Способ преобразования постоянного тока в постоянное напряжение

Способ преобразования постоянного тока в постоянное напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, пропорциональное величине этого тока, при котором изменяют частоту переключений магнитно-транзисторного преобразователя путем подмагничивания сердечника его трансформатора указанным постоянным током, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения полосы пропускания, указанное напряжение определяют путем измерения . среднего значения тока, потребляемого магнитно-транзисторным преобразователем . со 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) зии Н 02 М 3 335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 3392973/24 "07 (22) 10;02.82 (46) 07.07.84. Бюл. Ф 25 (72) В.В. Болотов, А.П. Зайцев, И.А. Янушик, В.А. Подлягин,И.А. Гачик, В.П. Перепелицын и В.А. Гордовой .(53) 621.314.58 (088.8) (56) 1. Писарев А.Л., Деткин Л.П.

Управление тиристорными преобразователями. "Энергия", 1975, с. 243.

2, Спектр С.А, Измерение больпп х постоянных токов. "Энергия", 1978, с. 31.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 875559, кл. Н 02 М 3/335, 1979. (54) (57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, пропорциональное величине этого тока, при котором изменяют частоту переключений магнитно-транзисторного преобразователя путем подмагничивания сердечника его трансформатора указанным постоянным током, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения надежности и увеличения полосы пропускания, указанное напряжение определяют путем измерения среднего значения тока, потребляемого магнитно-транзисторным преобразователем.

1 11

Изобретение относится в основном к способам преобразования постоянного тока в постоянное Напряжение,пропорциональное величине этого тока, и может быть использовано для авторегулирования и контроля тока в промьпплеиных электроприводах и преобразовательных установках.

Известен способ преобразования постоянного тока, при котором напряжение, снимаемое с шунта, модулируют, усиливают и демодулируют! !, Однако такой способ является относительно сложным и не обеспечивает достаточно надежную гальваническую развязку.

Известен также способ, при котором преобразуют постоянный ток с помощью трансформаторов постоянного тока, уравновешивают магнитодвижущую силу постоянного тока магнитодвижущей силой переменного тока постоянной частоты (2 3.

Однако в основном способ применим для преобразования больвих токов и его применение для регулирования и защиты ограничено.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ преобразования постоянного тока, заключающийся в том, что этим током подмагничивают сердечник трансформатора магнитно-транзисторного автогенератора и изменяют частоту его переключений (автоколебаний), а выходное напряжение прямоугольной Формы преобразуют в пилообразное напряжение н по изменению амплитуды последнего судят о величине контролируемого тока Г 33.

Недостатком известного способа является то, что при Формировании пилообразного напряжения конденсаторы должны быть разряжены до нуля при каждом цикле переключения магнитно-транзисторного преобразователя, что накладывае ограничение по частоте, а следовательно, и по полосе пропускания преобразователя. Кроме того, способ имеет недостаточную надежность из-за промежуточных преобразований и возможен сбой процесса заряд-разряд конденсаторов при наличии помех.

Целью изобретения является повыаение надежности способа и увеличение полосы пропускания путем йсключения промежуточных преобразований.

01986 1

10 !

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования постоянного тока в постоянное напряженке, пропорциональное величине этого тока, при котором изменяют частоту переключений магнитно-транзисторного преобразователя путем подмагничивания сердечника его трансФорматора указанным постоянным током, указанное напряжение определяют путем измерения среднего значения тока, потребляемого магнитно-транзисторным преобразователем.

На фиг.1 представлены временные диаграммы; на фиг.2 — пример выполнения устройства, реализующего способ.

На диаграммах (фиг.1) обозначены входной контролируемый ток 1, которым подмагничивают сердечник трансформатора преобразователя, 2 напряжение, пропорциональное току, потребляемому преобразователем, выходное напряжение 3 (среднее значение или результат преобразования).

Устройство, реализующее способ, содержит магнитно-транзисторный преобразователь 4, источник 5 смешения, фильтр 6. Контролируемый ток 1 пропускается по отдельному проводнику 7, который проходит через окно сердечника 8 преобразователя 4.

Преобразователь питается от источника 9 через общий резистор 10 и представляет собой мультивибратор, например, с резисторньачи коллекторбазовыми связями, причем коллекторы транзисторов 11 и 12 соединены с источником через обмотки трансФорматора.

Способ осуществляется следующим

Образоме

Изменяют частоту переключений магнитно-транзисторного преобразователя путем подмагничивания сердечника его трансформатора постоянным контролируемык током.

