Стабилизатор постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)5 6 05 Г l/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4663220/07 (22) 20.03.89 (46) 30.0(.9(. Бк)Г)..л(о 4 (7! ) Объединенный институт яд(рных исследований (72) В. В. Калиниченко (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Баклаков Б. А. и др. (истома питания электромагнита и линз накопителя ВЭГ111-3, управляемая с помощью ЭВМ. Ilp(lip!I)IT

ИЯФ (.О А11 (.(:(.Р, Иовосибир к, 1972, .. 67 - 72, p II < . 3.

Баклаков Б. А. H др. (.гаг)или(;.!Г<з(ток;! п„тания электромагнитов пако»игольного кольца ВЭ11Г1-2Ì. Iрепринт 11ЯФ (.0 Аll ((C.Ð, с. 74 -34, Новос!36«!р(к, (974, p»(5. (54) (:ТАБИ.Г)ИЗАТОР I (C)(! ОЯН(!(З(0

TOKA

)57) И.)обретение относится к э.!t hf p«Tex нике, в частности к стабили 3)tp«B(!ilk«ltI ист<)чп ик;! м ток;!, и можеT Оь)ть ис)lo. ) l> )она н > в; ис)емах нигания физических уст»нов<>к.

1 <Ооp(. (ни(> Относит(я h эл(к I рот<,> ник(, lf3(тно(. TH л ct аоигlи (ирО)3»ниь)м и(точник;> 1 тока.

LLc )ьк) изобретения Btf.IH(тся расширение ,tд i>l, . )на регулирования в стор(>нл бо. ь< ОКОВ.

На чер > еже, »pt дстанлена 6. » к-(хем! ире. (!;» „мого стабилизатора п()СT«HHHoi о

ТОК!3 (, габилизатор сотержит первый лир»вля(мый силовой преобразователь 1 с зажимами А. В и С для подключения к си.!оной сети, первый фильтр 2, компенсирлющий трансформ»тор 3, включающий основной 4 и дн» .)<н!Олните<)ьных магнитопровода 5:> 6 с»(ðв>!чной 7 и вторичной 8 обм()тками, а также

Обмотк;3мн 9 и 10 возбу кдения, н.)мери„„SU„. 1624424

ILåëh изобретения — расширение диан» <Она регулирования в сторону бо.lhttIHx токов

Устр-во содержит первый управляемый силовой преобразователь, управляк)щий вход которого подкл!очен к выходу измерительно усилите.!ьного блока, входы которого соед;1НЕНЫ (OOT)3t Г(.ТВЕННО С ИСТОЧНИКОМ ОПОРНОГО напряжения и выходом .)атчик;3 тока, компенсирующий трансформатор. ((роме тугo, устр-во содержит дополнительный управляемый си.!оной Ilptобразов;)тель, k! Hçêî÷àñT(>THbIkt;tpo< ktIh, обм<>тка к< торого име(T О! во 3

oT l loт . Ии Г лов. тра i,I!, т ; » f,>,! . Гл I i;)j;

>> (НГ! Н Г(Л«>; И fl а i> OI. I ИГ>). !» \ (Н. < I! t.. Ь»(>t () .

Я fl II Of О ТОК», Л С ..!i iI! . >. -1 >ill K OH <>, Г (> > Ь!.

)to 1(< .)ЯтОР (I Г(и< !)» ГОР »" Г 3 ж (!I i. Я. t). i;>! < >даря тому, ГГО кон:ур, НI )реl Hf), .! Ия

lip(об)раз)(т т Олi i>(.1>н». >! Си. ы н

ПIЕИ !<(ГЛ и I ИН I>, . TО:I II « "С Я I j>(,, сл1 ния бол)и )их тол<.: ><м<>нн< ) .,«я(I увелk!чн .. Iи»п;)з(н! и(I .. Ирoн,>»,

1 и.!. тельно >,(. è;«Iiå tük«»t t.! >л (. )с о» ик, 2) о»о .ного Hапр .!)К(>»>я..!а. )Н), > i ":», нн (к

«acT o! >«» дро(с(л) t. -:, Обл1О, л;; коГ, О ) >!

