RU2491693C1 - Source of dc voltage - Google Patents
Source of dc voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491693C1 RU2491693C1 RU2012102311/07A RU2012102311A RU2491693C1 RU 2491693 C1 RU2491693 C1 RU 2491693C1 RU 2012102311/07 A RU2012102311/07 A RU 2012102311/07A RU 2012102311 A RU2012102311 A RU 2012102311A RU 2491693 C1 RU2491693 C1 RU 2491693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- voltage
- signal amplifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в выпрямителях для защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений, в устройствах зарядки аккумуляторов, в установках запуска двигателей самолетов, автомобилей, источниках питания опреснительных установок и других целей.The invention relates to a conversion technique and can be used in rectifiers for protection against electrochemical corrosion of underground metal structures, in battery charging devices, in aircraft engine starting plants, automobiles, desalination plants power supplies and other purposes.
Известен источник постоянного напряжения (Патент №2212745, Н02Н 3/08, 3/20, Н02М 7/02, 2003. Бюл. №26), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при том входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, а выходные силовые цепи подключены к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания зашиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, а выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки, инвертирующим усилителем и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первым входом инвертирующего усилителя, выход которого соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, третий вход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с пятым входом блока усилителей сигналов рассогласования, а выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключены выходы обоих усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, а второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий, четвертый и пятый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, к выходу блока активного фильтра и ко второму выходу трансформатора питания, третий и четвертый выходы которого подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, а вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, и счетчик времени наработки, вход которого соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования.A known source of constant voltage (Patent No. 2212745,
Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, большая масса сглаживающего фильтра, импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, низкое входное сопротивление блока активного фильтра и малая величина допускаемого сигнала помехи переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц на входе блока активного фильтра, отсутствуют защита блока управления от перенапряжений и контроль величины защитного потенциала (тока) на подземном металлическом сооружении счетчиком времени наработки.The disadvantages of this constant voltage source are: industrial radio noise generated by the source, a large mass of a smoothing filter, pulsed current consumption from the supply network when adjusting the output current of the source, low input impedance of the active filter unit and a small value of the permissible interference signal of an alternating sinusoidal voltage of 50 Hz at the input of the active filter unit, there is no protection of the control unit against overvoltage and control of the value of the protective potential (current ) For underground metal structures operating time meter.
Известен источник постоянного напряжения (Патент №2256999, Н02М 7/02, Н02Н 3/08, 3/20, 2005. Бюл. №20), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первьм входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен выход второго усилителя сигнала рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, счетчик времени наработки и блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, в котором выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой и введен переключатель режимов работы, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока источников питания, второй вход подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, выход подключен к первому входу блока формирования импульсов.A known source of constant voltage (Patent No. 2256999, H2M 7/02,
Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, большая масса сглаживающего фильтра, импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, отсутствуют защита блока управления от перенапряжений и контроль величины защитного тока на подземном металлическом сооружении счетчиком времени наработки.The disadvantages of this constant voltage source are: industrial radio noise generated by the source, a large mass of a smoothing filter, pulsed current consumption from the supply network when regulating the value of the output current of the source, there is no protection of the control unit from overvoltages and control of the protective current value in an underground metal structure by the operating time counter.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является источник постоянного напряжения (Патент №2340999, Н02М 7/12, 2008. Бюл. №34), содержащий:The closest technical solution, selected as a prototype, is a constant voltage source (Patent No. 2340999, Н02М 7/12, 2008. Bull. No. 34), containing:
1) последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные первый делитель напряжения и первый повторитель напряжения, активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход первого делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы первого повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, и последовательно соединенные второй делитель напряжения, второй повторитель напряжения и переключатель каналов, выход которого подключен к первому входу активного фильтра низких частот, вход второго делителя напряжения подключен к третьему входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, второй вход второго повторителя напряжения подключен ко второму входу блока активного фильтра, выход первого повторителя напряжения подключен ко второму входу переключателя каналов, счетчик времени наработки, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен второй выход блока усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, и переключатель режимов работы, вход которого подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, а выход подключен к первому входу блока формирования импульсов, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой, последовательно соединенными трансформатором питания блока ручного регулирования и блоком ручного регулирования, блоком защиты от перенапряжений, первый вход которого подключен ко второму выходу трансформатора питания защиты, второй вход подключен к первому выходу датчика фазного тока, а выход соединен со вторым входом трансформатора питания и с первым входом трансформатора питания блока ручного регулирования, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутирующего