Стабилизатор напряжения переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 5/44 ИЗОБРЕ НИ И ИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТО е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ОТКРЫТ(71 ) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С, М, Кирова (53) 621,316,722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Мю 431497, кл, б 05 Г 1/44, 1972.2. Авторское свидетельство СССР М 868721, кл. 6 05 Г 1/44, 1980, (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ /ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий послецовательно соединенные задающий генератор, управляемый усилитель и усилитель мощности, выход которого соединен с выходными клеммами и с входом измерительного преобразователя, сумматор, оцин вхоц которого соедин н с источником опорного напряжения, а выходподключен к первому вхоцу цополнительного сумматора, выхоц которого черезинтегратор соединен с управляющим вхоцом управляемого усилителя, ограничитель и усилитель ограничитель, о т л ичаюшийся тем,что,сцельюповышения стабильности выхоцного напряжения за счет устранения аццитивнойпогрешности, ограничитель выполнен двусторонним, причем вхоц его подключен квыходу сумматора, а выход соединен свходом усилителя-ограничителя, выходкоторого через введенный конценсаторподключен к второму входу дополнительного сумматора, при этом выход измерительного преобразователя соединен сдругим входом сумматора,35 1 1086Изобретение относится к электротехнике, а именно к применению стабилизаторов переменного напряжения, и можетбыть использовано в схемах автоматической регулировки усиления генератоЭ5рах калибраторах и других устройствах,гпе применяются источники стабильногонапряжения переменного тока, имеющиемалый уровень нелинейных искажений иповышенную стабильность выходногонапряжения.Известен стабилизированный источникпериодического. сигнала, содержащий задающий генератор и усилитель с управляемым коэффициентом передачи, к выходу которого поаключена цепь стабилизации 1выхоцного напряжения, включающая в себяусилитель ограничитель, блок сравнения,перемножитель, инерционное звено и уси-литель постоянного тока, вьгход которого20подключен к управляющему входу регулируемого усилителя Г 1Нецостатком этого устройства является ограниченное быстродействие цепи стабилизации, делающее невозможным 25стабилизацию "быстрых" флуктуаций выходного напряжения задающего генератора, а также большие нелинейные искажения выходного сигнала, обусловленныеналичием в управляющем напряжении навыхоае перемножитедя всех четных гармоник сигнала: остатка второй гармоники, четвертой, шестой и т,ц., пля подавления которых необхоцим фильтр с большой постоянной времени.Наиболее близким по техническойсущности и аостигаемому эффекту кизобретению является стабилизатор переменного напряжения, соаержашийпоследовательно соединенные задающийгенератор, управляемый усилитель иусилитель мощности, выход которого соединен с выходными клеммами и с вхопомизмерительного преобразователя, сумматор, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, второйвход через ограничитель - с выходомизмерительного преобразомтеля, а выхоаего подключен к входу усилителяогра"ничителя и к вхопу дополнительного сум 50матора, второй вхоа которого соединен свыходом усилителя-оГраничителя, а выход - с входом интегратора, выхоп послеанего подключен к управляющему вхоаууправляемого усилителя2 3,Однако известное устройство облаааетнедостаточной стабильностью выходногонапряжения из-оа погрешности, вносимойнестабильностью уровня ограничения 149 2ограничителя, включенного на выхоае измерительного преобразователя цо устройства сравнения (сумматора) с опорнымнапряжением, а также иэ-аа аацитивнойпогрешности усилителя-ограничителя.Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжениястабилизатора за счет устранения аадитивной погрешности,Поставленная цель достигается тем,что в стабилизаторе напрвкения переменного тока, содержащем последовательносоециненные запавший .генератор, управляемый усилитель.и усилитель мощностивыход которого соединен с выходнымиклеммами и с входом чзмеритедьногопреобразователя, сумматор, один входкоторого соединен с источником опорногонапряжения, а выхоц подключен к первому входу аополнительного сумматора, вьюхоц которого через интегратор соециненс управляющим входом управляемого усилителя, ограничитель и усилитель ограничитель, ограничитель выполнен двусторонним, причем вхоп его подключен к выходусумматора, а выход соединен с входомусилителя-ограничителя, выход которогочерез введенный конденсатор поцключенк второму входу дополнительного сумматора, при этом выхоц измерительногопреобразователя соецииен с другим входомсумматора,На фиг. 1 приведена блок.