Способ регулирования тока нагрузки преобразователя переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОЩ-:ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 59 51)5 Н 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН за сче прямит фильтр скии ин образов выпрям ныполходнымдания н, ц) о ССС1982.СССР1985 нисимснимаю ходнопреоб иональ ТОКА НА- ЕИЕННОГО ем ения,лизкий я к электроразователям яжен ния по второй ошибки от получ прямител постоянноей выходногоения являетбразователя ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГРУЗКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПЕ НАПРЩ(ЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относитс технике, а именно к преоб переменного напряжения в с низким уровнем пульсаци напряжения. Целью изобрет ся упрощение наладки прео 2независимости управления выелем от параметров активного"при регулировании тока. В преателе, содержащем управляемый тель 1 и активный Фильтр 3, нный в виде усилителя 4 с нытрансформатором 5, сигнал зао напряжению формируют в эати от сигнала ошибки по току, сигнал, пропорциональный вынапряжению трансформатора и зуют в первый сигнал, пропор-. ный обусловленной этим напрясоставляющей выходного напряи второй сигнал, равный илик обусловленной этим же на ем составляющей сигнала зада- Е напряжению, затем перный и сигналы суммируют с синалом по напряжению, и в зависимости С, енного сигнала управляют, выем. 3 ил.Изобретение относится к электро" технике, а именно к способам регулирования преобразователя переменного напряжения в постоянное, содержащего управляемый выпрямитель и активный5 Фильтр, и может применяться в преобразователях, используемых для питания установок экспериментальной Физики и других установок, требующих напряжение с малым уровнем пульсаций,Цель изобретения - упрощение наладки преобразователя эа счет независимости управления выпрямителем от параметров активного Фильтра при регулировании тока.На Фиг. 1 представлена схема преобразователя; на Фиг. 2 - схема корректирующего устройства; на Фиг, 3 структурная схема, поясняющая .сущность операций способа.К выпрямителю 1 системой 2 управления подключен пассивный Фильтр 3, к выходу которого последовательно с нагрузкой преобразователя подключен 25 активный Фильтр, выполненный в виде усилителя 4 с выходным трансформатором 5Вход усилителя 4 соединен с выходом регулятора 6, выполняющего Функцию коррекции сигналов. Вход системы 2 управления выпрямителем через устройство 7 потенциальной развязки соединен с выходом регулятора 8, выполняющего с помощью корректирующей цепи 9 и суммирующего устройства 10 функцию коррекции и суммирования сигналов. Вход регулятора 6 и один из входов регулятора 8 соединены с выходом суммирующего устройства 11, первый вход которого соединен с выходом преобразователя, от которого снимается выходное напряжение, а второй вход через устройства 12 потенциальной развязки соединен с выходом регулятора 13, вьполняющего с помощью корректирующей цепи 14 и суммирующего устройства 15 Функцию коррекции и суммирования сигналов. Один из входов регулятора 13 соединен с датчиком 16 тока, а второй - с источником 17 сигО нала задания. Выходной трансформатор 5 усилителя 4 снабжен дополнительной обмоткой 18, к которой подключен вход корректирующего звена 19, первый вы" ход которого соединен с вторым входом регулятора 8. Второй выход коррек 15 тирующего устройства 19 через второе корректирующее звено 20 соединен с третьим входом регулятора 8. Корректирующее звено содержит операционные усилители 21-24.Устройство работает следующим образом,В суммирующем устройстве 11 выходное напряжение преобразователя сравнивается с сигналом задания по напряжению формируемом на выходе регуля-;тора 13, Следовательно, к входу регу-.лятора б с выхода суммирующего устройства 11 подается сигнал ошибки понапряжению, представляющий разностьукаэанных выше сигналов, и в резуль"тате этого на выходной обмотке трансформатора 5 вырабатывается напряжение, компенсирующее пульсации напряжения на выходе пассивного Фильтра 3.