Стабилизированный источник переменного напряжения

Стабилизированный источник переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(iii792228

Союз Соеетскик

Социалистическив

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28.08.78 (2l )2657936/24-07 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 30,12.80. Бюллетень Рй 48

Дата опубликования описания 02.ру.8g

Э (5! )М. Кл.

505 P 4./44

Ркударствввиый квннтет

СССР

00 делан вавбретеикк н втврнтвй (53) УДК 621...316.722 (088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Александров

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (7!) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИКПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках переменного напряжения синусоидальной и квазипрямоугольной формы.

Известны стабилизированные источники переменного напряжения с непрерывным регулятором в цепи питания инвертора (3.), (2) и с импульсным рет улятором и фильтром (3).

Наиболее близким из известных технических решений является стабилизированный источник переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные импульсный регулятор, сглаживающий фильтр и инвертор, выход которого соединен с цепью для подключения нагрузки, к которой подключен вход цепи обрат« ной связи, и широтно-импульсный модулятор (31.

Однако в этом устройстве нельзя получить высокую точность стабилизации в установившемся и в переходном режимах беэ специальных корректирующих звеньев, поскольку система регулирования, содержащая несколько инерционных звеньев (,С-фильтр, цепь обратной свя-, зи, импульсный регулятор), неустойчива при сравнительно небольшом коэффициенте усиления или же обладает низким быстродействием. Другим недостатком устройства является высокий коэффициент гармоник, выходного напряжения. Включение в эт» устройство после инвертора выход о кого фильтра ползволило бы снизить коэффициент гармоник, однако устойчивость и точность системы при этом станут хуже эа счет введения в канал регулирования

15 еще одного инерционного звена.

Целью изобретения является снижение коэффициента гармоник выходного напряжения и повышение точности стабилизации.

Это достигается тем, что стабилизированный источник . переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные импульсный регулятор, сглаживающий фильтр и инвертор, выход ко2228 4

5 0 5

40 ф5

Пусть .выходное напряжение уменьшилось вследствие изменения напряжения питания или нагрузки. На выходе измерителя ошибки 6 выделяется напряжение, пропорциональное отклонению выходной величины О от заданного значения, и поступает на вход модулятора 4. Модулятор увеличивает ширину выходных инвертора и выходное напряжение увеличивается Тот же сигнал с Bbtxoge HG» мерителя 6 интегрируешься интегратором

8 и поступает на управляющий вход импульсного регуляторе l. При этом напряжение на выходе фильтра 2 растет, 50

Формул ч изобретения

3 78 торого соединен с цепью для подключения нагрузки, к которой подключен вход цепи обратной связи, и ширитно-импульсный регулятор, снабжен ийтегратором, вход которого соединен с выходом цепи образ ной связи, а выход - с управляющей цепью импульсного регулятора, вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом цепи обратной связи, а выход с управляющим входом инвертора. Кроме того, в упрввляющую цепь имцульсного регулятора введен биполярный усилитель постоянного тока.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюра выходного напряжения инвертор а.

Устройство состоит из импульсного регулятора l со сглаживающим фильтром

2, инвертора 3, широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 4, цепи обратной связи 5, измерителя ошибки 6 регулирования с источником опорного напряжения 7, интегратора 8, задающего генератора 9 и измерителя выходного напряжения lO.

Выходной фильтр 1 l, выделяющий первую гармонику, при невысоких требованиях к форме выходного напряжения может отсутствовать.

При питании устройства от сети переменного тока в качестве импульсного регулятора l может быть использован управляемый выпрямитель, при питании or постоянного токе - широтно-импульсный, частотно-импульсный или релейный регулятор. Широтно-импульсный модулятор выполнен таким образом, чтобы при нулевом сигнале управления ширина выходных импульсов составляла около

l 1.8 эл.град для однофаэного инвертора и около 114 эл.град для трехфазного инвертора, что соответствует минимуму коэффициента гармоник, Рассмотрим работу устройства в переходном режиме. что приводит к увеличению выходного напряжения источника. По мере приближения ця,1, . к заданной величине напряжение ошиоки с измерителя 6 стремится к нулю, а ширина импульсов инвертора уменьшается, По окончанию переходного процесса. устанавливается длительность импульсов около 1 18 эл.град, соответствующая минимальному коэффициенту гармоник.

Наилучшие результаты можно получить при использовании в модуляторе 4 двустороннего ШИМ, поскольку при одновременном изменении переднего и заднего фронтов фаза выходного напряжения источника остается неизменной.

Предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность регулирования в установившемся и переходном режимах по сравнению с известными. Высокая статическая точность обусловлена включением интегрирующего звена в канал регулирования. При этом канал регулирования ширины импульсов инвертора обеспечивает быстродействие в переходном режиме и увеличивает запас устойчивости. системы в целом. Расчет одного из вариантов источника с выходным резонан"ным фильт ром и управляемым выпрямителем показал, что ввдение канала регулирования инвертора с коэффициентом К l6 позволяет увеличить коэффициент основного канала в 5,6 раза. При этом сокращается время переходного процесса в

2,5 раза, а перерегулирование в- 7 раэ.

Предложенное техническое решение позволяет также снизить в несколько раз коэффициент гармоник выходного напряжения.

Другим преимуществом предлагаемого устройства при питании его от сети пе« ременного тока является возможность смещения функций выпрямителя и регулятора в одном блоке - управляемом выпрямителе, что приведет к упрощению и удешевлению устройства при высокой точности регулирования в переходном и установившемся режимах.

1. Стабилизированчый, источник. переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные импульсный регулятор, сглаживающий фильтр и инвертор, выход которого соединен с цепью для подключения нагрузки, к которой подключен вход цепи обратной связи, и

5 792 широтно-импульсный модулятор, о тличающийся тем,что,cöåëüþ снижения коэффициента гармоник и повышения точности стабилизации в переходном и установившемся режимах, источник снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом цепи обратной связи, а выход — с управляюшей цепью импульсного регулятора, вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом цепи обратной связи, а выход — с управляюшим входом инвер тора.

228 Ь

2. Стабилизированный источник ito и. 3,отличающийся тем, что в управляюшую цепь импульсного регулятора введен биполярный усили.тель постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 530322, кл.Q05 F l/44, 1976.

16 2. Авторское свидетельство СССР

N 559229, кл. 5 05 F 1/44, 1975.

3. Патент США N. 3737755, кл. 321-2, 1973.

Составитель Л. Стрелкин

Редактор 3. Ходакова Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 9432/47 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

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