RU2037185C1 - Direct-current stabilizer - Google Patents

Direct-current stabilizer Download PDF

Info

Publication number
RU2037185C1
RU2037185C1 SU5060704A RU2037185C1 RU 2037185 C1 RU2037185 C1 RU 2037185C1 SU 5060704 A SU5060704 A SU 5060704A RU 2037185 C1 RU2037185 C1 RU 2037185C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
measuring
resistor
amplifier
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Калиниченко
Original Assignee
Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединенный Институт Ядерных Исследований filed Critical Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority to SU5060704 priority Critical patent/RU2037185C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2037185C1 publication Critical patent/RU2037185C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: stabilizer has a regulating unit, connected through a measuring shunt with terminals for load connection, a direct-current amplifier, whose output is connected with a control input of the regulating unit, a reference current source, connected with current terminals of a reference resistor, an ampere-turn unbalance detector, a measuring winding and a magnetic screen. One of potential outputs of the measuring shunt is connected through the measuring winding with a respective potential output of the reference resistor, its other output is connected directly with another potential output of that resistor. The stabilizer also includes an analogous voltage adder, whose output is connected with an input of the direct current amplifier; low-frequency amplifier, whose output is connected to first input of the analogous voltage detector adder and whose second input is connected with an output of the ampere-turn unbalance detector; feed-back circuit winding, whose one output is directly connected with an input of the low-frequency amplifier and whose other output is connected with respective input of the same amplifier through connected in series capacitor and resistor. EFFECT: enhanced static and dynamic accuracy, increased stability. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике. The invention relates to electrical engineering.

Известен стабилизатор постоянного тока. Известное устройство содержит регулирующий орган, соединенный выходом через измерительный шунт с выводами для подключения нагрузки, а входом подключенный к выходам для подключения питания, магнитный датчик тока и источник опорного тока [1]
Основной недостаток известного стабилизатора его низкая технологичность. Измерительный шунт в данном случае одновременно выполняет и роль делителя тока. Он представляет собой сборку двух стандартных измерительных шунтов с падением напряжения 75 мВ. Для получения этой сборки стандартные шунты подвергаются обработке (фрезерованию и гибке), а также пайке твердыми припоями, причем на завершающем этапе сборки пайка токоведущих частей осуществляется в непосредственной близости от магнитного датчика тока (указанные токоведущие части проходят через магнитный датчик и охватывают его).
Known DC stabilizer. The known device contains a regulatory body connected by an output through a measuring shunt with leads to connect the load, and an input connected to the outputs to connect power, a magnetic current sensor and a reference current source [1]
The main disadvantage of the known stabilizer is its low adaptability. In this case, the measuring shunt simultaneously performs the role of a current divider. It is an assembly of two standard measuring shunts with a voltage drop of 75 mV. To obtain this assembly, standard shunts are processed (milling and bending), as well as brazing, and at the final stage of assembly, the soldering of live parts is carried out in close proximity to the magnetic current sensor (these live parts pass through the magnetic sensor and cover it).

Известен стабилизатор постоянного тока. Известное устройство, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит регулирующий орган, соединенный выходом через измерительный шунт с выводами для подключения нагрузки, а входом подключенный к выводам для подключения питания, усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего органа, источник эталонного тока, подключенный к токовым выводам эталонного резистора, детектор разбаланса ампер-витков с магнитной системой, измерительную обмотку и магнитный экран, один из потенциальных выводов измерительного шунта через измерительную обмотку, а другой непосредственно соединены с соответствующими потенциальными выводами эталонного резистора [2]
Недостаток прототипа состоит в том, что из-за большой инерционности измерительного элемента (датчика тока) стабилизатор имеет низкие статическую и динамическую точности. При этом существуют следующие противоречия. Для получения высокой статической точности необходимо увеличивать число витков измерительной обмотки и уменьшать омические сопротивления в цепи этой обмотки. А это приводит к увеличению постоянной времени измерительного элемента, т.е. к ухудшению динамической точности. При малых постоянных времени нагрузки стабилизатора возникают также трудности с обеспечением устойчивости стабилизатора с таким измерительным элементом.
Known DC stabilizer. The known device, which is the closest technical solution to this invention, contains a regulator connected by an output through a measuring shunt with leads to connect the load, and an input connected to the leads to connect power, a DC amplifier whose output is connected to the control input of the regulatory body, the source a reference current connected to the current terminals of the reference resistor, an ampere-unbalance detector with a magnetic system, a measuring winding and a magnetic screen, one from the potential terminals of the measuring shunt through the measuring winding, and the other directly connected to the corresponding potential terminals of the reference resistor [2]
The disadvantage of the prototype is that due to the large inertia of the measuring element (current sensor), the stabilizer has low static and dynamic accuracy. Moreover, the following contradictions exist. To obtain high static accuracy, it is necessary to increase the number of turns of the measuring winding and reduce the ohmic resistance in the circuit of this winding. And this leads to an increase in the time constant of the measuring element, i.e. to deterioration of dynamic accuracy. With small stabilizer load time constants, difficulties also arise in ensuring the stability of the stabilizer with such a measuring element.

