Устройство для регулирования выпрямленого напряжения

О П И С А Н И Е и 1 оозо 44ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621,316, ,722 (088 8) оо девам зерете и еткрьпийДата опубликования описания 070383(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯИзобретение относится к электротехнике,в частности преобразовательной технике иможет быть использовано в системах питанияэлектрофизических установок, например протонных синхротронов, цепь нагрузки которыхнаходится под высоким потенциалом. относительно "земли",Известны устройства для регулированиявыпрямленного напряжения, содержащие силовые преобразователи на управляемых венти.лях 1) и 2) .Недостатком этих устройств. является высокий уровень пульсаций выходного напря.жения при заданном быстродействии,Наиболее близким. по технической сущности является устройства для регулированиявыпрямленного напряжения, содержащее силовой преобразователь со сглаживающимфильтром в цепи нагрузки, находящийся подвысоким потенциалом относительно "земли",и модель этого преобразователя, содержащуюдатчик напряжения, входы которых соединенымежду собой и через исполнительный орган пофаэно соединены со входными выводамиустройства, а выход датчика напряжения под.ключен ко входу обратной связи органа сравне.ния напряжения, выход которого через низкочастотный фильтр соединен со входом блокауправления исполнительным органом 3),Недостатком известного устройства является невысокий коэффициент подавления пульсаций выпрямленного напряжения, что снижа.оет быстродействие и устойчивость работы уст.ройства. Целью изобретения является повышение быстродействия и устойчивости работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования выпрямленного напряжения, содержащее основной силовой преобразователь с сглаживающим фильтром в цепи нагрузки, находящийся под высоким потенциалом относительно "земли", и модель этого преобразователя, содержащую датчик напряжения, входы которых соединены между собой и через исполнительный орган пофазно соединены со входными выводами устройства, 1 ООЗО 44а выход датчика напряжения подключен ковходу обратной связи органа сравнения напря.жения, выход которого через низкочастотныйфильтр соединен со входом блока управленияисполнительным органом, введена дополнительная высокочастотная цепь обратной связи, включенная между выходами исполнительного органа и органа сравнения напряжения.,При этом высокочастотная цепь обратнойсвязи выполнена в виде высокочастотного 10трансформатора, вторичные обмотки которогочерез соответствующие неуправляемые выпрямители включены пофазно между выходамиисполнительного органа и входами силовогопреобразователя, а его первичная обмотка со.единена с выходом усилителя мощности, входкоторого через высокочастотный фильтр подключен к выходу органа сравнения напряжения.На чертеже приведена блок. схема устройст. 0ва для регулирования выпрямленного напряжения,Устройство содержит основной силовой преобразователь 1, силовой исполнительный орган2, модель преобразователя 3, датчики тока 4и напряжения 5, эадатчик 6 управляющегонапряжения, орган сравнения тока и напря.жения 7 и 8 соответственно, низкочастотныйфильтр 9, блок 10 управления силовым исполнительным органом (СИФИ), высокочастотную цепь 11 обратной связи, выходи 12 -14 силового исполнительного органа 2 и входы15 - 17 основного преобразователя 1.При этом основной силовой преобразователь 1 выполнен в виде последовательногосоединенных силовых трансформаторов 18,выпрямителя 19, фильтра 20 и нагрузки 21,а модель основного преобразователя в видевспомогательного трансформатора 22, выпрямителя 23, фильтра 24 и эквивалента нагрузки 25.ЯОВысокочастотная цепь 11 обратной связи состоит иэ высокочастотного трансформатора 26, вторичные обмотки 27 которого через соответствующие неуправляемые выпрямителиЯ 5 28 включены пофазно между выходами 12 - 14 силового исполнительного органа 2 и входами 15 - 17 основного преобразователя 1, а его первичная обмотка 29 соединена с выходом усилителя 30 мощности, вход которого через50 высокочастотный фильтр 31 подключен к выходу органа 8 сравнения по напряжению.Контур регулирования напряжения на входе основного преобразователя 1 включает модель 3 основного преобразователя, датчик 5 напряжения на эквиваленте нагрузки, орган 8 сравнения напряжения, низкочастотный фильтр 9, блок 10 управления (СИФИ), ис. полнительный орган 2, высокочастотную цепь 11 обратной связи и задатчик 6 управляющегонапряжения,При этом основной силовой преобразователь1 охвачен обратной связью по току черездатчик 4 тока и орган 7 сравнения по току,выход которого соединен с другим входоморгана 8 сравнения контура регулированиянапряжения.