Зыходное напряжение получают путем измерения среднего значения тока, потребляемого магнитно-транэисторньи преобразователем.

Рассмотрим работу магнитно-транзисторного преобразователя в режиме двойного намагничивания его сердечника трансформатора: переменным магнитным потоком в результате поочередного протекания коллекторных токов через транзисторы 11 и 12 и обмотки трансформатора и постоянным магнитным

3 11019 потоком от протекания. входного контролируемого тока 1 через проводник 7.

При отсутствии тока 1 сердечник .8 перемагничивается в каждом цикле переключений и преобразователь работает с частотой, определяемой в основном параметрами трансформатора.

В момент времени В открывается,например, транзистор 11, и ток через него увеличивается до момента ty c 10 определенной постоянной времени и до уровня, определяемого напряжением источника 9 н параметрами цепи, включающей резистор f0». На участке возрастания коллекторного тока к базе транзистора 11 прикладывается плюсовое, т.е. способствующее открыванию, напряжение через ..коллектор-базовый резистор за счет магнит- но-связанных обмоток трансформатора. р

При достижении коллекторньи токаи максимального значения транзистор пе-. реходит в активную область работы.

ЭДС самоиндукции коллекторной обмотки начинает изменять свой знак (лрек-р5 ращение положительной обработкой свя-зи) и транзистор 11 закрывается. В момент времени t он полностью закрывается отрицательным напряжением на его базе, и в то же время положи- Зв тельный потенциал на базе транзистора f2 достигнет определенного уровня, при которои он откроется, и т.д. Такии образом, в режиме токоограничения резистором 10 транзисторы 11 и 12 работают в активном режиме, а преобразователь - в режиме переключателя тока. В этом случае ток . через общий резистор 10 протекает непрерывно, т.е. нижний уровень пульсаций коллекторных токов не достигает нулевого значения.

86 Ф на другом более высоком уровне (время t3-t<), пока величина тока 1

I не изменится и т.д..Соответственно и среднее значение тока, потребляемое преобразователем, увеличивается.

Если вместо резисторных коллекторно-базовых связей взять еикостные (фнг.2,пунктир), то характер фрон» тов пулъсацнй тока, потребляемого преобразователем, изменится (фиг.f, ток 2, пунктир) ввиду форсированного открывания транзисторов 11 и 12, а среднее значение тока 2 будет изменяться аналогичным образом. Важно только, чтобы во всех случаях хотя бы один иэ фронтов пульсаций был линейным для пропорционального изменения напряжения 3 в зависимости от тока

При лодмагничивании сердечника трансформатора преобразователя 4 постоянным током 1 (время t>-tq u далее, фиг.1) частные циклы пере« иагничивания сердечника сокращаютсл, а частота переключений йреобразователя увеличивается. В этом случае коллекторные токи также достигают 50 своих максимальных значений, а нижний уровень пульсаций увеличивается.

Это происходит потому, что ток через один транзистор не успевает снизится до прежнего уровня к моменту 55 включения другого транзистора, в результате, нижняя граница пульсаций коллекторных токов устанавливается

Поскольку преобразователь потребляет ток и в отсутствии тока 1, т.е. напряжение 2 имеет при этом определенное значение, при необходимости

его иожно скомпенсировать источни-, ком 5. Выходное отфильтрованное напряжение 3 (фиг.1) теи точнее передает информацию о входнои токе 1, чем болыие начальная частота лерекпючений преобразователя, чем и определяется полоса пропускания,ко- торую предложенный способ позволяет повысить на порядок путем исключения промежуточных преобразований.

При этои, посколъку сердечник трансформатора преобразователя не чувствителен к направлению постоянного потока лодиагничивания, предложенным способом можно контролировать и переменный ток достаточно высокой частоты. В случае контроля больюих токов (свыие 10А) лодиагничивание сердечника трансформатора преобразователя производят частьв тока, т.е. силовой проводник расщепляют и в окно сердечника пропускают проводник иенъиего сечения с учетои его длины, длины основного проводника и величины тока.

Такии образом, преобразование постоянного тока в п напряжение осуществляется сравнительно просто, с болыией полосой пронускания и более надежно, что расюиряет область применения способа как в импульсных, так и непрерывных системах регулирования и контроля тока в нромьиленных электронриводах

S 1 301986 6 постоянного тока и преобразователь- разователей, например с индуктивными ных установках. Предлагаемый способ коллектор-базовыми связями, включая реализуется и на других типах преоб- однотактные схемы.

Составитель В. Моин

Техред 0. Иеце Корректор Л. Шеньо

Редактор О. Врковецкая

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4779/41

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4