Регулируемый источник питания

. г" .гтус3" ЗОБРЕТЕН АН ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКО й,проект- гическии СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Научно-исследовательскино-конструкторский и технолоинститут комплектного электропривода(56) Авторское свидетельство СССРФ 1089750, кл. Н 02 Р 9/10, 1983.(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэованов автономных системах, например вагрегатах наземного электропитаниялетательных аппаратов. Цель изобретения - повышение бЫстродействия источника питания при набросе нагрузки.Сущность изобретения заключается втом, что в устройство, содержащеегенератор переменного тока 1, преобразователи напряжения 2 и 3, нагрузки 12 и 13, источник сигнала задания14, схемы сравнения сигналов 15 и 16,усилители 18, 19, блоки управления20 (21), блок регулятора напряжения24 генератора, блок выделения минимального угла регулирования 27, введены последовательно соединенныенакопительный конденсатор 29 и разрядный ключ 30, включенные между погенциальным выводом источника питания для обмотки возбуждения генератора и выходом блока регуляторанапряжения 24 генератора, причем разрядный ключ 30 срабатывает от дискретного сигнала, фронт которогоформируется в момент превышения выходного напряжения блока выделенияминимального угла регулирования27 (тиристорных преобразователейнапряжения) напряжения источника сигнала задания 14. 1 ил, 1372590Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, например в агрегатах наземного элек 5 тропитания летательных аппаратов и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 1089750.Целью изобретения является повышение быстродействия регулирования при набросе нагрузки.На чертеже показана функциональная схема регулируемого источника питания.Регулируемый источник питания15 содержит генератор 1 переменного тока с обмоткой возбуждения,преобразователи 2 и 3 напряжения, состоящие каждый из последовательно соединенных трансформатора 4 или 5, управляемого выпрямителя 6 или 7 и фильтра 8 или 9 и подключенные своими силовыми входами 10 и 11 к выходу генератора 1 переменного тока, а выходами - к соответствующим нагруз кам 12 и 13, источник 14 сигнала задания, схемы 15 и 16 сравнения сигналов, по числу нагрузок подключенные своими первыми входами к первому выходу 17 источника 14 сигнала задания, а вторыми входами - к соответствующим нагрузкам 12 и 13, последовательно соединенные усилители 18 (19) и блоки 20 (21) управления преобразователями 2 и 3 напряжения,35 выходы которых соединены с управляющими входами 22 и 23 соответствующих преобразователей 2 и 3 напряжения, а входы усилителей 18 и 19 подключены к выходам соответствующих схем 40 15 и 16 сравнения, регулятор 24 напряжения генератора, подключенный первым входом 25 к второму выходу 26 источника 14 сигнала задания, а выходом - к обмотке возбуждения45 генератора 1, блок 27 выделения мИ" нимального угла регулирования,подсоединенный входами к выходам соответствующих усилителей 18 и 19, а выходом - к второму входу 28 регулятора 24 напряжения генератора, на 50 копительный конденсатор 29, замыкаю" щий ключ 30, элемент 31 сравнения, зарядное устройство 32. Причем накопительный конденсатор 29 и замыкающий ключ 30 соединены последователь 55 но и включены параллельно обмотке возбуждения генератора 1 переменного тока, выход зарядного устройства 32 подключен к выводам накопительного конденсатора 29, первый 25 и второй 28 входы регулятора 24 напряжения генератора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами элемента 31 сравнения, а его выход связан с управляющим входом замыкающего ключа 30, Вход зарядного устройства 32 связан с выходом генератора 1 переменного тока.Устройство работает следующим образом,Работа схемы при включении на холостом ходу, В исходном состоянии регулируемого источника питания сигналы задания на первых входах узлов15 и 16 сравнения сигналов отсутствуют. Выходные сигналы усилителей18 и 19 равны нулю. фаза импульсовна выходах блоков 20 и 21 соответствует максимальному значению угла регулирования,Напряжение на выходеблока регулятора напряжения генератора отсутствует вследствие запирающего характера сигнала задания, поступающего на его первый вход 25.Следовательно, отсутствуют ток возбуждения генератора 1 и напряжениена его выходе, Напряжения на выходахпреобразователей 2 и 3 равны нулю.Накопительный конденсатор 29 незаряжен. Выходное напряжение блока27 выделения минимального угла регулирования равно нулю, поэтому выходное напряжение элемента 31 сравненияравно нулю, Замыкающий ключ 30 разомкнут.При включении схемы на первые входы схем 15 и 16 сравнения сигналовпоступает сигнал задания. В первыймомент времени это приводит к увеличению выходных сигналов схем 15 и16 и выходных сигналов усилителей18 и 19 до максимального значения(сигнал обратной связи отсутствует).Вследствие этого углы регулированияпреобразователей 2 и 3 напряжениястановятся равными нулю. Выходнойсигнал одного из усилителей 18 и 19,оказавшийся большим по величине,вследствие разброса параметров элементов схемы, а также неточностейнастройки характеристик узлов поступает через блок 27 выделения минимального угла регулирования на второй вход регулятора 24 генератора.