Существенное уменьшение инерционности измерительного элемента и, соответственно, улучшение статических и динамических характеристик стабилизатора тока достигается тем, что в стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий орган, соединенный выходом через измерительный шунт с выводами для подключения нагрузки, а входом подключенный к выводам для подключения питания, усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего органа, источник эталонного тока, подключенный к токовым выводам эталонного резистора, детектор разбаланса ампер-витков с магнитной системой, измерительную обмотку и магнитный экран, один из потенциальных выводов измерительного шунта через измерительную обмотку, а другой непосредственно соединены с соответствующими потенциальными выводами эталонного резистора, введены аналоговый сумматор напряжений, выход которого подключен ко входу усилителя постоянного тока, усилитель низкой частоты, выход которого подключен к первому входу аналогового сумматора напряжений, к второму входу последнего подключен выход детектора разбаланса ампер-витков, обмотка обратной связи, выводы которой один непосредственно, а другой через последовательно соединенные конденсатор и резистор подключены к входам усилителя низкой частоты, при этом обмотки измерительная и обратной связи охватывают в сборе магнитную систему детектора разбаланса ампер-витков и магнитный экран. A significant reduction in the inertia of the measuring element and, accordingly, the improvement of the static and dynamic characteristics of the current stabilizer is achieved by the fact that the DC stabilizer contains a regulator connected by an output through a measuring shunt with leads to connect the load, and an input connected to the leads to connect power, the amplifier DC current, the output of which is connected to the control input of the regulatory body, a reference current source connected to the current outputs of the reference of a resistor, an ampere-coil imbalance detector with a magnetic system, a measuring winding and a magnetic screen, one of the potential conclusions of the measuring shunt through the measuring winding, and the other directly connected to the corresponding potential terminals of the reference resistor, an analog voltage adder is introduced, the output of which is connected to the amplifier input DC, low-frequency amplifier, the output of which is connected to the first input of the analog voltage adder, the output is connected to the second input of the last ampere-coil unbalance detector, a feedback winding, the terminals of which are directly connected to the inputs of the low-frequency amplifier through a series-connected capacitor and resistor, while the measuring and feedback windings assemble the magnetic system of the ampere-coil unbalance detector and a magnetic screen .

Существенными отличительными признаками, достаточными для достижения технического результата, являются: аналоговый сумматор напряжений, усилитель низкой частоты, обмотка обратной связи, магнитосвязанная через магнитный экран с измерительной обмоткой, конденсатор и резистор, а также новые связи. The essential distinguishing features sufficient to achieve a technical result are: an analog voltage adder, a low-frequency amplifier, a feedback winding, magnetically connected through a magnetic screen with a measuring winding, a capacitor and a resistor, as well as new connections.

