Способ формирования сигнала обратной связи в стабилизаторе переменного напряжения

 

СОН)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 6 05 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbffMA (21) 3778176/24-0? (22) 09.08. 84 (46) 30,12.85. Бюл. № 48 (71) Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (?2) Н;Д.. Акулов, H.Á. Мальков, В.В. Семенов и А.Ф. Сочелев (53) 621.316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 542324„ . 05 1/44, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 688902, кл. Ь 05 " 1/44, 1976.

I (54) (57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАДА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В СТАБИЛИЗАТОРЕ

„„ЯО„„12О1806

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, заключающийся в измерении и выпрямлении стаоилизируемого сигнала, запоминании результата интегрирования один раз sa целое число полупериодов в моменты перехода входного нап- ряжения через ноль, сравнении сигнала с заданной величиной, о т л ичающий с я тем, что, с целью устранения автоколебаний, повышения точности стабилизации и надежности, операция инте гри ров ания с по следующим запоминанием производится после опера.— ции сравнения выпрямленного сигнала с заданной величиной.

1 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения.

Цель изобретения — устранение автоколебаний, повышение точности стабилизации и надежности.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизатора переменного напряжения, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ формирования сигнала обратной связи; на фиг.2 — временные диаг раммы,иллюстрирующие качественную картину этого способа без учета количественных соотношений; на фиг.3 и 4 диаграммы средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе при различных коэффициентах передачи разомкнутой системы и в предлагаемом способе формирования сиг.нала обратной связи; на фиг.5— диаграммы средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе при различных коэффициентах передачи разомкнутой системы в способе прототипе.

Стабилизатор переменного напряжения содержит трансформаторноключевую силовую часть 1, нагруз-. ку 2, двухполупериодный выпрямитель

З,сумматор 4, интегратор 5, запоминающее устройство 6, систему управления ключами силовой части 7, схему 8 управления ключем 9, источник 10 опорного напряжения. Кроме того, на чертежах обозначены: ll кривая фаэного выходного напряжения (фиг.2,б); 13 — кривая выходного напряжения сумматора 4 (фиг.2,в1;

14 — сигнал на выходе интегратора .(фиг.2,г}; 15 — импульсы управления ключем 9 {фиг,2,д)", 16 — выделенный сигнал суммы ошибок; 17 — напряжение питающей сети (фиг.З,а); 18 — номинальное напряжение питающей сети (фиг ° 3,а); 19 — напряжение управления при коэффициенте передачи.разомкнутой системы Кр=l (фиг.3 б);

20 — напряжение яа нагрузке (фиг.З,в!

21 — номинальное напряжение на нагрузке; 22 и 23 — напряжение управления и напряжение на нагрузке при

Кр=l (фиг.3 г и д); 24 и 25 — напряжение управления и напряжение на нагрузке при 1(Кр(2 (фиг.Зе и ж ), 26 и 27 — напряжение управления и на нагрузке при Кр =2 (фиг.4а и b); 28 и 29 — напряжение управления и на нагрузке при Кр(2 (фиг.4в и г);

201806

1О

30 и 31 — верхний и нижний уровни выходного напряжения при Кр > 2 (фиг.

4в и г);32 — номинальный уровень напряжения питающей сети (фиг.5,а);

33 — напряжение сети (фиг.5,а); 34— напряжение управления при Кр=l (фиг.

5,б}; 35 и 36 — номинальный уровень выходного напряжения и выходное напряжение стабилизатора при Кр=) фиг.5, a) ; 37 и 38 — номинальный уровень сети при Кр.а! (фиг.5,г); 39 — напряжение управления при Крс1 (фиг.5,д1;

40 и 41 — номинальный уровень напряжения нагрузки и напряжение сети при

Крс! (фиг.5,e); 42 — напряжение нагрузки при Кр

Сущность способа формирования сигнала обратной связи может быть раскрыта на примере стабилизатора переменного напряжения (фиг.1) временных диаграмм (фиг.2) и диаграмм средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе (фиг. 3 и 4) .

Рассмотрим случай скачкообразного изменения входного напряжения на половину зоны стабилизации через каждые два. периода питающей сети. На вход стабилизатора подается напряжение 11 (фиг.2,а) . При этом выходное напряжение 13 через выпрямитель 3 поступает на вход сумматора 4 и вычисляется иэ опорного постоянного напряжения,a затем зта разность интегрируется интегратором 5,на выходе которого формируется сигнал 14, пропорциональный сумме ошибок за предыдущие. периоды. На выходе схемы 8 управления формируются короткие импульсы

15 в конце каждого периода питающей сети. Под действием импульсов

15 ключ 9 кратковременно замыкается и происходит обновление информации в запоминающем устройстве 6.

Системой 7 управления напряжение

16 с выхода запоминающего устройства преобразуется в соответствующие углы регулирования с(и ф . На выходе стабилизатора напряжение имеет форму, изображенную на фиг.2,б.

При варьировании коэффициента передачи разомкнутой системы Кр качество переходного процесса различно. Так в случае, когда Кр=l, а напряжение сети 17 больше номинального 18, напряжение управления имеет форму 19 и наблюдается оптимальный по времени переходной процесс.

Причем напряжение на выходе стаби-

3 1201 лиэатора 20 устанавливается равным номинальному с запаздыванием на полпериода питающей сети (фиг.3,а-в).

Если Кр=1, то при этом же возмущающем воздействии переходной процесс имеет апериодический характер, а напряжение 22 управления и на нагрузке 23 имеют вид, изображенный на фиг. З,r и д. Для случая, когда коэффициент передачи лежит в интер- 1р вале 1(Кр<2, переходной процесс имеет колебательный затухающий характер; а напряжение 24 управления 24 и напряжение 2б на нагрузке имеют вид, изображенный на фиг. З,е и ж. При

Кр=2 процесс носит автоколебательный характер, а напряжение 26 управления и на нагрузке 27 имеют ступенчатый вид, ограниченный сверху и снизу, как показано на фиг. 4,а и б.

При Кр 2 процесс автоколебательный, 806 4 а напряжение 28 управления и на нагрузке 29 имеют также ступенчатый вид, причем напряжение нагрузки достигает напряжения 30 и 31 насыщения.

Устранение автоколебаний, достигается тем, что исключая обнуление интегратора, сохраняется информация о предыдущих измерениях. Система приводится к астатической, в результате статическая ошибка замкнутой системы стабилизации будет равна нулю, а точность стабилизации повысится. Величина точности стабилизации задается выбором коэффициента передачи. разомкнутой системы. Снижение вероятности возникновения автоколебательного режима в свою очередь приводит к увеличению надежности.

120!80б

1201806

1201806

Составитель С,Черньппева

Редактор 10.Середа Техред Т.Дубин.,ак

Корректор M.Èàêñèìèøèíåö

Заказ 8006/48 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035> Москва, Ж-З5, Раушская наб., д.4/5

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