Устройство для регулирования действующего значения напряжения

Иллюстрации

Устройство для регулирования действующего значения напряжения (патент 291189)
Устройство для регулирования действующего значения напряжения (патент 291189)
Устройство для регулирования действующего значения напряжения (патент 291189)
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