RU2289192C1 - Power supply for electromagnetic compensators - Google Patents
Power supply for electromagnetic compensators Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289192C1 RU2289192C1 RU2005115388/09A RU2005115388A RU2289192C1 RU 2289192 C1 RU2289192 C1 RU 2289192C1 RU 2005115388/09 A RU2005115388/09 A RU 2005115388/09A RU 2005115388 A RU2005115388 A RU 2005115388A RU 2289192 C1 RU2289192 C1 RU 2289192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inverter
- converter
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к устройствам размагничивания кораблей.The invention relates to devices for the demagnetization of ships.
Уровень техники.The prior art.
Известные устройства размагничивания кораблей, например, описанные в книге Б.А.Ткаченко. История размагничивания кораблей советского военно-морского флота, Л.: Наука, 1981 г., предполагают создание магнитного поля, компенсирующего магнитное поле Земли в месте нахождения корабля, и поля, создаваемого ферромагнитными массами корабля. Для этой цели используются ортогональные обмотки размагничивания или электромагнитные компенсаторы, расположенные на ферромагнитных массах корабля. Питание обмоток в настоящее время осуществляется электромашинными преобразователями (прототип настоящего изобретения).Known devices for the demagnetization of ships, for example, described in the book of B.A. Tkachenko. The history of the demagnetization of ships of the Soviet Navy, L .: Nauka, 1981, suggests the creation of a magnetic field that compensates the Earth's magnetic field at the location of the ship, and the field created by the ferromagnetic masses of the ship. For this purpose, orthogonal demagnetization windings or electromagnetic compensators located on the ferromagnetic masses of the ship are used. The windings are currently powered by machine converters (prototype of the present invention).
Известны также управляемые источники питания, например, фазосдвигающий ШИМ-конвертор, построенный на фазосдвигающем резонансном контроллере UC3875 (отечественный аналог 1156Е1). Схема такого конвертора, описанная в справочнике Микросхемы для импульсных источников питания и их применение (М.: издательский дом "Додэка XXI", 2001 г., стр.248), позволяет получить высокоточный управляемый источник питания мощностью до десятков кВт. Но он не может быть применен для питания обмоток размагничивания, т.к. это однополярный источник.Managed power sources are also known, for example, a phase-shifting PWM converter built on a phase-shifting resonant controller UC3875 (domestic analogue 1156Е1). The circuit of such a converter, described in the reference manual Microchips for switching power supplies and their application (M .: Dodeka XXI Publishing House, 2001, p. 248), allows to obtain a highly accurate controllable power source with a capacity of up to tens of kW. But it can not be used to power the demagnetization windings, because it is a unipolar source.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Для питания электромагнитных компенсаторов в системах размагничивания кораблей требуется усиление двухполярного (синусоидального) входного сигнала. Электромашинные преобразователи имеют ряд недостатков - шумность, значительные габариты и массу, низкую надежность. Попытки создания управляемых импульсных источников питания с микропроцессорной системой управления также показали их недостаточную точность и быстродействие из-за необходимости двойного преобразования входного сигнала (аналог-цифра-аналог) и низкую надежность из-за наличия сбоев в системе управления, что недопустимо для класса необслуживаемых систем.To power electromagnetic compensators in ship demagnetization systems, amplification of a bipolar (sinusoidal) input signal is required. Electric machine converters have several disadvantages - noise, considerable dimensions and weight, low reliability. Attempts to create controlled switching power supplies with a microprocessor control system also showed their insufficient accuracy and speed due to the need for double conversion of the input signal (analog-digital-analog) and low reliability due to malfunctions in the control system, which is unacceptable for the class of unattended systems .
Задача изобретения.The objective of the invention.
Задача изобретения заключается в повышении надежности, уменьшении массогабаритных характеристик и повышении точности источника питания.The objective of the invention is to increase reliability, reduce weight and size characteristics and improve the accuracy of the power source.
