на его фокальный вход, т. е. сигнал на его выходе определ етс  выражением

и (и/) :: .и (ш)/2р - (s t}l2SUy ,

где p SUy - фокальный параметр (рассто ние от фокуса параболы до ее директриссы);

25 - коэффициент передачи по фокальному входу.

Квадрирующее устройство, управл емое по фокальному входу, может быть реализовано на базе множительно-делительного устройства, либо на базе линейно-сегментного аппроксиматора . Папр жение UK с выхода устройства 5 подаетс  на второй вход сумматора 4 и на вход инвертора 7 знака с коэффициентом передачи «-1. При положительной пол рности управл ющего напр жени  вместо сумматора 4 необходимо использовать вычитающее устройство .

В каждом периоде питающего напр жени  работа устройства осуществл етс  в два такта . В положительные полупериоды питающего напр жени  ключ 8 находитс  в верхнем (по чертежу) положении и напр жение (УК-Uy с выхода сумматора 4 поступает на вход интегратора 9. Напр жение е (со/) на выходе интегратора 9 возрастает. При и   ключ 8 с помощью блока 10 (управл ющего) переключаетс  в нижнее положение, и папр жение на выходе интегратора 9 начинает уменьщатьс . При достижении выходного напр жени  интегратора нулевого уровн , т. е. при е(ш/) е( +ф) 0, компаратор (пороговое устройство) 11 выдает импульс открывани  тиристора в тиристорном блоке 2. В течение интервалов л;-|-ф й)2  тиристор открыт , и сигнал от источника питающего напр жени  поступает на выход ТУ. К началу следующего периода питающего напр жени  конденсатор интегратора 9 разр жаетс . При ключ 8 переключаетс  в верхнее (по чертежу) положение, и цикл преобразовани 

начинаетс  снова но выщеописанному алгоритму . Эффективное значение U выходного сигнала ТУ определ етс  выражением

, где /(У5/|3 - коэффициент усилени  ТУ.

Таким образом, функци  преобразовани  ТУ по уровню эффективного значени  имеет линейный характер и не зависит от амплитуды Urn питающего напр жени  U(t) и от посто нной времени интегратора 9. Последнее обеспечиваетс  за счет изменени  направлени  интегрировани  в каждом периоде питающего напр жени .

Предмет изобретени 

Тиристорный усилитель, содержащий последовательно включенные источник питающего синусоидального напр жени  и тиристорный блок, управл ющий вход которого подключен к выходу фазоимпульспого модул тора , выполненного на квадрирующем устройстве , сумматоре, инверторе, управл ющем блоке и последовательно соединенных ключе, интеграторе и компараторе, причем выход квадрирующего устройства соединен с двум  входами ключа соответственно через сумматор и инвертор, а управл ющий вход ключа подключеп к источпику через управл ющий блок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при одновременном повыщении точности и линеаризации функции преобразовани  по уровню эффективного значени  выходного напр жени , делительный вход квадрирующего устройства подключен ко входу тиристорного усилител , а сигнальный вход квадрирующего устройства через дополнительную пассивную цепь соединен с источником питающего напр жени .

LZl.I

/7

i

I I ,C1

-U 5 H Ы-Т

I L. I i

- iI

I

J L

I/J

J

l-Tf

I лЛ

.f

/V / / / TT-f-fi n

j.

)