ИМ((Г <>Tf)O;I ОТ Ч;)С. И НИТЛ Н, I(; . >: и .)Я(1)< !I < ил()>О>! lip(«6ð 3 3«Hil t .1 i, i,>,, < ГО )(и фи.lьlр (E), трап»и; —.<.;.»ыli j>(. х.;; Г )!) (7 лсl .l>!1(.I> 8 сHI fli3л,3 <>())>!бh», Г()(ч»;. (,)

6 > ж, t. i I и я, l I 0(т о я 13 I I ы и и I )(> p (л! ()! ы I! торнl >() и 21, элвив,<,lеkl! 2" н» х<>.)>!

<. oÃ1 рот и Вл(>! и я (tl (.pi> Гoip;> (t,! И<) >6 (ж

>С I!1И Г(Х)Ь )i> IIИЗКОИ Ч))СТОI Ы, t(>М<> (t, I)I < . усилите,)ь 25»(N гoHI!>l()l <> I <>h» выво Ibl 26 и 27. к копры,! II(> th,«<

Грл.!л;I 2k(. !

); »н,.:,!(мыiI (и зон(ч< )<р(<> :(>:: > !»! (, )I> по;)к )o«t! h сli 1< >ИОи ((. I !» I(P(> (f«i< > I О i (>h (ф»зы;1, В и С) . .t О Hl>h<, i!< с ОЯИ)(ч О

1624424 тока через фильтр 12 и вторичную обмоткл 8 комис нсируюшего трансформатора 3 н«дключен к выводам 26 и 27 для подключения нагрузки 28. Управляющий вход силовоlip(. с>6разонат(1Н 1 подключен к Вь(хо lу ,<;,;с ри I сльн«-усилительногo 6лока 11, Itx«

h< > l (п>г< гк>дкл к>чены соответственно к источнику 12 опорного напряжения и выходу датчика 13 тока

Управляемый силовой преобразователь 15

1 (кже ((одключен к силовой сети перемени«г> T0hа (фазы А, /3 и C), его выход с!< (>(3 <(>и.<(ь р !Г>, низкочастотный дроссель 14 и датчик 1 3 гока нодключен к первичной

< 6м<>гк(7 к«л(пенсирующег« трансформаТ>РИ

1 p kill зис Г(>рныи р(Гу.(ято() 1 7 Вк.1юч(. н м;,hду и I!0;l«м ни зк«частотного дросселя 14

Il <х> I В С I В,!0(LI II<,l ВЫВодом фИ;lt>1 pd 16.

, «(;,(В,IH!0(((HI1! Нх« транзисторного регулято(»(! < 1!«дк, > к)ч(.и к t!bix 0,l v > с и. 1 и 1(. Iÿ 1 8 I ii, i. d «н! 6ки, Вхо, которого нодк.(ючеH

Вын«:11(м "<) и "7 1. IЯ но;1к 1 к)чениЯ 113<, 3»;(! (< рии III;iH и Вт< рнчная 8 06мотки ком„ !(;к 1:(сг«т(>ансф<>рматора 3 являются

>6Н(им,i для ма! ни то((роводов 4 — 6, обмотки > 1(1 130 <6уждения намотаны с(кп-!!< l i, H< Hti«Н l л<3ГНИТОПр0130.(Ь(5 И 6 . (<. Ot

i!

<>и 3 ким . t !(ератора 19 (30 36л к,<ения ,:>:<с ll i >,)1<1(и и(иной, 3 (I i> 13TOP«H за36л ждс((ия. (. Bo<>oäík (é вы В(>1

>6м >; ки !((30 36уждс >I!IH нодк IK)H(н к первочыь >.(л эквива."ента 22 Вых«дног0 с 0II ð«(It B. 1(liiчс !I h 06<.1(и IIIl Гс и таК.КЕ Нср< ый li .«,I!i<)H Выв(>. ус плите. я 23 низкий iii((ЗТ«Р«И <3 Х«,l l! OH ВЬ! ВОД (Го НОДК l K) <>(. Il К