Технический результат достигается путем преобразования входного двухполярного сигнала в однополярный в момент его перехода через ноль с помощью аналогового коммутатора с одновременным изменением направления тока в нагрузке с помощью инвертора. Однополярный входной сигнал отрабатывается аналоговой электронной следящей системой, обеспечивающей ток в электромагнитном компенсаторе, пропорциональный входному сигналу.The technical result is achieved by converting the input bipolar signal to unipolar at the time of its transition through zero using an analog switch with a simultaneous change in the direction of the current in the load using an inverter. A unipolar input signal is processed by an analog electronic tracking system that provides a current in the electromagnetic compensator proportional to the input signal.
Описание чертежей.Description of the drawings.
Фиг.1 - структурная схема источника питания электромагнитных компенсаторов.Figure 1 is a structural diagram of a power source of electromagnetic compensators.
Фиг.2 - принципиальная схема фазосдвигающего ШИМ-конвертора.Figure 2 is a schematic diagram of a phase shifting PWM converter.
Фиг.3 - принципиальная схема инвертора.Figure 3 - schematic diagram of the inverter.
Примечание. На чертежах и далее в тексте ОУ - операционный усилитель.Note. In the drawings and further in the text, the op-amp is an operational amplifier.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Предлагаемый на фиг.1 источник питания электромагнитных компенсаторов содержит источник задающего воздействия 1, фазосдвигающий ШИМ-конвертор 2 и электромагнитный компенсатор 3, отличается тем, что выход источника 1 соединен со входом ОУ4 с гальванической развязкой, выход которого соединен со входом компаратора 5, с первым входом аналогового коммутатора 6 напрямую, а со вторым - через инвертирующий ОУ7, прямой выход компаратора 5 соединен со входами управления коммутатора 6 и инвертора 8, а инверсный выход - со вторым входом управления инвертора 8, выход коммутатора 6 соединен с инверсным входом измерительного ОУ9, прямой вход которого соединен с выходом суммирующего ОУ10, первый вход которого соединен с выходом опорного напряжения конвертора 2, а второй - с выходом второго ОУ11 с гальванической развязкой, входы которого соединены с выходами датчика тока 12, выход измерительного ОУ9 соединен со входом управления конвертора 2, в диагонали которого через последовательно соединенные разделительный конденсатор 13, накопительный дроссель 14 включена первичная обмотка силового трансформатора 15, вторичная обмотка которого по пушпульной схеме через выпрямитель 16 и датчик тока 12 соединена с цепью питания инвертора 8, выход инвертора 8 является выходом устройства и соединен с нагрузкой - компенсатором 3.The power supply of electromagnetic compensators proposed in Fig. 1 comprises a driving source 1, a phase-shifting
Работа устройства.The operation of the device.
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Источник задающего воздействия 1 вырабатывает сигнал постоянного тока, величина и полярность которого зависят от курса и координат корабля. Этот сигнал поступает на вход гальванически развязанного ОУ4. Требование гальванической развязки входного сигнала является требованием систем размагничивания кораблей. При этом гальваническая развязка может быть как составной частью ОУ (например микросхема AD 202JN фирмы ANALOG DEVICES), так и выполнена в виде самостоятельного узла (например по схеме: модулятор - трансформатор - демодулятор). Сигнал по цепи главной обратной связи снимается с датчика тока 12, выполненного, например, в виде шунта, включенного последовательно в цепь питания инвертора 8, и поступает на ОУ11, аналогичный ОУ4, и далее на суммирующий ОУ10. Сумма напряжений - напряжение цепи обратной связи плюс опорное напряжение конвертора - поступает на прямой вход измерительного ОУ9. Такая схема необходима в связи с тем, что фазосдвигающий ШИМ-конвертор может усиливать только положительные сигналы от опорного напряжения и ниже. Сигнал обратной связи всегда положителен, т.к. ток на выходе конвертора изменяется от нуля до Iном. Полярность входного сигнала может изменяться с частотой до 0,5 Гц. Для преобразования двухполярного входного сигнала в однополярный на входы аналогового коммутатора 6 поступают два сигнала - прямой от ОУ4 и инвертированный от ОУ7. Переключение коммутатора 6 происходит по команде компаратора 5, настроенного по схеме "нуль-органа", т.е. информация на его выходе меняется при переходе входного сигнала через ноль. Эта же информация используется для переключения инвертора 8, изменяющего направление тока в нагрузке 3.The source of the reference action 1 generates a direct current signal, the magnitude and polarity of which depend on the course and coordinates of the ship. This signal is fed to the input of galvanically isolated OU4. The requirement of galvanic isolation of the input signal is a requirement of ship demagnetization systems. In this case, galvanic isolation can be both an integral part of the op-amp (for example, the AD 202JN microcircuit from ANALOG DEVICES), and can be made as an independent unit (for example, according to the scheme: modulator - transformer - demodulator). The signal through the main feedback circuit is removed from the
В качестве компаратора может быть использована ИМС 521САЗ, а в качестве коммутатора - ИМС 590КН3.As a comparator, IC 521CAZ can be used, and as a switch, IC 590KN3.
