Регулятор мощности

 

РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ, содерхсаший включенный между входным и через трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключено нагрузочное сопротивление, выходным выводами регулирующий орган, управляющий вход кото рого соединен с выходом усвлитеяя, идмнительный аргвя переменного навряжв ния выходом подключенный к одному йд входов сравнивающего устройства, гой вход которого соединен с тшходом источника свюрного напряжения, и сумматор , , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения точности регулирования , между выходом сравнивающего устройства и входом усил 1теля включена церпь, состоящая иа последовательно соединенных дополнительного сравнива1ошего устройства и дополнительных сумаьматоров , соединенных последовательно с основным сумматором, ко второму входу дополнительнсяго сравнивающего устройства подключен выход дополнительно введённого измерительного органа, вход которого соединен с нагрузочным сопротивлением вторичной хэбмотки трансформатора тока, ко второму входу (Л д ого иа сумматоров подключена цепь, состоящая из введенных ключевого эл&мент , вход которого соединен с выходом предключевсмо сравнивающих) устройс-|. ва, к одному входу которого подключен , выход дополнительного источника опорного напряжения и делителя напр5зжения, 4 выход соединен со вторым вхоср дом предключевого сравнивающего уст00 00 ройства, а его вход - с выходом дoпoAi нительного измерительного органа, при4 чем вход основного измерительного., ор: гша с шдаодным выводом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1049884 5п G 05 Р 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ »

У

Ъ %

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " " " .:::1,»

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3374231/24-07„ (22) 04. 01.82 (46) 23. 10. 83. Бюл. № 39 (72) С. П. Парников, В. Н. Федоров, B. А. Сысоев и В. А. Курчиднс (7 1) Рязанский радиотехнический институт (S3) 621.316; 728 (088, 8) (S6) 1. Мамкинов Л, Б. и др, Быстро действующий стабилизатор мощности.Приборы и техника эксперимента", М 2, 1971.

2. Гарбер Л. Я. и др, Стабилизиро.ваннЫй регулятор электронагрева катсм, :да термоэмиссионного преобразовате- ля .- Приборы и техника эксперимента .

М 4, 1974

3. Авторское свидетельство СССР № 555392, кл, G 05 Р 1/66, 1977.» (54 ).(57) РЕГУЛЯГОР МОЩНОСТИ, со держащий включенный между входньпи и через .трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключено нагрузочное, сопротивление, вь:ходным выводами регулирующий орган управляющий вход кото с рого соединен с выходом усилителя, и4ь мерительный орган переменного наиряжФ» ния выходом подключенный к одному йе входов сравнивающего устройства, др »» гой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, и сумматор, отличающийся тем, что с целью повышения точности регулирования, между выходом сравнивающм"о, устройства и входом усилителя включена. цепь, состоящая из последовательно соединенных дополнительного сравнивающего устройства и дополнительных сума.маторов, соединенных последовательно с основным сумматором, . ко второму входу дополнительного сравнивающего устройства подключен выход дополнительно введенного измерительного органа, вход которого соединен с нагрузочным сопротивлением вторичной обмотки транс@ форматора тока, ко второму входу каж дого из сумматоров подключена цепь, состоящая из введенных ключевого элемента, вход которого. соединен. c выходом нредключевого сравнивающего устройства, к одному входу которого подключен ,.выход дополнительного источника .опор:ного напряжения и делителя напряжения, .выход-которого соединен со вторым вхо- ФФв дом предключевого сравнивающего уст- C© ройства, а его вход» с выходом допоь Я} ..нительного измерительного органа, при- Q(} чем вход основного измерительного, ор- >фью ,, гана соединен с выходным выводом.

1. 1049

Изобретение относится к автоматике и электротехнике и ожет быть использо вано в качестве вторичных, источников электропитания, в .частности регулятора мощности при изменений напряжения

1 5 сети и сопротивления нагрузки.

Известен регулятор мошности содержащий регулирующий орган, вход которого соединен с зажимами первичной сети, а выход с последовательной цепью 1О эталонного сопротивления и нагрузки, цри этом управляемая часть регулирующе о органа соединена с выходом сравни-. вающего устройства, первый вход которого соединен с источником опорного сит нала, а второй вход соединен с выходом сумматора, один из входов которого связан с выходом первой логарифмической ячейки, а другой вход связан с выходом второй логарифмической ячейки, причем вход первой ячейки соединен с выходом нагрузки, а второй вход соединен с вы-. ходными значениями эталонного сопро», тивления Г1 3 °

Недостатком этого устройства является снижение точности иэ-за наличия логарифмических ячеек, выполненных на аналоговых элементах»

Известно также устройство, содержащее регулирующий орган, измеритель. ные органы напряжения и тока, два трансформатора, каждая пара вторичных обмоток которых соединена так, что в, одной из них происходит суммирование .напряжений от датчиков напряжения и тока, а в другой вычитакие их,. причем выходы указанных сумматоров подаются на входы квадраторов, выходы которых соединены с входами другогО сумматора, выход которого свюан с входом сравнивающего устройства, сое 4О диненного с выходами источника опор ного напряженка, а выход сравнивающего устройства через усилитель соединен с управляемой частью регулирующего органа Г2 3.

