Стабилизатор постоянного регулируемого тока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 050881 (21) 3331630/24-07 Я 1 М Кд,э С 05 Р 1/56 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(3) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 150383 не(72) Авторизобретения В.В, Калиниченко г,а Объединенный институт ядерных исследован(71) Заявитель 54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО РЕГуЛИРуЕМОГОТОКА Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока.Известен стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий силовой регулятор, измерительно-усилительный блок, датчик тока и источник опорной величины, в качестве которого используется прецизионный цифроаналоговый преобразователь, обеспечивающий возможность управления стабилизатором с помощью ЭВМ 1. Наиболее существенный недостатокизвестного устройства заключается.в том, что оно теряет способность управляться от ЭВМ при использовании в нем датчиков тока с Я-образной вы-ходной характеристикой, которой обладает ряд .перспективных датчиков тока, например датчик магномодуляционного типа, или основанные. на использовании явлений ядерного и электронного. резонанса.Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий силовой регулятор, соединенный через датчик тока с клеммами для подключения нагрузки, управляющий вход силового регулятора подключен к выходу иэмерительно-.усилитель-.ного блока, входы которого соедине- .ны соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика.тока, который выполнен в виде преоб-разователя ток - магнитная индукция.ток, включающего первичную обмотку,включенную последовательйо с силовымрегулятором, и две обмотки, каждаяиз которых состоит из отдельных секций с разным числом витков, двухцифровых переключателей делителя то"ка и эталонного резистора, выход первого цифрового переключателя подклю 15 чен к первой обмотке преобразователяток - магнитная индукция - ток; выход делителя тока соединен со входомвторого цифрового переключателя,выход которого подключен ко второй20 обмотке преобразователя, а управляю.щие входы цифровых переключателейподключены к выходу блока програмного управления,Недостатком Этого известного устройства является снижение надежности его работы, проявляющееся в срыве стабилизации, если в ходе технологического процесса происходит изменеЗ 0 ние величины сопротивления нагрузки, 1005000Цель изобретения - .повышение на-дежности функционирования устройствапри изменении величины сопротивления нагрузки в ходе технологическогопроцесса.Указанная цель достигается тем,что стабилизатор снабжен трансформатором постоянного тока и источникомтока, а в преобразователь введенытретья и четвертая обмотка, причемпервичная, первая, вторая и третья1обмотки преобразователя намотаны наэлементы. магнитной. системы преобразователя и на сердечники трансформатора постоянного тока, а четвертая - .только .на элементы. магнитной системь,преобразователя, первый выходной зажим преобразователя ток - магнитнаяиндукция в .ток подключен к выходудатчика тока и через последовательносоединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель, делительтока и четвертую обмотку преобразователя - ко второму вы 3 содному зажимууказанного преобразователя, выходныезажимы трансформаторапостоянного 25тока соединены соответственно с вы"ходными зажимами преобразователяисточник тока одним полюсом подсоединен к первому выходному. зажиму.преобразователя, а другим через ,3 Отретью обмотку преобразователя - кточке, соединения четвертой обмоткипреобразователя и делителя тока.На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора; на фкг. 2 - принципиальнаясхема одного из вариантов выполненияпреобразователя ток - магнитная ин.дукция - ток; на Фиг. 3 - эквивалентная схема датчика тока стабилизаторапредставленного на Фиг, 1,Стабилизатор содержит силовой регулятор 1, измерительно-усилительный блок 2, источник 3 опорного напряжения, датчик 4 тока, преобразователь 5 ток - магнитная индукция.-. ток, первую, вторую, третью и четвертую обмотки (6 - 9) преобразователя 5, первичную обмотку 10 преобразователя 5, первый и второй цифровой пере ключатели 11 и 12, делитель 13 тока, эталонный резистор 14, трансформатор 15 постоянного тока (ТПТ), рабочие обмотки 16 и сердечники 17 трансформатора 15 постоянного тока, источник 18 тока, блок 19 программного управления, нагрузку 20 стабилизатора, первый 21 и второй 22 выходные зажимы преобразователя 5, вывод 23 четвертой обмотки, выводы 24 и 25 6 О третьей обмотки, выводы 26 и 27 первичной обмотки, жгуты 28 и 29 выводов первой и второй обмоток, выходные зажимы 30 и 31 трансформатора постоянного тока; 65 Вариант выполнения преобразователя ток - магнитная индукция - ток, представленный на фиг, 2, кроме перечисленных выше его элементов, содержит также магнитный модулятор 32, модуляционные обмотки 33 и сердечники 34 магнитного модулятора 32, демодулятор 35 второй гармоники, усилитель 36 постоянного тока.На фиг. 3 трансформатор 15 постоянного тока представлен источником тока Э и рабочей обмоткой И , активная часть преобразователя 5 - источником Эп, источник 18 постоянного тока -Э эталонный резистор 14 - Вэ-, Пд выходное напряжение датчика 4 тока, О,а= Зц В , где Э - токв цепи эталонного резистора, Х 1, Юр,Жд .и Юр. - соответственно числовитков первичной 10, третьей 8, четвертой 9 обмоток преобразователя 5и рабочей. обмотки.ТПТ. 5, .01 и Х 1-,число включенных витков первой 6 ивторой 7 обмоток преобразователя 5,Стабилизатор работает следующимобразом.В статическом режиме через первичную обмотку 10 преобразователя 5ток - магнитная индукция - ток протекает ток нагрузки Э , который созРдает намаг ничив ающую силу ( н, с . ) ЭНЖ 1, действующую на сердечники 17 ТПТ 15 и Элементы магнитной системы преобразователя 5. Условимся также, что ток Зс, генерируемый источником18 тока, протекая по третьей обмотке8, создает н,с, Э Х, действующую на сердечники 17 и элементы магнитной системы преобразователя 5 в том же направлении, в котором действует н,с. Эн Х, а, протекая по четвертойобмотке 9, создает н.