УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для зажигания и управления мощностью газоразрядных осветительных ламп высокого давления.
Известны управляемые электронные пускорегулирующие аппараты содержащие, выпрямитель, подключенный к сети переменного тока, преобразователь постоянного напряжения и инвертор, к выходу которого подключается разрядная лампа /1/. Пускорегулирующий аппарат имеет приемник, осуществляющий прием и декодирование сигнала управления, поступающего по сети переменного тока. Выход приемника соединен с входом блока управления, управляющего работой инвертора и преобразователя постоянного напряжения пускорегулирующего аппарата. Перевод лампы в энергосберегающий режим производится по команде центральной станции в виде последовательности шумоподобных сигналов повышенной частоты, накладываемых на напряжение сети 50 Гц. Недостатком таких устройств являются, высокая сложность и низкая надежность. Низкая надежность вызвана неустойчивым приемом сигнала, поскольку существуют ограничения по мощности передаваемого сигнала из-за высокой помехоэмиссии. С другой стороны, паразитные параметры линии (индуктивность, емкость, активное сопротивление) способствуют подавлению управляющего сигнала повышенной частоты.
Известен управляемый электронный пускорегулирующий аппарат, содержащий выпрямитель, подключенный к сети переменного тока, преобразователь постоянного напряжения и инвертор, к выходу которого подключается разрядная лампа /2/. Пускорегулирующий аппарат имеет приемник, содержащий датчик напряжения, компаратор, селектор длительности импульсов и триггер. Датчик напряжения подсоединен к выходу выпрямителя. Выход приемника соединен с управляющим входом инвертора. Приемник воспринимает управляющую команду, которая заключается в кратковременном прерывании питающего переменного напряжения на целое число полупериодов. Достоинством такого пускорегулирующего аппарата является простая схема приемника. Недостаток - высокая стоимость и большие габариты электронного пускорегулирующего аппарата. Это объясняется увеличенной емкостью входного фильтра инвертора, которая необходима для обеспечения его работоспособности и уменьшения мерцаний лампы при подаче управляющего сигнала. Причина - ограниченные функциональные возможности приемника, а именно, отсутствие возможности декодировать управляющий сигнал в виде кратковременного снижения напряжения переменного тока в течение нескольких полупериодов.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в снижении стоимости и габаритов устройства.
Задача достигается тем, что управляемый электронный пускорегулирующий аппарат, содержащий выпрямитель, подсоединенный к входным выводам, преобразователь постоянного напряжения, подключенный к выходу выпрямителя, инвертор, подсоединенный своим входом к выходу упомянутого преобразователя постоянного напряжения, а выходом к выводам для подключения лампы, и приемник, содержащий датчик напряжения, компаратор, первый селектор импульсов по длительности и триггер, при этом выход датчика напряжения соединен с первым входом компаратора, выход компаратора подключен к входу первого селектора импульсов по длительности, а выход триггера соединен с управляющим входом инвертора, дополнительно снабжен низкочастотным фильтром, выпрямителем приемника, вторым селектором импульсов по длительности, источником порогового напряжения, при этом низкочастотный фильтр соединен с входными выводами, вход выпрямителя приемника соединен с выходом низкочастотного фильтра, а выход выпрямителя приемника - с датчиком напряжения, второй вход компаратора подключен к источнику порогового напряжения, вход второго селектора импульсов по длительности соединен с выходом компаратора, выход первого селектора импульсов по длительности подключен к установочному входу триггера, а выход второго селектора импульсов по длительности подключен к входу сброса триггера.
Существо полезной модели поясняется чертежом (фиг.1), на котором приведена электрическая схема пускорегулирующего аппарата, где:
1 - источник питания переменного тока,
2 - выпрямитель,
3 - преобразователь постоянного напряжения,
4 - инвертор,
5 - разрядная лампа,
6 - приемник,
7 - низкочастотный фильтр,
8 - выпрямитель,
9 - датчик напряжения,
10 - компаратор,
11 - источник порогового напряжения,
12 - первый селектор импульсов по длительности,
13 - второй селектор импульсов по длительности,
14 - триггер.
Низкочастотный фильтр подсоединен к источнику питания. Выпрямитель выводами переменного тока подключен к низкочастотному фильтру, а выводами постоянного тока - к датчику напряжения. Датчик напряжения соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к источнику порогового напряжения. Вход первого селектора объединен с входом второго селектора и соединен с выходом компаратора. Выход первого селектора подключен к установочному входу триггера, а
выход второго селектора - к входу сброса триггера. Выход триггера соединен с управляющим входом инвертора.
Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения питания запускается преобразователь постоянного напряжения 3 и инвертор 4. Преобразователь постоянного напряжения 3 обеспечивает стабилизацию напряжения на входе инвертора 4. Инвертор 4 производит зажигание разрядной лампы 5, ограничение пускового тока и выход на режим стабилизации мощности разрядной лампы 5. Управление уровнем выходной мощности инвертора 4 (разрядной лампы 5) производится по команде формируемой на силовой линии (источнике питания переменного тока 1). Команда заключается в кратковременном (несколько полупериодов питающего напряжения) уменьшении амплитуды питающего переменного напряжения источника питания переменного тока 1 до заданного значения. Команда принимается и декодируется приемником 6. Напряжение источника питания 1 поступает на вход низкочастотного фильтра 7. После фильтрации и выпрямления (выпрямитель 8) напряжение поступает на датчик напряжения 9. С датчика напряжения 9 напряжение подается на компаратор 10, где сравнивается с пороговым напряжением источника порогового напряжения 11. Если амплитуда напряжения на датчике напряжения 9 выше порогового, то на селекторы импульсов по длительности 12 и 13 поступают короткие импульсы, длительность которых не превышает полупериода питающего напряжения. Если поступила команда, напряжение на датчике напряжения 9 становится ниже порогового значения, определяемого источником порогового напряжения 11. На выходе компаратора 10 формируется импульс заданной длительности. В зависимости от длительности импульса, которая сравнивается с эталонными значениями в селекторах импульсов по длительности 12 и 13, на выходе одного из них появляется импульс, устанавливающий на выходе триггера 14 сигнал высокого уровня (логическая единица) или сигнал низкого уровня (логический нуль). При высоком уровне сигнала инвертор 4 переводится в режим полной мощности, при низком уровне - в режим пониженной мощности (энергосберегающий режим). Наличие селекторов 12, 13 импульсов по длительности позволяет исключить ложное срабатывание приемника 6 при сбоях электропитания. При этом управляющая команда может периодически повторяться, подтверждая заданный режим.
Поскольку напряжение источника питания на время команды не прерывается, входная емкость инвертора выбирается такой же, как и у неуправляемого электронного пускорегулирующего устройства, т.е. в несколько раз меньше чем у прототипа. Поэтому стоимость и габариты устройства ниже, чем у прототипа.
Источники информации:
1. Управляемые пускорегулирующие аппараты для натриевых ламп высокого давления. Журнал "Практическая силовая электроника", №10, 2003 г., С.37-42.
2. Патент РФ на полезную модель №12320, МКИ 6 Н05В 41/24. Электронное пускорегулирующее устройство. Опубл. Б.И. №12 1999 г. - прототип.