Навыходе последнего появляется макси 13725мальное напряжение. За счет этогопроисходит формирование увеличениятока возбуждения и выходного напряжения генератора 1 и, следовательно,5выходных напряжений преобразователей 2 и 3 напряжения,По мере приближения выходных напряжений преобразователей 2 и 3 напряжения к заданному значению уменьшается разность сигналов (ошибкарегулирования) на входе каждой изсхем 15 и 16 сравнения. Это приводитк уменьшению их выходных сигналов,а значит выходных сигналов усилителей 18 и 19, В результате происходитувеличение углов регулирования преобразователей 2 и 3 напряжения, а также снижение темпа увеличения токавозбуждения (выходного напряжения)генератора 1. Переходный процесс заканчивается при достижении выходныминапряжениями преобразователей 2 и 3заданной величины, При этом регулятор 24 напряжения генератора задает напряжение генератора 1, обеспечивающее работу преобразователей 2 и3 напряжения с углами регулирования,равными заданному,Необходимая точность отработкизаданного значения угла регулирования обеспечивается соответствующим выбором коэффициента усиления регулятора 24 напряжения генератора.С окончанием переходного процесса в генераторе, обусловленного режимом включения, зарядное устройство 32 обеспечивает заряд до определенного напряжения накопительного конденсатора 29. Выходное напряжение блока 27 выделения минимального угла регулирования, поступающее на неинвертирующий вход элемента 31 сравнения, меньше опорного напряжения, поступающего с выхода источника 45 14 сигнала задания на инвертирующий вход элемента сравнения, поэтому на выходе элемента сравнения напряжение равно нулю, что соответствует исходному, закрытому состоянию замыкающего ключа 30.Схема при внезапном увеличении нагрузки 12 из режима одинаковой загрузки преобразователей 2 и 3 напряжения работает следующим образом,В момент наброса нагрузки проиС- ходит снижение напряжения на выходе преобразователя 2 напряжения из-за увеличения падения напряжения в 904его силовой цепи, а также из-за просадки напряжения генератора 1 вследствие увеличения его тока нагрузки.Поскольку напряжение генератора1 воздействует одновременно и на вход преобразователя 3, то его напряжение также снижается. Однако абсолютная величина изменения выходного напряжения преобразователя 3 меньше, чем у преобразователя 2, В результате происходит увеличение разности сигналов на входе каждой из схем 15 и 16 сравнения и соответствующее увеличение выходных сигналов усилителей 18 и 19. Следовательно, происходит уменьшение углов регулирования преобразователей 2 и 3. Одновременно выходной сигнал усилителя 18, имеющий большую величину, поступает через блок 27 выделения минимального угла регулирования на второй вход 28 регулятора 24, что обеспечивает увеличение тока возбуждения и напряжения генератора 1.Одновременно происходит процесс форсировки тока возбуждения генератора, который заключается в следующем.При снижении напряжения на нагрузке мгновенное значение выходного напряжения блока 27 выделения минимального угла регулирования, поступающее на неинвертирующий вход элемента 31 сравнения, возрастает и становится большим величины опорного напряжения, поступающего на инвертирующий вход элемента 31 сравнения, в связи с чем на выходе элемента сравнения появляется напряжение,достаточное для срабатывания замыкающего ключа 30, после чего посдедний замыкает цепь разряда накопительного конденсатора 29 через обмотку воэбуж" дения генератора.Постоянная времени цепи накопительный конденсатор - обмотка возбуждения генератора значительно меньше постоянной времени цепи питания обмотки возбуждения генератора через регулятор 24. Поэтому процесс нарастания тока возбуждения генератрра за счет разряда накопительного конденсатора значительно ускоряется.При увеличении напряжения заряда накопительного конденсатора эффективность форсировки тока возбуждения генератора возрастает.1372590 рузки. Составитель А.АкимовТехРед М,Дидык Редактор Н.Гунько Корректор М.Демчик Заказ 498/54 Тираж 583 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ул. Проектная, 4 В процессе форсированного роста тока возбуждения генератора напряжение на нагрузке 13 быстро восстанавливается и в дальнейшем поддерживается постоянным за счет автомати 5 ческого увеличения угла регулирования преобразователя 3 напряжения.При достижении напряжения на нагрузке 12 заданного значения рост тока возбуждения и напряжения генератора 1 прекращается и замыкающий ключ 30 вновь размыкается.Зарядное устройство 32 заряжает накопительный конденсатор 29.В новом установившемся состоянии схемы напряжения на нагрузках 12 и 13 равны заданному.При этом угол регулирования преобразователя 2 напряжения равен заданному значению, близкому к нулю, а преобразователь 3 напряжения работает с углом регулирования,обусловленным разницей нагрузок 12 и 13.В остальных режимах работы устрой ство работает аналогично.Таким образом, при внезапном набросе нагрузки на любом выходе предлагаемого устройства в блоке управления разрядным ключом формируется дискретный командный сигнал о превышении выходного напряжения блока выделения минимального угла регулирования над опорным напряжением,поступающим от источника сигнала задания. По переднему фронтУ названногокомандного сигнала срабатывает замыкающий ключ,и накопительный конденсатор разряжается на обмотку возбуждения генератора, что обеспечивает интенсивную форсировку токав обмотке возбуждения, а также выходного напряжения генератора,темсамым повышая быстродействие регулирования источника при набросе нагФормула изобретения Регулируемый источник питания по авт.св, У 1089750, о т л и ч аю щ и й с я тем,что,с целью повышения быстродействия регулирования при набросе нагрузки,в него введены накопительный конденсатор,замыкающий ключ, элемент сравнения, зарядное устройство, причем накопительный конденсатор и замыкающий ключ соединены последовательно и включены параллельно обмотке возбуждения генератора переменного тока, выход зарядного устройства подключен к выводам накопительного конденсатора, первый и второй входы регулятора напряжения генератора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами элемента сравнения , а его выход связан с управляющим входом замыкающего ключа.