В предложенном техническом решении благодаря введению в стабилизатор новых признаков измерительный элемент, как будет показано ниже, имеет свойства практически безынерционного звена. Именно благодаря этому при прочих равных условиях гарантируется достижение в предложенном стабилизаторе тока более высоких статических и динамических показателей, повышение устойчивости стабилизаторов, что и является требуемым техническим результатом. In the proposed technical solution, due to the introduction of new features into the stabilizer, the measuring element, as will be shown below, has the properties of an almost inertialess link. Due to this, ceteris paribus, it is guaranteed that the proposed current stabilizer achieves higher static and dynamic indicators, increasing the stability of the stabilizers, which is the required technical result.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного стабилизатора; на фиг.2 упрощенная принципиальная схема одного из возможных вариантов выполнения детектора разбаланса ампер-витков (пример выполнения); на фиг.3 конструктивная схема одного из вариантов выполнения магнитомодуляционного узла. In FIG. 1 presents a block diagram of the proposed stabilizer; figure 2 is a simplified circuit diagram of one of the possible embodiments of the detector imbalance ampere-turns (example); figure 3 is a structural diagram of one of the embodiments of the magnetomodulating site.

Стабилизатор содержит регулирующий орган 1, измерительный шунт 2, через который к регулирующему органу 1 подключена нагрузка 3, источник 4 эталонного тока, эталонный резистор 5, усилитель 6 постоянного тока, детектор 7 разбаланса ампер-витков постоянных токов, измерительную обмотку 8, магнитный экран 9, обмотку 10 обратной связи, аналоговый сумматор 11 напряжений, усилитель 12 низкой частоты, конденсатор 13 и резистор 14. The stabilizer contains a regulating body 1, a measuring shunt 2, through which a load 3, a reference current source 4, a reference resistor 5, a DC amplifier 6, an imbalance detector of constant current amperes 6, a measuring winding 8, a magnetic screen 9 are connected to the regulatory body 1 , feedback winding 10, analog voltage adder 11, low-frequency amplifier 12, capacitor 13, and resistor 14.

К управляющему входу регулирующего органа 1 подключен выход усилителя 6 постоянного тока, вход последнего подключен к выходу аналогового сумматора 11 напряжений. Выход детектора 7 разбаланса ампер-витков подключен к первому входу аналогового сумматора 11 напряжений, второй вход которого подключен к выходу усилителя 12 низкой частоты. Обмотка 10 обратной связи через последовательно соединенные конденсатор 13 и резистор 14 подключена к входу усилителя 12 низкой частоты. Потенциальные выводы измерительного шунта 2 соединены с соответствующими потенциальными выводами эталонного резистора 5, причем одна пара выводов одинаковой полярности соединена непосредственно, а другая через измерительную обмотку 8. К токовым выводам эталонного резистора 5 подключен источник 4 эталонного тока. The output of the DC amplifier 6 is connected to the control input of the regulatory body 1, the input of the latter is connected to the output of the analog voltage adder 11. The output of the ampere-unbalance detector 7 is connected to the first input of the analog voltage adder 11, the second input of which is connected to the output of the low-frequency amplifier 12. The feedback winding 10 through a series-connected capacitor 13 and a resistor 14 is connected to the input of the low-frequency amplifier 12. The potential leads of the measuring shunt 2 are connected to the corresponding potential leads of the reference resistor 5, and one pair of leads of the same polarity is connected directly and the other through the measuring winding 8. A source 4 of the reference current is connected to the current leads of the reference resistor 5.

Детектор 7 разбаланса ампер-витков магнитосвязан с измерительной обмоткой 8, для чего его магнитная система совместно с магнитным экраном 9 охватывается измерительной обмоткой 8. Аналогичным образом наматывается и обмотка 10 обратной связи. В качестве детектора 7 разбаланса ампер-витков могут быть использованы известные технические решения, в том числе и на основе магнитного модулятора с удвоением частоты. The ampere-coil imbalance detector 7 is magnetically connected to the measuring winding 8, for which its magnetic system, together with the magnetic screen 9, is covered by the measuring winding 8. The feedback winding 10 is wound in the same way. As detector 7 imbalance ampere-turns can be used known technical solutions, including those based on a magnetic modulator with frequency doubling.