Наличие модели основного преобразовате.ля 3, параметры которой подбираются близкими к параметрам основного преобразователя1 и его нагрузки 21, вызвано необходимостьюразвязки цепей управления от силовой цепинагрузки, находящейся под высоким потенциалом относительно "земли".Принцип работы устройства заключаетсяв следующем.Устройство работает как двухконтурная система автоматического регулирования, с тойлишь разницей, что во внутреннем контуререгулирования напряжения на входе основ.ного преобразователя 1 обратной связью понапряжению охвачена не цепь нагрузки 21,находящаяся под высоким потенциалом относительно "земли", а цепь эквивалентной нагрузки 25.При этом образуется "искусственный" контур регулирования напряжения, что и позволяетобеспечить необходимое качество регулирования на входе основного преобразователя 1.Подавление пульсаций выпрямленного на.пряжения осуществляется за счет того, что кфазным переменным напряжениям, поступающим на входы 15, 16 и 17 основного преобразователя 1, добавляются ЭДС вторичныхобмоток 27 высокочастотного трансформатора26, включенных в силовую цепь через соответствующие неуправляемые выпрямители 28.При этом сигнал обратной связи на входвысокочастотной цепи 11 поступает с выходаоргана 8 сравнения после фильтрации пульсаций выпрямленного напряжения фильтром 24и дополнительной фильтрации с помощьювысокочастотного фильтра 31 этой цепи обратной связи,Основная же низкочастотная составляющаясигнала обратной связи через низкочастотныйфильтр 9 поступает на вход системы 10 импульсно.фазового управления, которая и управляет работой силового исполнительногооргана 2, изменяющего величину фазного .напряжения на входе основного преобразовате.ля 1 в зависимости от величины выходныхсигналов датчика 5 напряжения и датчика 4тока. Таким образом, введение высокочастотнойцепи обратной связи в контур регулированиянапряжения на входе основного преобразоваге.ля позволяет осуществить дополнигельное по.1003044 давление пульсаций выпрямленного напряжения при той же величине постоянной вре.мени нагрузки и заданном числе звеньев пас. сивного фильтра 20 и, следовательно, обеспе. чить требуемое быстродействие и устойчивость % работы устройства в целом. формула изобретения 1 О1, Устройство для регулирования выпрямленного напряжения, содержащее силовой преобразователь со сглаживающим фильтром вцепи нагрузки, находящейся под высокимпотенциалом относительно "земли", и модель 35этого преобразователя, содержащую датчикнапряжения, входы которых соединены междусобой и через исполнительный орган пофазносоединены с входными выводами устройства,а выход датчика напряжения подключен квходу обратной связи органа сравнения напряжения, выход которого через низкочастотныйфильтр соединен с входом блока управленияисполнительным органом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости, в него введена дополнительная высокочастотная цепь обратнойсвязи, включенная между выходами исполнительного органа и органа сравнения напряжения,42. Устройство по п. 1, о т л и ч ающее с я тем, что высокочастотная цепь обратной связи выполнена в виде высокочастотного трансформатора, вторичные обмотки которого через соответствующие неуправляемые выпря. мители включены пофазно между выходами исполнительного органа и входами силового преобразователя; а его первичная обмотка соединена с выходом усилителя мощности, вход которого через высокочастотный фильтр подключен к выходу органа сравнения напря. жени я. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 448441,кл. 6 05 1/44, 1974.2. Богрый В. С. Анализ мостовой схемывыпрямления трехфазного тока с управляе-.мыми кремниевыми вентилями на первичнойстороне трансформатора, Сб; "Труды Мордов.ского научно-исследовательского института",вып. 11, "Силовая полупроводниковая тех.ника", ВНИИЭМ, М 1964,ЗГусев А. М. и др, Повышение качестварегулирования магнитного поля протонныхсинхротронов для медленного вывода частиц,Сб. "Труды 1 И Всесоюзного совещания поускорителям заряженных частиц", М "Наука",1973.1003044 флыгин Составитель ДТехред Т.Маточк рректор В. Бутя дактор Н. Егорова Тираж 872ИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 одписное акаэ 1550/3 ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4