Широтно-импульсный регулятор

 

знал п@тби нв екн Ч ская в: 4лнетек к,1

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП И

< > 746407

ИЗОБРЕТЕНИЯ

k АВТОИ:ХОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100478 (21) 2б04423/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

G 05 В 11/01

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 62-S0, (088.8) Опубликовано 07.0 80 бюллетень Йо 25

Дата опубликования описания 07,07.80 (72) Авторы изобретения

Е. Я. Етмар, В. А. Иванов, N. Е. Куцко и В. Ф. Шукалов

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автоматических системах, регулирующих электрическую мощность..Известны широтно-импульсные регуляторы 1) и $25.

Из известных широтно-импульсных регуляторов наиболее близким по технической сущности является регулятор, содержащий. сумматор, первый вход которого соединен с первым входом регулятора, а выход — через последовательно соединенные усилитель напрящения, генератор импульсов управля- !5 емой длительности, усилитель мощности, нагрузку и блок обратной связи со вторым входом сумматора и формирователь амплитудны импульсов, первый вход которого подключен к выходу гене20 ратора импульсов управляемой длительности, а второй вход - ко второму входу регулятора (2) .

Недостатками данного регулятора являются нелинейность регулировочной характеристики и малое быстродействие регулятора.

Нелинейность регулировочной характеристики объясняется тем, что пульсации напряжения с частотой 30 квантования с выхода нагрузки через блок обратной связи поступают на один из входов входного сумматора и тем самым, нарушают линейность регулировочной характеристики регулятора.

Малое быстродействие регулятора уменьшает диапазон возможного изменения коэффициента заполнения х .

Это приводит к уменьшению диапазона изменения выходного напряжения, действующее значение которого равно

U Я U>, где U — амплитуда импульсов. на выходе усилителя мощности. Мощность, выделяемая на нагрузке равна Р„ 0„ I, где U и — напряжение и ток в нагрузке, соответствующее значению g = 1. Следовательно, чтобы мощность в цепи нагрузки осталась неизменной при, отличной от

1, ток в цепи нагрузки должен возрасти в 1/ раз, по сравнению с его значением, при 0 = 1.

Малое быстродействие регулятора объясняется наличием в схеме фильтра низких частот, обладающего большой постоянной времени.

Целью изобретения является линеаризация регулировочной характерИстики

746407 и пОвышение быстродействия регулятора.

Эта цель достигается тем, что в известный широтно-импульсный регулятор введены делитель управляющего воздействия, формирователь спектра сигнала нагрузки и компенсатор .постоянной составляющей сигнала, первый вход которого соединен с выходом формирователя амплитуды импульсов, второй вход — через делитель управляющего воздействия с первым входом сумматора, а выход — через формирователь спектра сигнала нагрузки с третьим входом сумматора.

На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсного t5 регулятора.

Схема содержит сумматор 1, усилитель напряжения 2, генератор 3 импульсов управляемой длительности, усилитель 4 мощности, формирователь 5 ам- ;ф плитуды импульсов, компенсатор 6 постоянной составляющей сигнала, формирователь 7 спектра сигнала нагрузки, делитель 8 управляющего воздействия, 6zxoK 9 о6раТНоА связи, Harpy3za 10 5 опорное напряжение U и управляющее напряжение U

Регулятор работает следующим образом.

Управляющее воздействие посту- Я пает на вход сумматора 1 и на вход делителя 8 управляющего воздействия.

Непрерывный сигнал с выхода сумматора 1 усиливается усллителем 2 напряжения и поступает на вход генератора 3 импульсов. управляемой длительности, преобразующего его в последовательность прямоугольных импульсов напряжения, поступающих на входы формирователя 5 амплитуды импульсов и усилителя 4 мощности. В формирователе 5 амплитуды импульсов, при помощи опорного напряжения Ц,, нормируются по амплитуде импульсы, поступакпщие íà его вход.

На входе усилителя 4 мощности посту- 45 пает сигнал с генератора 3 импульсов управляемой длительности H передается на вход нагрузки 10, выход которого через блок 9 обратной связи соединен с одним из входов сумма- Я) тора 1. Импульсы напряжения с выхода формирователя 5 амплитуды импульсов поступают на один из входов компЪн сатора 6 постоянной составляющей. сигнала, на второй его вход через делитель 8 управляющего воздействия передается напряжение, пропорциональное управляющему напряжению У, так что его знак противоположен знаку постоянной составляющей импульсов, передаваемых с выхода формирователя бО

5 амплитуды импульсов. На выходе компенсатора б постоянной сОставляющей сигнала, представляющего собой сумматор с двумя входами, выделяются импульсы напряжения прямоугольной 65 формы беэ постоянной составляющей и передается на вход формирователя 7 спектра сигнала нагрузки, выход которого соединен с третьим входом входного сумматора 2. Формирбватель

7 спектра сигнала нагрузки обладает передаточной функцией, равной передаточной функции нагрузки, вследствие чего с выходов формирователя 7 спектра сигнала нагрузки и блока 9 обратной связи снимаются сигналы

C спектры которых, за исключением постоянной составляющей сигнала с выхода блока 9 обратной связи подобны.

Сигналы с выходов формирователя спектра сигнала нагрузки и блока 9 обратной связи, поступая .на входы сумматора 1 алгебраически суммируются, чем исключает влияние пульсаций на-г пряжения с частотой квантования с выхода блока обратной связи на линейность регулировочной характеристики регулятора и, тем самым, расширяется диапазон возможного регулирования напряжение на нагрузке 10.

Введенные в известный широтноимпульсный регулятор элементы — делитель управляющего воздействия, компенсатор постоянной составляющей сигнала и формирователь спектра сигнала нагрузки, включенные в схему регулятора предложенным образом, выгодно отличают данный широтноимпульсный регулятор от известных, так как позволяют линеаризовать регулировочную характеристику регулятора и повысить его быстродействие.

Формула изобретения

Широтно-импульсный регулятор, содержащий сумматор, первый вход которого соединен с первым входом регулятора, а выход — через последовательно. соединенные усилитель напряжения, генератор импульсов управляемой длительности, усилитель мощности нагрузку и блок обратной связи со вторым входом сумматора и формирователь амплитуды импульсов, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов управляемой длительности, а второй вход - ко второму входу регулятора, отличающийся тем, что, с целью линеариэации регулировочной характеристики и повышения быстродействия регулятора, он содержит делитель управляющего воздействия, формирователь с ектра сигнала нагрузки и компейсатор постоянной составляющей сигнала, первый вход которого соединен с выходом формирователя амплитуды импульсов, второй вход— через делитель управляющего воздействия с первым входом сумматора, а выход — через формирователь спектра сигнала нагрузки с третьим входом сумматора.

746407

Составитель Г. Нефедова

Редактор И. Ковальчук Техред И.Асталош Корректор Е. Папп

Заказ 4101/15 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 479101, кл. G 05 Г 1/64, 1973.

2. Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. М., "Машиностроение", 1977, с. 18, рис. 8 (прототип) .