чгхема стабилизатора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.Устройство состоит из последовательносоедииенных.задаюшего генератора 1, управляемого усилителя 2 и усилителя 3мощности, к выхоцу которого поаключенацепь стабилизации выходного напряжения,включающая измерительный преобразователь 4, соединенный с сумматором 5,к второму входу которого подключен источник 6 опорного напряжения, а выходего соединен с одним вхоаом цополнительного сумматора 7 непосредственно,.а с другим входом - через последовательно соединенные авусторонний ограничитель 8, усилитель ограничитель 9 иконаенсатор 10, регулирующее напряжение с выхода сумматора 7 поаается через интегратор, 11 на управляемый усилитель 2.,Стабилизатор напряжения работаетслецуюшим образом.Задающий генератор 1 вырабатываетсинусоицальные колебания, которые, пройця через управляемый усилитель 2, усиливаются по мошности усилителем 3, вы3 1056 хоцное напряжение которого поцаегся на выходные клеммы и стабилизируется на уровне Оо, заданном опорным источником 6. Для сравнения выходного напряжения с напряжением опорного источника 6 в схеме имеется измерительный преобразователь 4, который обеспечивает основные метрологические характеристии стабилизатора, и сумматор 5. Сигнал рассогласования с выхода сумматора 5 1 О (фиг. 2 б ) подается через сумматор 7 на интегратор 11, который служит цля выде; ления и усиления постоянной составляю шей и подавления гармонических составпяюших сигнала рассогласования пропор дионально их частотам. Напряжение с выхоца интегратора 11 подается на уп-. равляемый усилитель 2, изменяя его коэффициент передачи так, чтобы поцдерживать неизменным выходное напряжение 2 О стабилизатора.Для увеличения быстродействия стабилизатора и уменьшения постоянной вре меня интегратора 11 в схеме имеется ограничитель 8 и усилительф Ограничитель 25 9, с помощью которых можно преобразовать спектр сигнала рассогласования и устранить из управляющего напряжения самые низкочастотные вторую и четвертую гармоники. Однако включение ограничителя 8 в цепь сравнения с опорным напряжением Оо приводит к появлению дополнительной погрешности и нестабильности выходного напряжения за счет аддитивной погрешности ограничителя 8.35 Поэтому в предлагаемом устройстве цля устранения этого влияния он выполнен двусторовним и ноцключен к выхоцу сумматора 5. Уровни ограничения его выбираются таким образом, чтобы обеспечитьотсечку 26927,2 (фиг. 25). Далее сигнал подается на усилитель-ограничи тель 9, уровни ограничения которого одинаовы и равны Оод, =О,38170 гце 149 4Цп 1 - амплитуда выходного напряжения.Для устранения аццитивной погрешности усилителя-ограничителя 9 на выходе его включен онценсатор 10, после чего напряжение приобретает вид, показанный на фиг, 26, Угол отсечки 8 =50,46 о получается автоматически при суммировании выхоцных напряжений преобразователя 4 и опорного источника 6. Угол отсечки ЬО и уровни ограничения Оо, рассчитываются из условиях равенства по моцулю второй и четвертой гармоник в напряжениях О и Оо (фиг. 26,Ь), после сложения которых в сумматоре 7 получается сигнал рассогласования (фиг. 21), в котором есть информация об изменении выходного напряжения и в спектре которого отсутствуют вгорая и четвертая гармоники.Уровень остальных гармоник в нанном случае остается примерно таким же как в разложении в ряц фурье напряжения при цвухполупериоцном выпрямлении, т.е, си- нала с выхода измерительного преобразователя 4.Таким образом, благодаря включению цвусгороннего ограничителя, вхоц огорого соединен с выходом суммагора и он= ценсатора на выходе усилителя-ограничителя, удается цополнительно преобразовать спектр управляющего напряжения (т.е. при отсутствии второй и четвертой гармоник уменьшить уровень шестой и последующей гармоник), ч го увеличивает быстроцействие цепи стабилизации,Эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении произвоцигельности труда при проверочных и цругих работах за счет более быстрого и точного установления выходного напряжения при изменении сигнала или часготы задающего генератора по , сравнению с известным стабилизаторомпеременного напряжения, внецренного в составе генератора-калибратора ГК.1056149 ректор О. Бил Поцпи ж 874енного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб;, ц. 4/5 Заказ 9304/40 Тира ВНИИПИ Государст по делам изобрете 113035, Москва, Ж