Regulador de potência digital. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Este dispositivo destina-se ao controle de potência de fase em instalações elétricas e térmicas trifásicas. A potência de carga permitida depende principalmente da potência dos elementos de comutação do regulador. Com não menos sucesso, pode funcionar em redes monofásicas, bem como com cargas de menor potência. A peculiaridade do regulador é que o valor do ângulo de controle pode ser definido digitalmente; em outras palavras, a potência da carga pode ser controlada por um microprocessador.

O regulador usa um método de controle de pulso com elementos de comutação - tiristores simétricos. O tempo de regulação de fase determina o número de bits no contador da unidade de controle e o período da tensão da rede. O diagrama de blocos da versão trifásica do regulador é mostrado na Fig.

Figura.1

O código de controle digital do microprocessador de controle é fornecido à entrada de três nós de controle idênticos - canais A, B e C. As informações de fase necessárias para a operação de cada canal vêm da rede de alimentação de carga trifásica. Cada canal gera um sinal de controle para seu próprio triac. Uma fonte separada de tensão estabilizada de 5 V é usada para alimentar os circuitos do canal.

Um diagrama esquemático de um dos canais é mostrado na Fig. A tensão de fase senoidal através do resistor R2 é fornecida à unidade de sincronização, feita em um optoacoplador duplo U1.

Fig.2 (clique para ampliar)

Com meia onda positiva, a corrente flui através do LED do optoacoplador U1.1 e o transistor deste optoacoplador está aberto, portanto o nível do sinal é baixo nas entradas do elemento lógico DD1.1. Com meia onda negativa, o transistor optoacoplador U1.2 está aberto e as entradas do elemento DD1.1 também estão baixas.

Mas nos momentos em que a tensão da rede passa por zero, ambos os LEDs são desligados, os transistores do optoacoplador são fechados e o nível 1.1 aparece nas entradas do elemento DD1 por curtos períodos de tempo. Na saída deste elemento, pulsos de sincronização retangulares são formados nos momentos em que a tensão da rede da fase é zero.

Os pulsos de sincronização são fornecidos simultaneamente à entrada de habilitação de escrita do contador PE DD2, a uma das entradas do trigger RS ​​montada nos elementos DD3.1, DD3.2 e à entrada de controle do gerador de pulsos (para um dos entradas do elemento DD1.3). Quando uma tensão de baixo nível chega à entrada PE do contador DD2, o código previamente gravado nas entradas paralelas D1-D4 do contador é carregado nele independentemente dos sinais nas entradas do relógio, ou seja, a operação de carregamento paralelo é assíncrona.

na posição inicial na saída >=15 o contador está em nível alto. Se a contagem atingiu o máximo, então com a chegada da próxima transição negativa do clock na entrada +1 do contador, aparecerá em sua saída o nível 0. Assim, pulsos de baixo nível são recebidos nas entradas do gatilho RS DD3.1, DD3.2: um pulso de clock do elemento lógico DD1.1 e o pulso de saída do contador DD2, deslocado em relação ao pulso de clock por um tempo determinado pelo código digital nas entradas paralelas D1-D4 de o contador.

Um sinal de alto nível aparece na saída do trigger RS, permitindo a passagem dos pulsos do gerador para a saída do elemento correspondente DD4.1. Este elemento forma pacotes de pulsos curtos, que, através do transformador de pulso T1, entram na transição de controle do canal triac e o abrem. O transformador de pulso permite o isolamento galvânico dos circuitos do canal da rede.

A corrente consumida por todos os três canais de uma fonte de tensão estabilizada de 5 V é de cerca de 100 mA.

O gerador de pulsos é feito nos elementos lógicos DD1.2-DD1.4. A frequência fg dos pulsos do gerador é selecionada de acordo com a dependência fg=2Fc(2n-1), Hz, onde Fc é a frequência da rede de alimentação, Hz; n é o número de dígitos do contador. Para o caso em consideração fg=2*50*(24-1)=1500 Hz.

O transformador de pulso T1 é serial, MIT-4, possuindo três enrolamentos idênticos de 100 espiras cada.

Configurar um regulador de energia envolve definir a frequência necessária do gerador.

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