Устройство для регулирования действующего значения напряжения

Устройство для регулирования действующего значения напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

29Ц89

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Респуолик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК G 05f 1/32

Заявлено 15.111.1967 (№ 1140233/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 10.Ш.1971

Комитет по делам иао0ретеииХ и OIKpbITNA при Сосете Мииистров

СССР

УДК 621.316.722(088.8) Автор г.:;,.,,. изобретения А. Г. Савин

Заявитель Калининский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

U,= и1 т, В известных устройствах для регулирования действующего значения напряжения, например, на выходе импульсных регуляторов напряжения, содержащих регулирующий элемент и орган управления, включающий широтно-импульсный модулятор, измерительный элемент и элемент сравнения, при построении измерительного органа действующего напряжения возникают значительные трудности, так как применяющиеся для этого схемы либо сложны, либо не обеспечивают необходимой точности при широком изменении формы выходного напряжения.

В предложенном устройстве в качестве измерительного элемента, широтно-импульсного модулятора и элемента сравнения применен магнитный усилитель, первая обмотка управления которого подключена на выходное напряжение, пропорциональное его амплитудному значению, вторая — среднему, а третья— напряжению, пропорциональному среднему значению переменной составляющей выходного напряжения, причем м.д.с. указанных обмоток направлены согласно между собой и встречно по отношению к м.д.с. обмотки смещения магнитного усилителя.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 показана форма выходного напряжения регулятора.

На фигурах приведены следующие обозначения: СЧ вЂ” силовая часть импульсного регулятора (или инвертора), а СУ вЂ” схема управления регулятора (плн инвертора), из которой вынесен и начерчен более подробно магнитный усилитель Л1У, включающий три обмотки управления с выходными клеммами аб, вг, де и соответствующими витками:

Ю,— Wy,, Wy, — Fy,, % у, — 11, 10 Принцип работы устройства следующий.

Напряжение на выходе импульсного регулятора или инвертора с широтно-импульсным модулятором — это последовательность однополярных или разнополярных прямоугольных

15 импульсов, имеющих переменную амплитуду U и переменную ширину t (см. фиг. 2).

Действующее значение напряжения при этом равно

2О где т = — — относительная ширина импульса

I — период повторения импульсов.

Уравнение 1 может быть представлено в виде U,=И 1 — (1 — т) и Разложено в Ряд по степеням /1 — т/. Ограничиваясь несколькими, например, тремя первыми членами ряда, имеем

1 1 (3

U =U 1 — — (1 — -) — — (1 — ) = / — +

30 6 1, Г 3 5 1

+ — z — — -. = U — + — т+ — (1 — -.) т (2)

8 8 ) 8 8 8

291189

Выходное напряжение может быть представлено в виде суммы постоянной составляющей

Ь,р и переменной составляющей (заштрихованная часть см. фиг. 2). Эта переменная составляющая может быть тем или иным способом выделена и выпрямлена. Среднее за период Т значение выпрямленной переменной составляющей равно выпр — 2 ) (1 т) т (3) Постоянная составляющая в выходном напряжении равна: ср= U < (<) Сравнивая равенство 2, 8, 4, находим:

U = — U + — С,р + — 0 в„„р (5) Если токи в обмотках управления будут удовлетворять соотношению:

3 5 1 — U — U — U ср 16 вывр

С = const, (6) (А Ф )1 (А И )в (А >)s где (ЛФ ), — ампервитки обмоток МУ, включенных на соответствующие напряжения, то суммарная, средняя за период Т м.д.с. этих трех обмоток будет равна:

Таким образом, может быть получена м.д.с. управляющих обмоток, пропорциональная действующему напряжению на выходе.

Угол насыщения Я,У определяется суммарным действием обмоток управления и смещения (И „,). Если мы зададимся с помощью смещения рабочей точки на характеристике вход — угол насыщения Л1У, соответствующей определенному значению выходного напряжения, то при отключении этого напряжения изменится суммарная м.д.с. всех обмоток, что приведет к изменению угла насыщения, и при том к такому, которое восстанавливало оы прежнее значение напряжения на выходе.

Для этого необходимо, чтобы м.д.с. смещения была направлена в сторону увеличения выходного напряжения, а м,д.с. управляющих обмоток в обратную сторону.

Таким образом, при постоянстве смещения действующее значение напряжения также будет постоянным с точностью, определяемой чувствительностью МУ, а регулируя смещение, мы можем регулировать и выходное напряжение.

Выпрямитель Â, выпрямляет выходное переменное напряжение, преобразуя его в последовательность однополярных импульсов.

Для импульсных регуляторов, имеющих на выходе пульсирующее напряжение, он не нужен, и измерительная часть схемы включается непосредственно на выход регулятора. Цепочка RI — D> — С1 служит для измерения амплитуды U выходного напряжения.

Если постоянная времени R< С много меньше постоянной времени Rz С>, то напряжение на конденсаторе С мало отличается от амплитудного и ток в обмотке W», пропорционален амплитуде напряжения. Иногда возможно пренебречь внутренним сопротивлением инвертора или стабилизатора. Тогда амплитуда напряжения на выходе может быть определена через входное напряжение: (— К ()вх где I(— коэффициент трансформации трансформатора инвертора (для регуля. тора К=1).

В этом случае вмесго измерения амплитудь может быть измерено входное напряжение„ тогда обмотка W> подключается к выводам ж, з, и схема упрощается. Обмотка 1V», включена на среднее напряжение. Обмотка W»»,, включенная на выход выпрямителя Вг, измеряет среднее значение переменной составляющей, которая выделяется конденсатором С .

Сопротивления К, Кз, К4 служат для установления токов в обмотках магнитного усилителя в соответствии с равенством 6.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования действующего значения напряжения, например, на выходе импульсных регуляторов напряжения, содержащее регулирующии элемент и орган управления, включающии широтно-импульсный модулятор, измерительныи элемент и элемент сравнения, отличающееся тем, что, с цельк упрощения устроиства, в качестве измери тельного элемента, элемента сравнения и ш» ротно-импульсного модулятора применен манитный усилитель, первая обмотка управлсния которого подключена на выходное напр».:жение, пропорциональное его амплитудному значению, вторая — среднему, а третья — напряжению, пропорциональному среднему значению переменнои составляющей выходного напряжения, причем м.д.с. указанных обмоток направлены согласно между собой и встречно по отношению к м.д.с. обмотки смещения магнитного усилителя.

291189

Составитель В. Круглова

Редактор Е. Гончар

Техред А. А. Камышннкова Корректор О. М. Ковалева

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. № 148 Заказ 351/13 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5