Недостатком aTofe Мройства является снижение точности иэза наличия большого количества элементов для реа лкзации квадраторов, параметры иото ó, измеряются при Воздействии клима- ® тическнх факторов и стареиия, а также. за счет косвенного метода умножения переменных при значите ной сложнов» ти реализации»

Наиболее близким к изобретению яв Я ляется регулятор мощности, содержащий включенный между входным и через трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключено нагрузочное coapcrrasление, выходным выводами регулирую- щий орган, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя, измерительный орган переменного нщтряжения, щаходом. подклкиенный к одному из входов сравнивающего устройства, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, и сумматор 13 g.

Недостатком этого устройства является невысокая точность, которая возрастает цри увеличении диапазона изменения сопротивления нагрузки, Белью изобретения является повышение точности регулирования» йоставленная цель достигается тем, что s регуляторе мощности, содержаи1еМ включенный между входным и через. трансформатор тока, ко вторичной обмов ке которого подключено нагруэочное сопротивление, выходным выводами регулирующий орган, упра6ляющий ицссщ которого соединен с выходом усилителя,. измерительный орган переменного тока, выходом подключенный к одному из входов сравнивающего устройства, другой вход которого соединен с выходом источ ника опорного напряжения, и сумматор, между выходом сравнивающего уса ройства и входом усилителя включена цепь, состоящая из последовательно соедииеннык . Дополнительного сравнивающе го устройства и дополнительных суммато- « ров, соединенных последовательно с основным сумматором, ко второму входу допоь нительного сравнивающего устройства ждключен выход дополнительно введенного измерительного органа,. вход которого соединен с нагрузочным .сопротивле нием вторичной обмотки трансформатора тока, ко второму входу каждого из сумматоров подключена цепь, состоящая as введенных ключевого элемента, вход которого соединен с выходом предключевоFo сравнивающего устройства» K Одному входу KoTopoFo подключен выхОд допол нительиого источника опорного напряжения и делителя напряжении, выход кото рого соединен со вторым входом предключевого сравнивающего устройства, а его вход - с выходом дополнительного изма-. рительиого органа, причем вход основного измерительного органа соединен с выходным выводом»

На фиг 1 приведена структурная схема регулятора мощности; на фиг. 2графини выходных статических характеристик»

84 4

Если s качестве ключевых элементов выбрать однонаправленные вентили, то по иере уменьшения 2 ь, уменьшается напряжение не входах предключевых сравнивающих устройств 13, и после

3 10498

Регулятор мощности (фиг. 1) состоит иэ регулирующего органа 1, соединенного с входным выводом регулятора 2 и через трансформатор тока .3, вторичная обмотка которого нагружена на сопротивление (эквивалент), с выходным вы» иодом регулятора 4. Выход 4 соединен с входом измерительного органа 5, выход которого связан с одним из входов сравнивающего устройства 6, другой вход юторого связан с выходом источ ника 7 опорного напряжения. Зажимы нагруэочного сопротивления эквивалентач енсформатора 3 тока (датчика тока1 включены к входу дополнительного изме

15 рительного органа 8, выход которого соединен с входом дополнительного сравнивающего устройства 9, другой вход. юторого подключен. к выходу сравниваюшего устройства 6. Дополнительные сум маторы 10, ..., 10., 10 образуют . последовательно соединенную цепь. Ври этом выход последнего сумматора 10 соединен с входом усилителя ll, вы ход которого связан с управляемой частью регулирующего органа l. Вторые. входы сумматоров 10 соединены с вы ходами соответствующих ключевых эле-. ментов 12) ..., 12;,..., 12„, входы юторых соединены с выходами предключевых дополнительных сравнивающих .: устройств 13) р ее еар 13j у ° °, ) 13 ° Одни нэ входов сравнивающих устройств 13 связаны с выходами соответствующих. дополнительных источников опорных напря жений 14 в . ° ., 14 ° ° °, 14, а другие

nå входы - с выходами соответствующих .делителей 15„:, ..., 15» ..., 15 напряжений. Входы. делителей 15 соединены с . выходом дополнительного измерительного органа 8 переменного напряжения.