<, > I!tXkI«<1(h»НТ (КТЛ (1< РС>Л(ЕН(:ОГО P(>3 и( >,);< .)1 (>(,<с<>,, «ил(стеля 23 I!iiзкои часто(ы иод<;.<к>ч.! h Вх« 1) (см«д; (ят«ра 24, егÎ выход

1:;,-к>чеll к 1>x<) (> лt или сля 2;> постоянного к;«,; Вы с«л Il«(лс:!H(«к унравляк)н;(Вс<>(л 3I :p;I(< IH(t«l<, cè ioâoãO прео6разо

<5

У ((и>йс т В«р«60 !.;(с) cл(дук»ни м 06ра«>м

<.1,<6илlt зируемый т«к 1„, Выр361(тывае,>ый 1< рвь м унранляеMh(i>1 силовым нрсобра<пз:<1сл(м (, проl(K3åт но вторичной 06лl«(hc i+ с !ис.10vt ВиткОВ 11 Kovl(IPHcHp) Ioн(«(0 трансф«рматора 3 и создаег В магнит«((р«(30.(:(х 4 6 нама(ничивакяцу>0 СHlv

1 />< (3 !3 b(p 3 6 (t T t>I 13 3 (м ы Й B T op bl vl v I I p 3 B .Iяс .(ым си.(<>i! зм I(pс образ0ВЗTc.(()лз 15 T«ê /„ ((ротЕКас .; Нсрин !Н«й О6МОтКЕ ", С ЧИСЛОМ

; нтк«В (3 i и соз 13(н. с. / Й i, нанрав ,1< Ннс К) !!3 ВСТР(IV !1 ".. /Н Й СЕЙ< ТВИС ЬОНтура авторегулирования, включающего блоки 3, 15, 16, 19 — 25, направлено HB поддержание баланса н, с., действукзш(зх на ма гнитоп ровод 10, т. е.

5 н 1 < - — 1> +(=- / «, (11 где Л/1à — действующее рассоглас.>ванне в контуре авторегулирования в устан«ВИВ шемся режиме. При большом усилении В корпус авторегулирования 11%, =0

/„= 1„ling/ Ф i (..

10 и является точнои мерои тока,. Иными словами обсуждаемый контур авторегулир вания осушествляет нрео6разовани< т<>к, /, (большей силы) в ток 1„, урове(<ь hoT«p< « сущсственно нижс- и задаеl(H путсм < (ин> ра В> и й" .

Работу контура авторегу (ирования <,".(„„

HO НрЕдетавптЬ tЛ(дЛ ЮШИ 1 <>6р:<1 >ЛЗ. 1 >! I «даче li3 обмоткv 10 возбуждения "". р» менного напряжения OT генераг«ра 19 Воз буж.ltния в этой неви формируются имнл li, chl ToK3 ноложитсlьно(1 li oT()H(tdTEX>ьн«Й .(ярности, Обладающие следун>(пил(и СВ > I ствами: нри Отсутстl i(H ноilvl « ничиванп м;.гHHTol(PoBoда 6 (1 . <. ИРи / й" — /„й < —.

=- 3 / R == 0 ) и ол Ож и т се(ь н ы е и 0 (р и (, 3 т е1 1, н 1,(с и)(нульсы тока равны 10 амплитуд( иаковы I(0 форме Вследствие симметрии .р < вой намагничивания; IlpH нодмагничив:,l

v;II и((тот(роз)о.(3 6 (T. «. при t/ з 01 им м(трия нарушаетi H, «ютв тстн . i!I<);I л е«ч ются параметры им(;у,(ьсов. 1(ричем н р;.«.:

ЗО . т< (ени для положи- е (ьнь>х i! Гр, ((ь < ных (,3 зависимост i>1 знака 3/é ) ..-)1! < же cB«jtcTвами об(адак>т и имнл.l(., Ii < чря жения 113 резисторе () (мпульсы на<:р же(,ия с резистора 20 ч.; с з у ил(.<ел(, н(:, (кой частоты поступают н3 Hx<>д, м .11