Выпрямленный входной сигнал поступает на инверсный вход измерительного ОУ9. В результате выходной сигнал ОУ9 будет представлять из себя разницуThe rectified input signal is fed to the inverse input of the measuring op-amp 9. As a result, the OU9 output signal will be the difference
Q=Uоп+k1Uoc-k2Uвх,Q = Uop + k 1 Uoc-k 2 Uin,
где Q - выходной сигнал ОУ9,where Q is the output signal OU9,
Uоп - опорное напряжение конвертора,Uop - reference voltage of the converter,
Uoc - сигнал обратной связи,Uoc - feedback signal,
Uвх - сигнал источника задающего воздействия,Uin - the signal source of the master set,
k1 и k2 - коэффициенты передачи ОУ, которые выбираются из соображений устойчивости и заданной точности следящей системы.k 1 and k 2 are the transmission coefficients of the opamp, which are selected for reasons of stability and the given accuracy of the tracking system.
Величина Q является сигналом рассогласования следящей системы и управляющим сигналом для конвертора 2.The value of Q is the error signal of the follower system and the control signal for the
Вариант исполнения управляемого мостового каскада фазосдвигающего ШИМ-конвертора 2 представлен на фиг.2.An embodiment of a controllable bridge stage of the phase shifting
Фазосдвигающий ШИМ-конвертор 2 представлен мостовой схемой из четырех мощных полевых транзисторов, затворы которых через разделительные трансформаторы соединены с выходами А, В, С, D фазосдвигающего резонансного контроллера, в качестве которого может быть использована микросхема 1156ЕУ4 (импортный аналог UC3875 фирмы UNITRODE).The phase-shifting
На управляющий вход конвертора 2 поступает сигнал "Q" с ОУ9. Частота переключения транзисторов задается контроллером и определяется конструктивными требованиями и стоимостью элементной базы. Оптимальная частота лежит в пределах 10-30 кГц. Фаза переключения транзисторов зависит от величины входного сигнала.The control input of the
Питание конвертора 2 осуществляется выпрямленным напряжением сети переменного тока. Выходное напряжение конвертора 2 поступает через разделительный конденсатор 13 и накопительный дроссель 14 на первичную обмотку трансформатора 15. Конденсатор 13 служит для уменьшения постоянной составляющей, намагничивающей сердечник дросселя 14, который в свою очередь служит для уменьшения потерь транзисторных ключей в момент переключения.The power of the
Промодулированное напряжение с вторичной обмотки трансформатора 15 через выпрямитель 16 (фиг.1) поступает в цепь питания управляемого инвертора 7, вариант исполнения которого представлен на Фиг 3.The modulated voltage from the secondary winding of the
Управляемый инвертор представлен мостовой схемой из четырех мощных полевых транзисторов, затворы которых управляются двумя полумостовыми драйверами типа IR2110 фирмы INTERNATIONAL RECTIFIER таким образом, что направление тока в диагонали инвертора зависит от полярности сигнала на выходе ОУ4, поступающего через компаратор 5.The controlled inverter is represented by a bridge circuit of four powerful field-effect transistors, the gates of which are controlled by two half-bridge drivers of the type IR2110 by INTERNATIONAL RECTIFIER in such a way that the direction of the current in the diagonal of the inverter depends on the polarity of the signal at the output of the op amp 4, supplied through comparator 5.