Предлагаемый регулятор мощности работает следующим образом, Напряжение сети поступает на рагу лируюи«ий орган 1 с входа 2. Выход регулиру «тцего органа 1 чере« т .>щ««,фор 45 матор тока, вторичная обмотка которо-. го нагружена на сопротивление (эквивалент) 3, подается на выходные эа ламы 4. При этом иа нагрузочном сопро» тивлении датчика 3 тока напряжение про.- 5О порпионально току нагрузки. Напряжение на нагрузке измеряется измерительным: органом 5 и сравнивается с напряжеяием источника 7 опорного напряжения в срав ниваюшем устройстве 6. 55 порциональное току, измеряется дополнительным, измерительным органом 8 переменного напряжения, сигнал с которого поступает. иа один иэ входов допоьнительного сравнивающего устройства 9.

Сигнал рассогласования выходного и опорного напряжений с вывода сравнивающего устройства 6 поступает на другой

sxon сравнивающего устройства 9, в результате чего.на выходе сравнивающ го 9 получается разность сигнала рассогласования, поступающего из сравнивающего устройства, и сигнала, пропорционального току. Этот результирующий сигнал pacoorласования через дополнительные сумматоры 10 и усилитель 11 поступает на управляемую часть регулирующего органа 1, п«ддерживая величину мощности на нагрузке с точностью, ойределяемой отклонением выходной статической характеристики устройства от идеальной. На фиг. 2 приведены.. графики выходных статических характеристик, где 16 - идеальная статическая характеристика, постоянная для постоянной мощности в нагрузке, а 17 - статическая характеристика данноге регулятора мощности. При этом положение точек излома выходной статической характеристики устройства 3, 3>, ...,3,,..., З„определяется изменением состояния одного из ключевых элементов 12, причем ключевые элементы 12 включаются по мере того, как уменьшается ток на выходе Звьш Так,если 38ь„«>Э, все

1Ф ключевые элементы выключейй, и статическая характеристика на этом участке проходит с постоянным наклоном (фиг,2), При 3,„=3„включится первый ключевой элемент 12, в этой точке проиэойдает излом статической .характерис-тики, которая в интервале,.), < Э,„С будет иметь уже другой йаклой и т. а. сравнения их с напряжением дополнительных источников опорных напряжений 14 однонаправленные вентили включаются под действием поломаттепьных напряжений, снимаемых с предключевых сравнивайицих устройств 13.

Выделенное на нагрузочкам coapceas-. ленин датчика 3 тока напряжение, про - °

Ъ

Пусть регулятор hfotLHocTH работаBT в режиме, когда Зй „,к )3,, при этом

"Р

1049884

3 ключи 12 разомкнуты Тогда зависимость Viü м-Ю(вью} aMBm вид

6ЫМ

1 К2 — — 3 (1} 5 и ррс K„3@@ К вы и где, и К - коэффипиенты передач измерителей по напряжению и по току соответственно;

О, - напряжение источника 7 опорного напряженияа

Пусть регулятор мощности работает в режиме, когда 3® И . При этом

«лючи 12 разомкнутй; Тогда зависимость 0, f (3 ) соответствует вы рававвв Ц, в sosoposs ааа варвмаавы

ИМЕврт тот НЕ Ñ44 ДОПуСТИ Фр ЧТО . рф ток д начинает медленно уменьшаться за счет уэеличения ф ь При достижении током д у значенияу равного g у Отары вается первый ключ 12,. Момейт отары» ванин которого Опред ляется уровнем напг5 ряжения на выище истОчника опорного напряжения 14с И „,, В этом случае сигнал на выходе усйлителя 11 Ц +U -КЦ -К 15 +1Й . зад on„a ьык 2 и„) бьФ (2) Зб гпе K< - . коеффвциент передачи дели теля 1ф. j опорное напряжение источни

Oll, ка 14 1 спорного напряжении

Аналогичными рассуждениями получаем выходное напряжение

2(15 )

-Из сравнения выражещщ (1) и (3) можно сделать вывод, что в точке 3 „ Э нанлон аппроксимирующей зависимости 17 (фиг. 2) изменится в соответствии с изменением коэффипиента при 3еынсогласно иси USSblx- й-АЭ„„, вы

Ь!х е вью щей из замены лйнейной зависимости

8/Ix в « где Р Н -. Мощность, потребляемая нагрузкой:

0Z»ii>> (напр жен е и ток aal N sma на прямуюа

Точка зависимости 17 (фиг. 2) при

3 „= 3. не имеет скачков, поскольку

Овь«определяемое as выражения (1) ° и 0®>,и,, Определяемое из выражения(з) > равны между собой в этой точке. При

ЭТОМ

Ооп = Ку К у „

Лля остальных интервалов аппроксимапии рассуждения останутся аналоги щыми

ПРИВЕДЕННЫМа

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность аашроксимации, а следовательно, и точность регулятора в несколько раз в зависимости от чиола участков аппроксимапии.

\ .1049884

ВНИИПИ Заказ 8425/45 Тираж 874 Подписное

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