35 лятора 24. Лемоду.1ятор 24 с лн(В.,Я. нрсобразовани< этих имнульсн,(х и ..<;

llP1t КитОРОМ ВЕЛИЧИНЫ И НОГ(КР>3«ст«, Н>С < ной составляю(ней еli) Bbl >дн«г< llkl II

:!Ня (сиГна.<;I 01!!и6! и (с««1 !3< (i I (3>

0 1. < и 6 к и >> < и. и В 3 е(с Я vc и, и т с>сl (; < 1;! < («< I »I (Н,«. Ока и НО< тун:3(1 I, С((ран.«h

Вход Второго у;!р:« IH(v« i> сил«В«0»I <, ра 30831еля 15. I l«J,;tcé тв((.м эт<п 0 , Ij)ii кения Выходи«и Toh lл ll<)(0 )р,«<пз(((.<><

45 и: меняется д ) ех и<>», (1«K>i H(xt .,:«H«, Р 3 ВI<ОВ((И(,;I H(ЫIЗВ(ЫО(((К>11 «1 (и("I

Ток /„((ротекает через д31, .» !,3 (I p H этом !<3((pHiKt lli!((/., на t .!

5<) где /(.» коэффициент !!реобр,<з(н;.< !

И>ли ТОКИ 13. (3 измерительно-уси..ит(льн«м 6.ii,h< ( напряжение U„, сравнивается с <п(«р«ым и:<

НРЯжЕHH< М Г, КОтОР )Е НОс TV!(3< Г 0< ника 12 О(;«рного нанряж(н«>1 . и <В к; и тура сга6и.lèзации T()K." /„«3(3ð; Вле!,„ч (Оддержание 6аланс:3,(анря,к(til<", 1, т е.

f624424

U> и — — U, = . 3 (./и т, (4) где Л(< ° — действующее рассогласование в контуре стабилизации, при большом усилении в контуре стабилизации Л(Л. =О, тогда и с учетом (2) — (4) получаем заданное знаи(*!!He тока в нагрузке

/и = (/>и> + 1> В 2 Kg (O)

1(ри отклонении тока /„от заданного значения U — -(/ 0 и на управляющий вход преобразователя 1 с выхода измерительно-усилительного блока 11 поступает уиравляющее воздействие, под действием которого ток /„ изменяется до тех нор, пока баланс U»»=U не будет Восстановлен. Г1ри этом величина тока /н будет соответствовать заданному значению, определяемому соотношением (5).

Фильтры 2 и 16 выполняют стандартные функции, присущие фильтрам в ситовой преобразовательной технике. Роль элементов 5, (), 21 и 22 упрощенно можно представить следующим образом. 11ульсации тока /„вызывак)т появление наиряжсния помсхи на Обмотке 10 и соответственно на р< 3!i(1<>p(20.

С пг>мощьк) элементов ), 9, 2(и 22 osлается

НРОГИВОфаЗНОЕ НаПРЯжЕНИЕ таКОИ iK(>;)х)НЛИтхлы, как и напряжение помехи, в р<>)ультат(помеха на Входе усилителя 23 с шеств(нH(i Ослабляется, что позволяет <)()P(ll(чи Гь гребуемое качество работы Ko(I13 ра .) Вто(». гу1HpoBHния, oc<;()toñòâ IHK)fili.! > О(>с<>браОвание т<.ка /„в /„. (хОН) ур компенсации 1)х,)ь ч;!(1 у:<.It» . 1, 14, 7 и I «t. «Iа пряж f!t. Гг . II>сш(;1)! (и (/) «>)грузки 28 ()Ост)(It. !а В«)л усилит<к

Г 17 изм(tt<.ttft(тока:. чи )«>(>xt:>Гi. H л!)Осселя 14, который 1)О 11(p(м(I))t<>

Вклн)ч(и hl)K антотра)игформа(of). Э I II и 331<. И(. tiHH Гока пере j;!K>TOH к обмо1ке 7 тр;)и((f)<>(>v<,>Top)), 1 hBh )fat(pH кение (., (f). к >т<>f)o( б.;)))О.((1()Я ()трицательной Обрагн >и Вч)и В лру< Ом маси(табе повторяет напряже!! It(i >.Нций (."и(/) На ВЫХОДЕ фИЛЬтра 2. 11< И pIs ki iI flO k< ОбМОТКИ 7 )It) It pHiK6 tIH((. > (/ ) I pB )i <

<>f) vff!(> v< ÃoH Bo BTopH (я)моткх >, нинря> К <. ) И (.» а К О f O P O H () << Л Е Т Р а (3 Н О

Ь (j) = (/) (/) И г, и !.

