Пристрій для регулювання потужності

Винахід відноситься до автоматичного регулювання і може бути використаний при автоматичному регулюванні температури електричних печей. Відомий пристрій для регулювання потужності, що містить формувач імпульсів подвоєної частоти напруги мережі 1, лічильник імпульсів 2, цифроаналоговий перетворювач (ЦАП) 3, блок задатчика 4, компаратор 5 для порівняння напруги від задатчика з напругою на виході ЦАП, керований компаратором через транзисторний ключ 6 оптотиристорний силовий комутаційний вузол 7, що безпосередньо здійснює ввімкнення нагрівана Rн на протязі необхідної кількості напівперіодів напруги мережі (Шамис В., Каминский М. Регулятор мощности на микросхемах // Радио. - 1981. - №9. - С.26, 27). Структурна схема пристрою подана на фіг.1. Недолік даного пристрою - нерівномірний розподіл регульованої потужності в часі, а також виникнення при певних умовах постійної складової струму в навантаженні. Крім того, точність та надійність роботи пристрою суттєво понижуються внаслідок проведення обробки сигналів в аналоговій формі. Найбільш близьким до пропонованого по технічній суті є пристрій для регулювання потужності, що містить формувач імпульсів 1 подвоєної частоти напруги мережі, блок задатчика (регістр) 2, подільник частоти зі змінним коефіцієнтом ділення 3, вихід якого за допомогою транзисторного ключа 4 керує оптотиристорним силовим комутаційним вузлом 5, що з'єднаний послідовно з навантаженням Rн (Евсеев А. Регулятор мощности с малым уровнем помех // Радио. - 1986. - №4. - С.46, 47 (прототип)). Структурна схема пристрою наведена на фіг.2. Недолік відомого пристрою для регулювання потужності - виникнення постійної складової струму у навантаженні, зумовлений тим, що регулювання здійснюється за напівперіодами зміни напруги мережі. Крім цього, відсутність блокування оптотиристорного силового вузла суттєво знижує надійність роботи пристрою та системи регулювання в цілому. В основу винаходу поставлена задача у відомому пристрої для регулювання потужності шляхом зміни його структурної схеми отримати новий технічний результат, що полягає у підвищенні надійності роботи пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для регулювання потужності, що містить програмований подільник частоти, тактовий вхід якого зв'язаний з формувачем імпульсів подвоєної частоти напруги мережі, а керуючий вхід - з виходом регістра задатчика, вихід подільника частоти зв'язаний з входом транзисторного ключа, вихід якого під'єднаний до входу оптотиристорного комутаційного вузла, у вихідне коло якого ввімкнутий нагрівач, згідно пропонованого винаходу пристрій додатково містить лічильний тригер, вхід якого під'єднаний до виходу формувача імпульсів подвоєної частоти напруги мережі, а вихід - до одного з входів вентильного елемента, другий вхід якого під'єднаний до виходу формувача імпульсів подвоєної частоти напруги мережі, вихід вентильного елемента під'єднаний до тактового входу подільника частоти, вихід якого зв'язаний з одним з входів об'єднуючого елемента а також з одним з входів пристрою формування доповнюючого імпульсу, другий вхід якого зв'язаний з виходом формувача імпульсів подвоєної частоти напруги мережі, а вихід під'єднаний до другого входу об'єднуючого елемента, вихід якого під'єднаний до входу транзисторного ключа, а також пристрій блокування, один з входів якого зв'язаний з входом регістра задатчика, а другий вхід - з виходом формувача імпульсів подвоєної частоти напруги мережі, виходи пристрою блокування під'єднані до входів блокування подільника частоти та транзисторного ключа, вихід котрого з'єднаний з входом оптосимісторного силового комутаційного вузла. На фіг.3 подана структурна схема пристрою для регулювання потужності. При цьому пристрій для регулювання потужності містить: формувач імпульсів подвоєної частоти напруги мережі 1, регістр задатчика 2, вихід якого з'єднаний з керуючим входом подільника частоти 3 зі змінним коефіцієнтом ділення, транзисторний ключ 4, вихід якого з'єднаний з входом оптосимісторного силового комутаційного вузла 5, з'єднаного послідовно з нагрівачем Rн, лічильний тригер 6 і вентильний елемент 7, вихід якого з'єднаний з тактовим входом подільника частоти, пристрій блокування 8, об'єднуючий елемент 9, вихід якого з'єднаний з входом транзисторного ключа, 1 формувач доповнюючого імпульса 10. Пристрій для регулювання потужності працює наступним чином. На вхід регістра задатчика 2 від зовнішнього пристрою керування поступає та фіксується двійковий код, що визначає рівень потужності у нагрівані, наприклад: для випадку шестирозрядного коду значення 000000 відповідає повному вимкненню нагрівача, код 100000 - 50% - ному рівню потужності, код 111111 - максимальному рівню потужності. Подільник частоти 3 у відповідності з значенням керуючого коду та імпульсами з частотою зміни напруги мережі, що поступають з виходу вентилю 7, формує на своєму виході рівномірно розподіленому в часі послідовність імпульсів, кількість яких на протязі циклу регулювання (циклом регулювання є проміжок часу, що дорівнює 64 ´ Tм, де Tм - період зміни напруги мережі) дорівнює значенню коду, зафіксованого в регістрі задатчика 2. Вказані імпульси за допомогою транзисторного ключа 4 викликають відкривання силового комутаційного вузла при переході напруги мережі через "нуль" на початку першого напівперіоду вибраного періоду зміни напруги мережі, а також запам'ятовуються на час напівперіоду в пристрої формування доповнюючого імпульсу, що забезпечує проходження імпульсу формувача 1 на початку другого напівперіоду вибраного періоду зміни напруги мережі при умові надходження в першому напівперіоді імпульсу з виходу подільника частоти 3. Таким чином забезпечується повноперіодне ввімкнення нагрівача і, відповідно, повна відсутність постійної складової струму у навантаженні при будь-яких значеннях керуючого коду. Пристрій блокування 8 забороняє роботу подільника частоти 3 та проходження імпульсів через транзисторний ключ 4 при ввімкненні живлення та при порушенні зв'язку з зовнішнім пристроєм керування. Таким чином, усувається вплив перехідних процесів а також можливість некерованого розігріву нагрівача на об'єкті, що значно підвищує надійність роботи пристрою та системи регулювання в цілому.