Детектор 7 разбаланса ампер-витков (фиг.2) содержит рабочие магнитопроводы 15 и 16 с намотанными на каждом из них соответственно обмотками 17 и 18 возбуждения. Рабочие магнитопроводы 15 и 16 образуют магнитную систему детектора 7 и, как уже отмечалось выше, охватываются совместно с магнитным экраном 9 обмотками измерительной 8 и обратной связи 10, то есть эти обмотки наматываются на сборку включающую рабочие магнитопроводы 15, 16 и магнитный экран 9. Указанная сборка со всеми обмотками представляет собой так называемый магнитомодуляционный узел. Детектор 7 разбаланса ампер-витков содержит также фазочувствительный детектор 19 и генератор 20 возбуждения с выходами основной и удвоенной частоты. The detector 7 imbalance ampere-turns (figure 2) contains working magnetic cores 15 and 16 with windings 17 and 18 respectively wound on each of them. The working magnetic cores 15 and 16 form the magnetic system of the detector 7 and, as already noted above, are covered together with the magnetic screen 9 by measuring windings 8 and feedback 10, that is, these windings are wound on an assembly including working magnetic cores 15, 16 and a magnetic screen 9. an assembly with all windings is a so-called magnetomodulating unit. The ampere-unbalance detector 7 also contains a phase-sensitive detector 19 and an excitation generator 20 with outputs of the main and double frequencies.

Выход основной частоты генератора 20 возбуждения подключен к первичной обмотке 21 фазорасщепляющего трансформатора 22, вторичные обмотки 23 и 24 которого соединены последовательно согласно, их объединенный вывод соединен с общей шиной. Обмотки 17 и 18 возбуждения соединены последовательно встречно, их объединенный вывод подключен к сигнальному входу фазочувствительного детектора 19, вход для подачи коммутирующего напряжения которого подключен к выходу удвоенной частоты генератора 20 возбуждения. Необъединенные выводы обмоток 17 и 18 возбуждения через резисторы 25 и 26 подключен к необъединенным выводам вторичных обмоток 23 и 24. The output of the main frequency of the excitation generator 20 is connected to the primary winding 21 of the phase-splitting transformer 22, the secondary windings 23 and 24 of which are connected in series according to their combined output connected to a common bus. The field windings 17 and 18 are connected in series in the opposite direction, their combined output is connected to the signal input of the phase-sensitive detector 19, the input for supplying a switching voltage of which is connected to the double output of the excitation generator 20. The unconnected leads of the field windings 17 and 18 are connected through resistors 25 and 26 to the unconnected terminals of the secondary windings 23 and 24.

Вариант выполнения магнитомодуляционного узла (фиг.3) содержит рабочие магнитопроводы 15 и 16 соответственно с обмотками 17 и 18 возбуждения, магнитный экран 9, образованный двумя магнитопроводами такого же типоразмера, как и рабочие магнитопроводы. На сборку всех магнитопроводов намотаны обмотки измерительная 8 и обратной связи 10. An embodiment of the magnetomodulating assembly (Fig. 3) comprises working magnetic cores 15 and 16, respectively, with excitation windings 17 and 18, a magnetic shield 9 formed by two magnetic cores of the same size as the working magnetic cores. On the assembly of all magnetic circuits, measuring 8 and feedback 10 windings are wound.

Стабилизатор работает следующим образом. The stabilizer works as follows.

Ток нагрузки Iн протекает через измерительный шунт 2 и создает на нем падение напряжения Uш Iн Rш, где Rш значение сопротивления измерительного шунта 2. Через эталонный резистор 5 протекает ток Iэт, вырабатываемый источником 4 эталонного тока, и создает на нем падение напряжения Uэт IэтRэт, где Rэт значение сопротивления эталонного резистора 5. Рассматриваемый стабилизатор постоянного тока представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования следящего типа, действие которой направлено на поддержание равенства напряжений Uш и Uэт. Поэтому в установившемся режиме к измерительной обмотке 8 приложено разностное напряжение Δ Uд Uш Uэт, равное действующему рассогласованию (Δ Uд) в контуре авторегулирования.The load current I n flows through the measuring shunt 2 and creates a voltage drop U sh I n R sh on it , where R sh is the resistance value of the measuring shunt 2. The current I et generated by the reference current source 4 flows through the reference resistor 5 and creates on it voltage drop U fl I fl fl R where R et value of the reference resistor 5. Viewed DC stabilizer is a closed loop system for automatic tracking type regulation, action which is aimed at maintaining the equality of strain U u and U fl. Therefore, in the steady state, a differential voltage Δ U d U w U et equal to the actual mismatch (Δ U d ) in the autoregulation circuit is applied to the measuring winding 8.