Таким образом, уменьшается уровеньпульсаций напряжения на нагрузке.По сути приведенная на Фиг. 1 схемапредставляет собой двухконтурную систему регулирования тока, построеннуюпо известному принципу подчиненногорегулированияСуммирующее устройст-.во 11 вырабатывает сигнал ошибки понапряжению, а регулятор 13, в которомсигнал, пропорциональный току нагрузки, сравнивается с сигналом заданияпо току вырабатывает сигнал заданияпо напряжению, представляющий собойсигнал, пропорциональный разностиФактичского тока нагрузки и его заданной величины, т.е, сигнал ошибкипо току. С помощью внутреннего контура регулирования напряжения, такимобразом, на выходе преобразователяустанавливается такое напряжение,при котором ток нагрузки соответствуг сигналу, подаваемому с выходаисточника 17 сигнала задания по току.Включение активного Фильтра в схемусоздает два дополнительных замкнутыхконтура, Первый контур образуетсяканалом обратной связи по напряжениюи каналом управления усилителей 4, авторой - каналом обратной связи потоку и тем же каналом управления усилителем. Влияние активного Фильтразаключается в том, что первый из укаэанных выше контуров ослабляет сигнал на выходе суммирующего устройства 11, а второй контур ослабляет сигнал на выходе регулятора 13, т,е.ослабляет сигнал задания по напряжению, подаваемый на вход суммирующегоустройства 11. Для предотвращения изменения сигнала, подаваемого на входсистемы управления выпрямителем 2,99556 5 10 20 25 30 35 15 дания по напряжению, обусловленной 40действием того же выходного напряже-ния трансформатора.В качестве корректирующего авена19 можно включить аналоговую модельнагрузки трансформатора 5, схема ко-.45. торой показана на фиг, 2, На представленной модели, на выходах операционных усилителей 21 - 24 соответ"ственно воспроизводятся сигналы ,(Нс и х, пропорциональные составляющим напряжения и тока на нагрузке,напряжения на конденсаторе и токадросселя пассивного фильтра соответственно, обусловленным выходным на- .,пряжением трансформатора.Таким образом, первый сигнал, пропорциональный составляющей выходногонапряжения, обусловленной действиемвыходного напряжения трансформатора,можно снимать с зажима выход 1 опера 5 159 оФ корректирующих звеньев 19 и 20 через входы суммирующего устройства 10 на вход системы 2 управления выпрямителем подаются сигналы, компенсирующие изложенное выше ослабление сигналов, Выходное напряжение преобразователя можно рассмотреть как сумму двух составляющих. Первая составляющая обусловлена действием ЩС выпрямителя е , и, а вторая обусловлена действием выходного напряжения трансформатора е"На иг. 3 приведена структурная схема преобразователя, где передаточная функция У.,(Б) (5) определяет связь между выходным напряжением транс, форматора е и обусловленной этим напряжением составляющей выходного напряжения преобразователя, М и (8) - между ЭЛС выпрямителя е цы и обусловленной этой ЭДС составляющей выходногонапряжения преобразователя, И р (8)между сигналом на выходе суммирующего устройства 11 и выходным напряжениемтрансформатора, И р (8) - между сигналом на выходе суммирующего устройства 10 и ЭДС выпрямителя е бд, Ы,(Б) - между выходным током и выход" ным напряжением выпрямителя; Ю -(Б) - передаточная функция регулятора тока; КИ,(8) - результирующая передаточная функция корректирующих устройств 19 и 20, с учетом отношения числа витков выходной обмотки и обмотки 18 трансформатора 5.Можно показать, что при условииКЫ(Б) =Ы,(8) Е 1+И,(8)Ы(Б) 3, для разомкнутой в точке А системы связь между сигналом управления выпрямителя У, сигналом задания Ни напряжением преобразователя е, (см. Фиг. 3) определяется выражениеи:1 Ъ 1+1 ( Б) 1 р( 8) 3 1 й ( Б) Е э ь в ( 8) ++1 рт Г 8) Н ( Б) эгде У, (Б), Е (Б), 0(8) - изображения сйгналов Н, е и Б соответственно.В приведенное уравнение не входят параметры активного фильтра, что означает независимость управления выпрямителем от указанных параметров.