Многозонные частотно-широтно-импульсные интегрирующие регуляторы с «эстафетными» алгоритмами работы релейных элементов

Цытович Леонид Игнатьевич ,Бубнова Марина Геннадьевна

doi:10.14529/power160408

Abstract

The basic structure and operating principle of the multizone integrating regulator are considered in the paper. The regulator is based on multizone frequency-width-pulse modulation. The virtual model of the multizone regulator is made in the MATLAB + Simulink program. Time diagrams of the regulator are constructed with a virtual model. Main equations and static characteristics of multizone the regulator, in particular, amplitude and modulation characteristics are given. Advantages and disadvantages of the regulators are mentioned. Two ways of relay algorithm are offered in paper. Relay elements are parts of the regulator. In particular, multizone regulator with self-reactance and unit-counting relay algorithm are shown. The main advantage of relay algorithms is the ability to provide a uniform distribution of the power loss between the output power keys. It enables improvement of energy performance of the control system and of its reliability. The structures of multizone regulators with relay algorithms and time diagrams of the signals are given. Example of the temperature control system in the electric heating installation based on the multi-zone AC regulator is provided. The “rotating” thermal field is generated in the “relay” mode of electric heaters. As a result, uneven temperatures in the heating installation are reduced by at least 3–5 times. This paper can be interesting for power and information electronics, electric drive and process automation specialists.

Highlights

Устройства аналоговой и цифровой электроникиМНОГОЗОННЫЕ ЧАСТОТНО-ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ИНТЕГРИРУЮЩИЕ РЕГУЛЯТОРЫ С «ЭСТАФЕТНЫМИ» АЛГОРИТМАМИ РАБОТЫ РЕЛЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
Однако при построении на основе данного класса устройств силовых преобразователей, например регуляторов переменного напряжения, возникает необходимость выравнивания потерь мощности между выходными силовыми ключами с целью повышения энергетических показателей системы в целом, в частности снижение потребления электроэнергии, и ее надежности [6, 10, 11].
1. Структурная схема (а), виртуальная модель (б) и временные диаграммы сигналов (б–ж) многозонного интегрирующего регулятора.

Summary

Устройства аналоговой и цифровой электроники

МНОГОЗОННЫЕ ЧАСТОТНО-ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ИНТЕГРИРУЮЩИЕ РЕГУЛЯТОРЫ С «ЭСТАФЕТНЫМИ» АЛГОРИТМАМИ РАБОТЫ РЕЛЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Однако при построении на основе данного класса устройств силовых преобразователей, например регуляторов переменного напряжения, возникает необходимость выравнивания потерь мощности между выходными силовыми ключами с целью повышения энергетических показателей системы в целом, в частности снижение потребления электроэнергии, и ее надежности [6, 10, 11]. 1. Структурная схема (а), виртуальная модель (б) и временные диаграммы сигналов (б–ж) многозонного интегрирующего регулятора. 1, д) МР вновь входит в режим устойчивых автоколебаний, когда амплитуда выходного сигнала интегратора И ограничена порогами переключения ±b1 1, з) складывается из постоянной составляющей первой модуляционной зоны «МЗ1» и среднего значения импульсов второй модуляционной зоны «МЗ2+», а среднее значение Y01 выходного сигнала РЭ1 1, в, момент времени t ≥ t2), то меняется производная участков пилообразного выходного сигнала интегратора И

При этом амплитудная характеристика

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