Постоянная (медленно меняющаяся) составляющая Δ Uд вызывает протекание тока через измерительную обмотку 8, который создает соответствующую намагничивающую силу (н.с.) в магнитной системе детектора 7 разбаланса ампер-витков. В последнем эта н. с. преобразуется в напряжение рассогласования (постоянная или медленно меняющаяся составляющая), которое поступает на один из входов аналогового сумматора 11 напряжений. Переменная составляющая разностного напряжения Δ Uд за счет магнитной (трансформаторной) связи передается к обмотке 10 обратной связи и через усилитель 12 низкой частоты подается на другой вход аналогового сумматора 11 напряжений. Конденсатор 13 и резистор 14 выбираются из условий неискаженной передачи переменной составляющей разностного напряжения Δ Uд в рабочей полосе частот. Конденсатор 13 служит для предотвращения протекания постоянного тока в цепи обмотки 8 обратной связи (в том числе и от термоЭДС). Резистор 14 обеспечивает затухание паразитных колебаний в обмотках 8 и 10, вызванных импульсными сигналами и помехами в паразитных "звенящих" контурах).The constant (slowly changing) component Δ U d causes the current to flow through the measuring winding 8, which creates the corresponding magnetizing force (NS) in the magnetic system of the ampere-unbalance detector 7. In the latter, this n. from. is converted into a mismatch voltage (constant or slowly changing component), which is supplied to one of the inputs of the analog voltage adder 11. The variable component of the differential voltage Δ U d due to the magnetic (transformer) connection is transmitted to the feedback winding 10 and is fed through a low-frequency amplifier 12 to another input of the analog voltage adder 11. The capacitor 13 and the resistor 14 are selected from the conditions of undistorted transmission of the variable component of the differential voltage Δ U d in the working frequency band. The capacitor 13 serves to prevent the flow of direct current in the feedback winding circuit 8 (including from thermoEMF). The resistor 14 provides attenuation of spurious oscillations in the windings 8 and 10, caused by pulse signals and noise in the spurious "ringing" circuits).

С выхода аналогового сумматора 11 на управляющий вход регулирующего органа 1 через усилитель 6 постоянного тока поступает полное напряжение рассогласования, содержащее постоянную (медленноменяющуюся) и переменную составляющие. Под действием этого напряжения рассогласования ток Iнизменяется таким образом, чтобы в контуре авторегулирования поддерживался равновесный режим
Uш Uэт Δ Uд.
From the output of the analog adder 11 to the control input of the regulatory body 1 through the DC amplifier 6 receives the full voltage of the mismatch, containing constant (slowly changing) and variable components. Under the influence of this mismatch voltage, the current I n changes in such a way that the equilibrium mode is maintained in the autoregulation loop
U W U et Δ U d .

При большом усилении в контуре авторегулирования величина действующего рассогласования пренебрежимо мала, поэтому
Iн IэтRэт/Rш.
With a large gain in the autoregulation loop, the magnitude of the actual mismatch is negligible, therefore
I n I et R et / R sh .

Таким образом поддерживается заданное значение тока Iн в нагрузке стабилизатора. При этом из приведенного качественного рассмотрения работы предложенного технического решения следует, что в измерительной части предложенного стабилизатора обеспечивается прохождение постоянной (медленно меняющейся) и переменной составляющих сигнала рассогласования. Это обстоятельство при прочих равных условиях позволяет получить при реализации существенное улучшение статических и динамических характеристик по сравнению с прототипом, где измерительная часть является более инерционной. В предложенном техническом решении достигается также повышение устойчивости.Thus, the set value of the current I n in the stabilizer load is maintained. Moreover, from the above qualitative consideration of the work of the proposed technical solution, it follows that in the measuring part of the proposed stabilizer, the constant (slowly changing) and variable components of the mismatch signal are transmitted. This circumstance, ceteris paribus, allows for the implementation of a significant improvement in static and dynamic characteristics compared to the prototype, where the measuring part is more inertial. In the proposed technical solution, an increase in stability is also achieved.