с, Эо И , действующую только на элементы магнитной системы преобразователя 5, прйчем н.с. Эсм Хд направлена навстре"у " сЭсмйсПримем также, что в следящей системе преобразователя 5 используется сйособ выделения сигнала ошибки, обеспечивающий выполнение следующего условия для режима равновесного состояния преобразователя 5 гЕЭЫ = О.Как следует из схемы стабилизатора по фиг. 1 и эквивалентной схемы дат" чика тока по фиг. 3 ток в цепи эталонного резистора 14 равен (в установившемся режиме) 3 = Эт - Э м + Э (2).Чтобы подчеркнуть отличия известногои предложенного технического решенияукажем, что в известном устройстве .ток в цени эталонного резистора обеспечивается только за счет выходноготока ,Зп) преобразователя (при разорванных цепях Э и 3 см, как очевидноиз эквивалентной схемы Эи = 3 п),т.е, динамический диапазон преобра1005000 1 О 55 60 65 Формула изобретения малой величины. Это означает, что1 од с учетом (7) получаемиф"оп(фч+%В/п(Р %. 8) Это соотношение показывает, что ток в нагрузке 20 зависит от ряда параметров и в том числе от количества включенных витков первой 6 и второй 7 обмоток преобразователя 5, а также от коэффициента деления и делителя тока 13. Изменяя И 1 и И с помощью цифровых переключателей 11 и 12, можно изменить Э в определенных пределах.В заключение рассмотрим работу преобразователя 5, выполненного по 15 схеме фиг, 2. Все общие замечания, относящиеся к этому преобразователю и приведенные выше, остаются справедливыми и для конкретного его варианта (фиг. 2). Сердечники 34 являют ся элементами магнитной системы преобразователя 5. На модуляционные обмотки 33 подается напряжение питания частоты Рм. При наличии постоянного подмагничивания сердечников 33 25 на выходе магнитного модулятора 32 появляется напряжение удвоенной частоты 2 Р , амплитуда и фаза которого зависят соответственно от величины и направления постоянного подмаг- З 0 ничивания. Это напряжение поступает на вход демодулятора 35, на выходе которого в случаеЭЮ Ф 0 появляется напряжение сигнала ошибки. Под действием напряжения сигнала ошибки выходной ток усилителя постоянногб тока 36, который для данной схемы является выходным током преобразователя Зп, изменяется пока не будет достигнуто равновесие состояния.преобразователя 5, характеризующееся, как 40 уже отмечалось, условием Е.ЭИ = О. Таким образом, и данный вариант преобразо.дателя ток - магнитная индукция - ток при включении его в стаби лизатор обеспечивает преобразование тока Эн в ток Зп согласно соотношения (3) со всеми последствиями, рассмотренными выше при общем анализе работы стабилизатора. 50Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность работы стабилизатора. 1, Стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий силовой регулятор, соединенный через датчик тока с клеммами для подключения наг-, рузки, управляющий вход силового регулятора подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде преобразователя ток - магнитная индукция - ток, включающегопервичную обмотку, включенную последовательно с силовым регулятором, идве обмотки, каждая из которых состоит иэ отдельных секций с разнымчислом витков, двух цифровых переключателей, делителя тока и эталонногорезистора, выход первого цифровогопереключателя подключен к первойобмотке преобразователя ток - магнитная индукция. - ток, выход делителятока соединен со входом второгоцифрового переключателя, выход которого подключен ко второй обмоткепреобразователя, а управляющие входыцифровых переключателей подключенык выходу блока программного управления о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с цельюповышения надежностифункционирования стабилизатора приизменении величины сопротивления нагрузки в ходе технологического процесса, он снабжен трансформаторомпостоянного тока и источником тока,а в преобразователь введены третьяи четвертая обмотки, причем первичная, первая, вторая и третья обмоткипреобразователя намотаны на элементы магнитной системы преобразователя и на сердечники трансформаторапостоянного тока, четвертая - толькона элементы магнитной системы преобразователя, первый выходной зажимпреобразователя ток - магнитная индукция - ток подключен к выходу датчика тока через последовательно соединенные эталонный резистор, первыйцифровой переключатель, делительтока и четвертую обмотку преобразователя - ко второму выходному зажимууказанного преобразователя, выходныезажимы трансформатора постоянноготока соединены соответственно с выходными зажимами преобразователя, источник тока одним полюсом подсоединенк первому выходному зажиму преобра-зователя, а другим через третьюобмотку преобразователя - к точкесоединения четвертой обмоткипреобразователя и делителя тока. 2, Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что преобразователь ток - магнитная индукция - ток выполнен на основе магнитного модулятора с удвоением частоты, выход которого через демодулятор второй гармоники связан со входом усилителя постоянного тока, выходные выводы которого подсоединены к выходным зажимам преобразователя ток - магнитная индукция - ток, причем сердечники магнитного модулятора являются магнитными элементами магнитной системы преобразователя ток -магнитная индукция - ток. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеВгеп 1 Ьогс 1 Е 1 есгг 1 с 1 34/70НщЫу з 1 аЬ 1 е Пе розг зцрр 11 езаЬЙ розг е 1 есгоп 1 сз.2. Авторское свидетельство СССРфМ 760055, кл. 0 05 Р 1/56, 1978,1005000 Составитель С. ЧерньпаеваТехредЖ.Кастелевич Корректор,В, Бутяга Редакт Келемеш каз 1897/ илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 872 ВНИИПИ Государст по делам изобр 035, Москва, ЖПодписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/