II;)It(»<>K(ttk)e (i (f ) IIBtipBBл«НО Н,)нсгреIti> tIPHiK< Н ИН) (.,((/ ), ПОЭТОМ 3 ()(t IIPHrh(lf kf(l!,)i. ttjtt() ГГ(! нагрузке 28 равно („(j)=U (f) --(. (/).

Г;)ни л! Образом, ири соот()е1с гну)ощffv. ,jИ)lЛМИЧ(СhИХ . (ВР()КT(f)И<.TИКаv КО)f1 3,>а KO>

l1(li(.: II HH MOrK(. Г () t>IT t> Д<> T HI kt < I (>

Веflll<)(О< лабление пульсаций «kill f>Hih(k,ия (то),а! в нагрх Зке. >A;kt нитопровол комиенсирун)ш(i o тр()н«(!И)рматора работает без ИО (магничинания ! < Оянным током. ЭТО слелх T и < (l /р, !) р(Образуется В ток /„относитеtht«> низкО (>

>В )H (/ в >< )/«f раз менt>ill(/„), который является точной мерой тока /„Б контуре стабилизации тока /„производится измерение тока /„и, таким образом, устраняются проблемы измерения большиi токов.

Фор.ч ули нзобретени.ч

Стабилизатор п(тстоянного тока, содержа(ций усилитель сигнала ошибки, датчик тока, компенсирующий трансформатор, вклк)чающий магнитную систему с первичной и вторичной обмотками, первый управляемый силовой преобразователь, управляю(ций вход которого подключен к выходу измерительноусилительного блока, входы последнего coefr динены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, Выход первого управляемого силового пре(ц>разователя через ))ервый фильтр и вторичную обмотку компенсирующего трансформатора соединен с выводами для подключения

2О нагрузки, h которым подключен вхол усилителя си, нала Ошибк (, от ill«(1K)+jill(я тем, чтО, с це.(ью расширения диапазона регулирования в сторону больших гоков, В него введены второй фильтр, Второй упранляе-)5 мый силоВОН нр <>бf)азова(ель, Вых< л котороI о по (K.!þHåH к ()ходу Второго фильтра, низк()частотный Грос(«;tü о отводом от части

Витков ООх)отки. тр;)нз кс) Орный регх.1я Гор, ; !) равлян )ций 1)хол K(>1 opol <) 1!<>.(h.lh)ч(и к ВыХО (..i « IHГ<, ki v i)l!l;I i >)1)ИОКИ, IИ ВЫ Г} Х(> (il (>t В Ы! <),(, BT()P< i > <(»< (>ТP,> . л . It!! (Ii С

)!.-(>!3)>l;; ВЫ ВО t<.11 lit j)BI )НО;! i)<) <1<)l h« h ) М!)(Ii, НР к>!Н(>г<) - <; )(ф >Рм;)Тof>;i l> < ... ы l) ()I . ((>P)i P(I,,I>I< <)!)i!

I 1 <>i)lit>i, K<> t < >» > ii <«, h,> k<»!< )<

<) l BO,.) О(> >1 > Гhlf Ii)< )K<> I (:; 1< ii (i .1P! < л (.,<- . I H, I Е P (3 l >l kf h P : < it < > kf H !< i (B (, (< >t .. > (К > (> Р >ГО ), (h: Н Ч(.ll К В) (>Х)3 )<)>v.< (>Л<Х )St>l<)()13

B (» i > « ) ф (1, I k > . f ) : ), )> < O l S i < :(< > И h )

i !