Представленный на фиг.2 вариант выполнения детектора 7 разбаланса ампер-витков представляет собой магнитный модулятор, действующий по принципу удвоения частоты. Его основные электронные узлы, которыми являются генератор 20 возбуждения с выходами основной и удвоенной частот, а также фазочувствительный детектор 19 (их конструкции и работа) широко освещены в литературе (например, С. А. Спектор. Измерение больших постоянных токов. Л. Энергия, 1978, с.45). Там же, а также в других источниках подробно обсуждается и работа магнитного модулятора, действующего по принципу удвоения частоты. Кратко действие детектора 7 разбаланса ампер-витков сводится к следующему. Presented in FIG. 2, an embodiment of an ampere-unbalance detector 7 is a magnetic modulator operating on the principle of frequency doubling. Its main electronic components, which are the excitation generator 20 with the outputs of the main and double frequencies, as well as the phase-sensitive detector 19 (their designs and operation) are widely covered in the literature (for example, S. A. Spector. Measurement of high constant currents. L. Energy, 1978, p. 45). In the same place, as well as in other sources, the operation of a magnetic modulator operating on the principle of frequency doubling is discussed in detail. Briefly, the action of the detector 7 imbalance ampere-turns is reduced to the following.

При подаче на последовательно-встречно соединенные обмотки 17, 18 возбуждения парафазного напряжения основной частоты (F) (напряжение с обмоток 23 и 24 трансформатора 22) на объединенном выводе обмоток 17 и 18 относительно общего вывода обмоток 23 и 24 появляется напряжение удвоенной частоты (2F), если на магнитопроводы 8 и 9 действует подмагничивание постоянного тока (то есть имеется разбаланс ампер-витков постоянного тока). При этом при относительно малых величинах разбаланса ампер-витков амплитуда напряжения удвоенной частоты пропорциональна величине разбаланса ампер-витков, а его фаза изменяется на 180о при изменении знака разбаланса. Соответственно, на выходе фазочувствительного детектора 19 величина постоянного напряжения пропорциональна величине разбаланса ампер-витков, а знак определяется знаком разбаланса.When applying to the series-counter-connected windings 17, 18 of excitation of a paraphase voltage of the main frequency (F) (voltage from the windings 23 and 24 of the transformer 22), a double frequency voltage (2F) appears on the combined output of the windings 17 and 18 relative to the common output of the windings 23 and 24 if the magnetization of direct currents acts on magnetic circuits 8 and 9 (that is, there is an imbalance in the ampere turns of direct current). In this case with relatively small values of ampere-turns imbalance amplitude doubled frequency voltage proportional to the imbalance of ampere-turns, and its phase changes by 180 ° when changing the sign of the unbalance. Accordingly, at the output of the phase-sensitive detector 19, the magnitude of the constant voltage is proportional to the magnitude of the imbalance of ampere turns, and the sign is determined by the sign of imbalance.

Более наглядно технические преимущества предложенного технического решения по сравнению с прототипом могут быть выявлены посредством более глубокого анализа. Рассматриваемые стабилизаторы постоянного тока (прототип и предложенное техническое решение), как уже отмечалось, являются замкнутыми системами автоматического регулирования. Передаточная функция разомкнутой системы для каждого из этих стабилизаторов может быть представлена в виде
W(p) Wc(p) Wи(р), (1) где Wc(p) передаточная функция силовой части стабилизатора;
Wи(р) передаточная функция измерительной части стабилизатора;
р оператор дифференцирования или оператор по Лапласу, либо по Карсону-Хевисайду. Если считать усилитель постоянного тока безынерционным, то передаточная функция измерительной части стабилизатора для прототипа Wи1(р) будет иметь вид
Wи1(p)