Таким образом, при включении корректирующего звена с параметрами, соответствующими укаэанному выше условию, упрощается наладка преобразова, теля, поскольку наладку системы регулирования выпрямителя и активного , Фильтра можно производить раздельно. На вход корректирующего звена 9 с обмотки 18 подается сигнал, пропорцио-; нальный выходному напряжению трансформатора, Таким образом, суммарный сигнал на выходе компенсирующих звеньев 19 и 20 прогорционален сигналу, изображение которого определяется выражением:К , 8) =Ки,(8) К, (Б) =Ы ,( Б) Е 1+ +111(Б) 1 У (Б) 3 тр (8) =1 н(Б) Етр (Б)+ +1 н (8)1(8)1 рт (8) Етр (Б) у где Е (8) - изображение выходного натрпряжения трансформаторае .Первое слагаемое в приведенном выше уравнении представляет собой изображение составляющей выходного напряжения преобразователя, обусловленной действием выходного напряжения трансформатора, а второй слагаемое - изображение составляющей сигнала на выходе регулятора 13 тока, обусловленной действием выходного напряжения трансформатора 5, т.е. изображение составляющей сигнала задания по напряжению, обусловленной действием выходного напряжения трансформатора. Таким образом, с помощью корректирующих звеньев 19 и 20 осуществляется преобразование сигнала, пропорционального выходному напряжению трансформатора в два сигнала: первый сигнал пропорционален составляющей выходного напряжения, обусловленной действием выходного напряжения трансформатора, а второй сигнал - пропорционален или близкий к составляющей сигнала за ционного усилителя 2 1. Произведение 14 н,1,Б)4(Я)Е(Я), входящее во второе слагаемое, представляет собой иэображение составляющей тока нагрузки, обусловленной выходным напряжением5 трансформатора. Следовательно, подключив корректирующее звено 20 с пе" редаточной функцией, пропорциональной Ир(Б), в соответствии со схемой фиг. 1 к зажиму вых.2 операционного усилителя 22 (см. Фиг,2), можно получить второй сигнал, пропорциональный составляющей сигнала задания по напряжению, обусловленной выходным напряжением трансформатора 5.В качестве корректирующего эве" на 14 может применяться интегрирующее звено (интегральное, пропорционально- интегральное и т,д,). Очевидно, что 20 в таком случае корректирующему звену 20 можно придать передаточную Функцию, приближающую к передаточной функции корректирующего звена 14.При выооком напряжении в силовой цепи преобразователя устройства потенциальной развязки обеспечивают необходимую безопасность работы с преобразователем при его эксплуатации.ЩПрименение изобретения позволяет упростить настройку регулятора тока выпрямителя вне зависимости от параметров активного фильтра. формула иэ обретенияСпособ регулирования тока нагруз- .ки преобразователя переменного напряженил в постоянное, содержащего уп"равляемый выпрямитель и активныйФильтр, выполненный в виде усилителяс выходным трансформатором, заключающийся в том, что формируют и подаютсигнал управления на активный Фильтрв соответствии с сигналом ошибки понапряжению, равным разности сигнала,пропорционального выходному напряжению преобразователя, и сигнала задания по напряжению, о т л и ч а ю .-.щ и й с я тем, что, с целью упроще- .ния наладки преобразователя за счетнезависимости управления выпрямителемот параметров активного фильтра прирегулировании тока, сигнал задания понапряжению Формируют в соответствиис сигналом ошибки регулирования потоку, Формируют сигнал, пропорциональный выходному напряжению трансформатора, и формируют первый сигнал, пропорциональный обусловленной этим напряжением составляющей выХодного напряженйя, и второй сигнал, равныйили близкий к обусловленной этим женапряжением составляющей сигнала задания по напряжению, затем первый Ивторой сигналы суммируют с сигналомошибки по напряжению и в соответствии с полученным сигналом Формируюти подают сигнал управления выпрямителем,1599955 Составитель С.ЛузановКиштулинец Техред М.Ходанич Корректор,И;Иарови едакт каз 3149НИИПИ Государственного при ГКНТ СССР 113035,Тираж 500 Подписное комитета по изобретениям ч открытиям Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101