> Ы ВО. tv f>(.3 .j. I I Ч (< h 1 ()K К !3 I (>f»<>3< 3 B IН <)i)— !

iЕР tS If Ч Н, i И <)t) Л < 1 I> > . hо vf, 1< > i(ltP V I< i!1((I О

: р;)н(форм; > ГОри. уси.l, t < .ль !«> );>Янно> О го

К !,, O И. IИТ(.11> !IИЗКОИ I» "(>I f>К .((>:.ГOPOi, П<>.(КЛН !jн К ) ЫХ >ЛХ Х< И1ИТ(, (H kI k1 3hi >H ii<1(Tr) I I>(,;) I3l>I v,<>, К B v < > 1 v 3 < И)ИТЕ,!и IO< I O>i)i if<)l О Ti>h;< > Х»1 )(ОС.1Е 1НЕГО

IIO iK.1Í) l(I! К 3 IIP(!B, IHН>llj(313 ВХО,(3 ВТОРОГО

31)РВИ.IЯЕ1(ОГ< < ИГIO II)><>O()(>(! >I)ill Е. I Я, 1 ЕtI(P;Ã<)P I3<> St)Уih Ц I)I<)i, 1< РВЫй )>;,) ХО,(НО)(ВЫ

В< ho)<>ð(>ão (.(>E .(HI!(.>и с >б)ц(и н)1; й, кро х!(I ): ), В х)()гни г()3>О и т(х)х лО.:1)(нсирун>(ц(. ГО Грансформ,) Г >р.l ВВе.t< иы <ВI I () I Н И 1 (! I > 1! I>l Х М i) > < I И ) )!, " ) В () (° i i> ) Х1 < . iv, < >1 it

50 Воз< 3 к (е <НЯ н)! к 1 кл< л1 !11 kkttx, 1)Ри ° Ох(I(P(>, < )<t И !)Тори !!i(IH»б >)О ГК И h<>>t 1t(. t)(Иp folk((трансформатора H f3 )ян)т< я <н>)ним и лля Все, маг) li.(я(((их и егО магии гихю BH(T(÷ó, Обм >Ihkf ьч>3<>irK,I(ния

СО(H )li, )>(Il< )(., (<. Л(>В ))ТЕ. ЬН <>- (3< ГРЕЧ 11(>, < ВО()<);I—

55 ный Вы <>Л иерВО)1 <>б>м >т>.k< и><бх к.<(IIHH t >(Bt>lvv(> ()))>1 1 3 iih и 11 ОМ I (tt(>p)tTOP;) B<) 3()>, ж j(IIHH, СBO!)(> (1! I.. .И iI(3

Обмотки ВО)бхih J<. ниЯ flo (л. Iн)ll >, li>. ()I)<)v>3

1624424 к. к) ус ил шсй к>>> г

4 (;

1 . (я!

>l >>!! .! (> (., >.(! Д (... „|, Г )>>П н (,!>>>!»>>!.! !! .",:! .+ l1>> (>(ис!« > ((((, ., . !,>:>! .:" !;: .- ! ° . ((! !, и и . ; >!, >((>, .! >!,,>>, l. l l . (>. !»>, („! +;,,, >!lI Г». 1, I i>i>I >!!», >: . >!,, >,. ° >>; >! >, >,; ..>;: . !»(t > ., >;>(;,(. I>, (!

В((ВОД Внс.l(ННОГО эквивс(Л(HTВ ВЫХОДНОГО

)противлп. .Ния I нера I()1!;! Возбужд(ения, втоi) >й Вывод ук >занного эквивалента чер. з пнь(: порече>(ный р(зистор сосдинен с >! l,> 1(l !(П>(i,!)) (>((В(>,, !>М >>!)>(>) Г(!К B(! h()V& ГС

1, Г

НО>,(едний ч! 1)(. 3 НВсдРпнь(Й р >и(тор (101l! н к обп(ей шине, ервь(й Bx(). )ной В(п)од ителя низкой частоты подкл(очен к обпине, а второй -- к подви)к(оиру акт; переменного резистора.