Figure 00000001
(2) где Ки1 результирующий коэффициент передачи измерительной части прототипа;
Ти постоянная времени измерительной обмотки, Тфд постоянная времени фазочувствительного детектора.More clearly, the technical advantages of the proposed technical solution compared to the prototype can be identified through a deeper analysis. Considered DC stabilizers (prototype and the proposed technical solution), as already noted, are closed-loop automatic control systems. The open loop transfer function for each of these stabilizers can be represented as
W (p) W c (p) W and (p), (1) where W c (p) is the transfer function of the power part of the stabilizer;
W and (p) transfer function of the measuring part of the stabilizer;
p is the differentiation operator or the Laplace or Carson-Heaviside operator. If we assume that the DC amplifier is inertialess, then the transfer function of the measuring part of the stabilizer for the prototype W and 1 (p) will be
W and 1 (p)
Figure 00000001
(2) where K and 1 are the resulting transfer coefficient of the measuring part of the prototype;
T and the time constant of the measuring winding, T fd time constant of the phase-sensitive detector.

Аналогично для предложенного технического решения, если считать усилительные элементы и аналоговый сумматор напряжений безынерционными, передаточная функция измерительной части стабилизатора может быть записана в виде
Wи2(p)

Figure 00000002
(3) где Ки2 результирующий коэффициент передачи измерительной части предложенного стабилизатора.Similarly, for the proposed technical solution, if we consider the amplifying elements and the analog voltage adder as inertialess, the transfer function of the measuring part of the stabilizer can be written as
W and 2 (p)
Figure 00000002
(3) where K and 2 are the resulting transfer coefficient of the measuring part of the proposed stabilizer.

Из (2) могут быть найдены амплитудно-частотная Wи1(ω) и фазочастотная φи1(ω) характеристики измерительной части прототипа
Wи1(ω)

Figure 00000003

φи1(ω) arctg ωТи arctg ωТфд (4)
Из (3) соответственно получаем для предложенного технического решения
Wи2(ω)
Figure 00000004

φи2(ω) arctg (ω Ти ω Тфд + ω3ТиТфд 2) arctg ωТи (5)
Взяв наиболее типичные постоянные времени Ти 0,5 с и Тфд 0,01 получим для прототипа следующие результаты: в интервале частот от 10-11/с до 104 1/с Wи(ω) изменяется примерно на -114 дБ, соответственно φи1(ω) изменяется от 0 до π. Аналогично для предложенного технического ре- шения: Wи2(ω) отклоняется от Ки2 на -0,17 дБ (экстремум -0,17 дБ на частоте ≈ 2 1/с); отклонения φи2(ω) от нуля составляют примерно ±6о(экстремумы на частотах примерно ≈ 2 1/с и 102 1/с). Эти результаты еще раз подтверждают, что измерительная часть предложенного технического решения является практически безынерционным звеном. Таким образом, при всех прочих равных условиях (см. соотношение (1), предложенное техническое решение обеспечивает по сравнению с прототипом достижение требуемого технического результата.From (2) can be found amplitude-frequency W and 1 (ω) and phase-frequency φ and 1 (ω) characteristics of the measuring part of the prototype
W and 1 (ω)
Figure 00000003

u1 φ (ω) arctg ωT and arctg ωT PD (4)
From (3), respectively, we obtain for the proposed technical solution
W and 2 (ω)
Figure 00000004

φ and 2 (ω) arctan (ω T and ω T fd + ω 3 T and T fd 2 ) arctan ωT and (5)
Taking the most typical time constants T and 0.5 s and T fd 0.01 we obtain for the prototype the following results: in the frequency range from 10 -1 1 / s to 10 4 1 / s W and (ω) changes by about -114 dB , respectively, φ and 1 (ω) varies from 0 to π. Similarly, for the proposed technical solution: W and 2 (ω) deviates from K and 2 by -0.17 dB (extremum -0.17 dB at a frequency of ≈ 2 1 / s); deviations of φ and 2 (ω) from zero are approximately ± 6 о (extrema at frequencies of approximately ≈ 2 1 / s and 10 2 1 / s). These results once again confirm that the measuring part of the proposed technical solution is almost inertialess link. Thus, all other things being equal (see relation (1), the proposed technical solution provides, in comparison with the prototype, the achievement of the required technical result.