Таким образом, величина тока в электромагнитном компенсаторе 3, включенном в диагональ инвертора, будет пропорциональна величине задающего сигнала, а направление тока соответствовать полярности задающего сигнала.Thus, the current value in the electromagnetic compensator 3 included in the diagonal of the inverter will be proportional to the value of the reference signal, and the direction of the current corresponds to the polarity of the reference signal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005115388/09A RU2289192C1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Power supply for electromagnetic compensators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005115388/09A RU2289192C1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Power supply for electromagnetic compensators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2289192C1 true RU2289192C1 (en) | 2006-12-10 |
Family
ID=37665711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005115388/09A RU2289192C1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Power supply for electromagnetic compensators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2289192C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552625C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-06-10 | Сергей Алексеевич Жуков | Power supply sources for marine deperming stations |
RU2581314C1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") | Method for demagnetisation of ships with ferromagnetic body |
RU2618968C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-05-11 | Александр Петрович Молодцов | Device for power and automatic control of output current system of cathodic protection system from corrosion of metal constructions |
RU2808773C1 (en) * | 2023-08-15 | 2023-12-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна"(АО "НПО Завод "Волна") | Current power supply for demagnetization windings |
-
2005
- 2005-05-12 RU RU2005115388/09A patent/RU2289192C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Справочник, Москва, Додэка XXI, 2001, с.248. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552625C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-06-10 | Сергей Алексеевич Жуков | Power supply sources for marine deperming stations |
RU2581314C1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") | Method for demagnetisation of ships with ferromagnetic body |
RU2618968C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-05-11 | Александр Петрович Молодцов | Device for power and automatic control of output current system of cathodic protection system from corrosion of metal constructions |
RU2808773C1 (en) * | 2023-08-15 | 2023-12-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна"(АО "НПО Завод "Волна") | Current power supply for demagnetization windings |
RU223234U1 (en) * | 2023-11-14 | 2024-02-08 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" (АО "НПО Завод "Волна") | Inverter power supply current demagnetization windings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9634514B2 (en) | Single stage rectification and regulation for wireless charging systems | |
US10516337B2 (en) | DC voltage conversion circuit | |
US7289338B2 (en) | Input to output isolated DC-DC converter | |
US6549436B1 (en) | Integrated magnetic converter circuit and method with improved filtering | |
JP4620151B2 (en) | Non-contact power transmission circuit | |
WO2015008506A1 (en) | Power supply device and contactless power supply system | |
KR20060083162A (en) | Dc-dc converter of multi-output type | |
AU2016101962A4 (en) | A Semi-Dual-Active-Bridge Converter System and Methods Thereof | |
EP1333566A3 (en) | Driving a control unit of one or more switching devices | |
DE60219886D1 (en) | INSULATED DRIVER CIRCUIT ARRANGEMENT FOR USE IN CIRCUIT BREAKERS | |
WO2001028079A3 (en) | Drive circuits for synchronous rectifiers | |
JP2005528872A (en) | Switching mode power supply | |
US20080238379A1 (en) | Pulse frequency to voltage conversion | |
EP4125196A1 (en) | Current detecting circuit, current detecting method and converter | |
RU2289192C1 (en) | Power supply for electromagnetic compensators | |
US20150194897A1 (en) | Power supply apparatus | |
CN107925344B (en) | Asymmetric bipolar voltage supply device | |
JP2006054961A (en) | Synchronous rectification switching power supply circuit | |
CN114070034A (en) | Power conversion device | |
JP2016220483A (en) | Resonance type power supply device | |
JP4271673B2 (en) | Switching power supply | |
JP2009545945A (en) | DC-DC power converter with switch control circuit coupled magnetically | |
KR101759619B1 (en) | Power supply apparatus including the dc to dc convertor and power supply method thereof | |
EP0797290B1 (en) | Regulated resonant converter | |
US10658932B2 (en) | Power control circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070513 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20081210 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20121119 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180529 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20121119 Effective date: 20180530 |