Импульсный автоматический оптимизатор
юг .а ;,: . С ч;
,,ГИ Н
ОП СА Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистических
PocIl ублик
<1» 702344
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-еу— (22) 3амалеио 090877 (21) 2516182/18-24 с присоединением замаки Мо (23) Приоритет (51)М. Кл.
G 05 В 13/02
Гоеударетиеииый
СССР ио делам ивобретеиий и открытий
Опубликовано 05,12.79. Беоллетеиь Ж 45
Дата опубликеваиим описания 0 5.1 279 (53) УДЯ 82-50 (088. 8) (72) Автор. изобретения
Ю.В.Митришкин (71) Заявитель
Ордена Ленина мнстйтут проблем управления
С помощью известного оптимизатора можно поддерживать режим максимальной мощности генератора, когда его вольт:амперная характеристика нестационарна. Однако этот оптимизатор имеет низкое быстродействие, поскольку для выхода в экстремум мощности необходима многократная коммутация ключа силового каскада.
Целью предлагаемого изобретения является повькаение быстродейс.вия оптимизатора, Это достигается тем, что в оптимизатор введены последовательно соеди15 нвнные усилитель, пороговый элемент, и триггвр, выход множительного звена соединен с первваи входом усилителя, выход которого подключен ко входу порогового элемента и через выпрями20 тель - к первому входу интегратора, выход которого соединен со вторым входом усилителя, выход порогового элемента подключен ко второму входу интегратора, выход триггера соединен
25 со входом управления силового блока,,.подключенного выходами параллельно аккумуляторной батарее.
На фиг. 1 изображена Функциональная схема предлагаемого оптимизато30; ра> на.фиг. 2 поиведены различные
Изобретение относится к областиэкстремального управления, в частйости к автоматическим оптимизаторам.
Известны импульсные стабилизаторы напряжения для источника питания, состоящего из генератора (солнечной батареи, термогенератора и т.п.) с относительно больщим внутренним сопротивлением и аккумуляторной батареи 11).
Эти устройства стабилизируют нап-. ряжение генератора и в результате позволяют отбирать от него максимальную мощность только при стацнонарности его вольт-амперной характерис тики. В реальных условиях работы эта характеристика существенно изменяется во времени, что приводит к неонвимальному использованию воэможностей генератора.
Наиболее близким техническим решением является импульсный автоматический оптимизатор, содержащий интегратор, выпрямитель и датчик тока, вход которого соединен с первым выходом генератора, первый выход — c первым входом силового блока, а второй вы од — с первым входом множительного твена, второй вход которого соединен
-o вторым выходом генератора и вторым входом силового блока (2). (5 4 ) ИМПУЛЬСНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР
702344 типй силового каскада оПтимизатора1 на фиг. 3 показаны временные графики процессов при поиске оптимизатором максимума мощности.
Оптимизатор содержит силовой блок
1, через который генератор 2 подклю;чен к аккумуляторной батарее 3 и на грузке 4, датчик 5 тока, множительное звено б, усилитель 7, в обратную связь которого через выпрямитель 8 включен интегратор 9, пороговый элемент 10 и триггер 11 со счетным вхо дом. Гип силового блока (фиг.2) определяется комбинацией включения ключа 12, дросселя 13 и выпрямителя 14;
Конденсатор 15 Служит для обеспечеййя" режима" непрерывных токов генератора. (фиг.2а,б). В схеме фиг.2в наличие конденсатора не является обяэательным, так как данный режим обеспечивается последовательным включени" ем генератора 2 и дросселя 13.
Принцип действия оптимизатора по ясняется с помощью диаграмм (фи .З), где показано изменение во времени тока i генератора 2 и его мощности р, сигнал который формируется множительным звеном 6 и датчиком тока 5.
Работа оптимизатора аналогична для всех укаэанных типов силового каскада (фиг. 2). При нулевом начальном токе дросселя 13 и запертом выпрямителе 14 возрастают ток i и мощность р, а в дросселе 13 накапливается электромагнитная энергия, Сигнал мощности р поступает с выхода множительного звена б на вход суммирующего усилителя 7. Поскольку в отрицательной обратной связи усилителя 7 содержился интегратор, то это дает возможность" отслеживать с астатизмом 1-го порядка возрастающий сигнал р. После прохождения сигнала р через максимум выпрямитель 8 зайирается разностью напряжения, запомненного на интеграторе 9, и выходного убывающего напряжения множительного звена б. При достйжении этой разностью порога срабатывания пороговый элемент опрокиды-, вает триггер 11, который переключает ,ключ 12. Кроме того, пороговый элемент. 10 скачком уменьшает выходное напряжение интегратора 9 до нуля и возвращается в исходное состояние, "что позволяет интегратору 9 вновь выйти на режим слежения за возрастающей величиной р. Ток дросселя 13 поддерживается ЭДС самоиндукции и замыкается через выпрямитель 14 на аккумуляторную батарею 3 с нагрузкой 4,при поступлении в них накопленной энергии дросселя 13. После вторичного прохождения мощности через максимум оптимизатор поддерживает ее в области максимального значения последующими
g коммутациями ключа 12.
Предложенный оптимизатор обеспечивает максимальное быстродействие поиска, поскольку максимум мощности достигается вообще без коммутаций силового ключа. Кроме того, оптимизатор при нестационарности вольт-амперной характеристики генератора поддержиЬает его мощность в области максимума, поскольку силовой ключ комму- . тируется каждый раз после прохождения ,мощности через максимум.
Формула изобретения
Импульсный автоматический оптими1 затор для источника питания, состоящего из генератора и аккумуляторной батареи, содержащий интегратор, выпрямитель и датчик тока, вход которого
25 соединен с первым выходом генератора, первый выход — с первым входом силового блока, а второй выход — с первым выходом множительного звена, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора и вторым входом силового блока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия оптимизатора, в него введены последовательно соединенные усилитель, пороговый элемент и триггер, выход множительного звена соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен ко входу порогового элемента и через выпрямитель — к первому входу интегратора, 4О выход которого соединен со вторым входом усилителя, выход порогового элемента подключен ко второму входу интегратора, выход триггера соединен со входом управления силового блока, 45 подключенного выходами параллельно аккумуляторной батарее.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свндетельство СССР
5р 9160729, кл. G 05 F 1/66, 1965.
2. Веденеев Г.М. и др. Статический экспериментальный регулятор мощности для автономной системы электроснабжения. В сб.-, Повышение эффек55 тивности устройств преобразовательной техники, часть 2, с. 355, рис. 3 Киев, Наукова думка ., 1972 (прототип).
702344
pug. ) Ж. 3
Редактор С.Равве
ЗаКаз 7584/44 Тираж 1015 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,: д. 4/5 -ВФ» мйчь и мммймьъ » 4лВФъамюйй. Мо:а;ыжтм
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Фиг. я Составитель А.Лащев "Техред Н.Ковалева Корректор И.Михеева