Claims (1)

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий регулирующий орган, соединенный выходом через измерительный шунт с выводами для подключения нагрузки, а входом подключенный к выводам для подключения питания, усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего органа, источник эталонного тока, подключенный к токовым выводам эталонного резистора, детектор разбаланса ампир-витков с магнитной системой, измерительную обмотку и магнитный экран, один из потенциальных выводов измерительного шунта через измерительную обмотку, а другой непосредственно соединены с соответствующими потенциальными выводами эталонного резистора, отличающийся тем, что введены аналоговый сумматор напряжений, выход которого подключен к входу усилителя постоянного тока, усилитель низкой частоты, выход которого подключен к первому входу аналогового сумматора напряжений, к второму входу последнего подключен выход детектора разбаланса ампер-витков, обмотка обратной связи, выводы которой один непосредственно, а другой через последовательно соединенные конденсатор и резистор подключены к входам усилителя низкой частоты, при этом обмотки измерительная и обратной связи охватывают в сборе магнитную систему детектора разбаланса ампер-витков и магнитный экран. A DC STABILIZER containing a regulator connected by an output through a measuring shunt with terminals for connecting the load, and an input connected to the terminals for power supply, a DC amplifier whose output is connected to the control input of the regulatory body, a reference current source connected to the current terminals of the reference a resistor, an imbalance detector of empire-turns with a magnetic system, a measuring winding and a magnetic screen, one of the potential conclusions of the measuring shunt through the main winding, and the other is directly connected to the corresponding potential terminals of the reference resistor, characterized in that an analog voltage adder is introduced, the output of which is connected to the input of a DC amplifier, a low-frequency amplifier, the output of which is connected to the first input of the analog voltage adder, to the second input of the last the ampere-unbalance detector output is connected, a feedback winding, the conclusions of which are one directly and the other through a series-connected capacitor and p The resistor is connected to the inputs of the low-frequency amplifier, while the measuring and feedback windings cover the assembly of the ampere-coil unbalance detector magnetic system and the magnetic screen.
SU5060704 1992-04-17 1992-04-17 Direct-current stabilizer RU2037185C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5060704 RU2037185C1 (en) 1992-04-17 1992-04-17 Direct-current stabilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5060704 RU2037185C1 (en) 1992-04-17 1992-04-17 Direct-current stabilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037185C1 true RU2037185C1 (en) 1995-06-09

Family

ID=21612536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5060704 RU2037185C1 (en) 1992-04-17 1992-04-17 Direct-current stabilizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037185C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Омельченко Б.Д. Применение магнитных усилителей для измерения и стабилизации больших постоянных токов ПТЭ, 1969, N 3, с.156. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1408426, кл. G 05F 1/56, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5146156A (en) Current intensity transformer device for measuring a variable electric current
US4961049A (en) Magnetically-coupled apparatus for measuring electrical current
US4482862A (en) Current sensor
RU2114439C1 (en) Current measuring instrument
US4618814A (en) Voltage-to-current converter circuit
US4199696A (en) Multiplier using hall element
US3761797A (en) Electrical filters
US4841236A (en) Current ratio device
US5309086A (en) Current measuring transducer operating on the compensation principle
US3110282A (en) Degaussing control
KR20020027491A (en) Ac current detection device
EP0499968A2 (en) Highly sensitive magnetic field detecting device
CA2101840C (en) Transconductance amplifier circuit
RU2037185C1 (en) Direct-current stabilizer
US3303412A (en) Current regulated power supply with compensating means for extraneous shunting current paths across the load
USRE28851E (en) Current transformer with active load termination
JPS584804B2 (en) DC/AC dual signal transformer with ferromagnetic core
EP0010921B1 (en) Direct current detecting device using saturable reactors
JPH03183967A (en) Voltage or current application current or voltage measuring instrument
US2885629A (en) Control device utilizing hall-effect plates
US4884038A (en) Transconductance amplifier with transformer coupled forward feed
US2897296A (en) Magnetic amplifier
SU1408426A1 (en) Direct-current stabilizer
US4309652A (en) Current transforming circuits
US2847634A (en) Voltage and speed regulating apparatus