аппарата и к первому входу трансформатора питания, выход блока ручного регулирования соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, при этом блок ручного регулирования автоматически включается в работу при отказе блока управления, и блоком контроля тока, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, второй вход подключен ко второму выходу блока источников питания, а выход подключен ко второму входу переключателя режимов работы;1) a transformer and a controlled rectifier, a smoothing filter, an error signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and an overvoltage protection block containing inductors, voltage limiters and capacitors, the inductors included in the DC voltage supply busbars, the voltage limiters connected to DC bus power supply and the housing, and capacitors are connected between the DC bus power supply, between DC power supply busbars and a housing, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to a radio noise filter and surge protection unit, the output power circuit is connected to a phase current sensor, the first output of which is connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected to the first load bus of the DC voltage source, the limitation and stabilization sensor the output current, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second load bus of the DC voltage source, a radio noise filter and surge protection, containing voltage limiters and capacitors, in which voltage limiters and capacitors are connected between the load buses of the DC voltage source, between the load bus of the DC voltage source and the housing, the protection power transformer, the rectifier and the protection executive element connected in series wherein the input of the protection power transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protection element are connected in series to the power circuit of the switching device, an active filter unit containing a first voltage divider and a first voltage follower, an active low-pass filter, in series the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the first voltage divider is connected to the first input of the active ph filter for connecting the feedback signal, the second inputs of the first voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit, and the second voltage divider, the second voltage follower and channel selector are connected in series, the output of which is connected to the first input of the active low-pass filter frequency, the input of the second voltage divider is connected to the third input of the active filter unit, designed to connect a feedback signal, the second input the second voltage follower is connected to the second input of the active filter unit, the output of the first voltage follower is connected to the second input of the channel selector, an operating hours counter, a control unit containing a protection unit, the first input of which is connected to the second output of the phase current sensor, the third input is connected to the second output sensors for limiting and stabilizing the output current, the output is connected to the second input of the actuator, and the power transformer, the power supply unit are connected in series reference voltage source, mismatch signal amplifier block, which is equipped with a running time counter control circuit and a second mismatch signal amplifier, while isolating diodes, third inputs of the first and second mismatch signal amplifiers, and a time counter control circuit are included in the output circuits of both mismatch signal amplifiers operating hours are connected to the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the first and second mismatch signal amplifiers and operating time counter control circuits are connected to the second input of the mismatch signal amplifier block, the first input of the second mismatch signal amplifier is connected to the third input of the mismatch signal amplifier block, the fourth input of the mismatch signal amplifier block is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and the operating time counter control circuit, the output of the control circuit of the operating time counter is connected to the third output of the block of amplifiers of the error signals, the output of the first mismatch signal amplifier is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second mismatch signal amplifier is connected to the second output of the mismatch signal amplifier block, the pulse generating unit, to the first input of which the second output of the mismatch signal amplifier block is connected, and the power amplifier block, output which is connected to the second input of the controlled rectifier, the second input is connected to the second output of the power supply unit and the second inputs of the unit an active filter, a protection unit, a pulse shaping unit, and a mismatch signal amplifier block, the third and fourth inputs of which are connected to the second output of the output current limiting and stabilizing sensor and to the output of the active filter block, the third and fourth outputs of the power transformer are connected to the third input of the block pulse generation and to the third input of the power amplifier unit, the second input of the power supply unit is connected to the second output of the power transformer, the third input of the power supply unit voltage is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, the third output of the power supply block is connected to the running hours counter, and the operation mode switch, the input of which is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, and the output is connected to the first input of the pulse forming block, the second output power the circuit of the switching device is connected to the primary winding of the transformer, the smoothing filter is equipped with a compensation winding connected in series with the transformer manual control unit and manual control unit, surge protection unit, the first input of which is connected to the second output of the power supply transformer, the second input is connected to the first output of the phase current sensor, and the output is connected to the second input of the power transformer and to the first input of the power transformer of the unit manual control, the second input of which is connected to the second output of the switching device and to the first input of the power transformer, the output of the manual control unit is connected to the second input controlled rectifier, while the manual control unit is automatically activated when the control unit fails, and a current control unit, the first input of which is connected to the second output of the output current limitation and stabilization sensor, the second input is connected to the second output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the mode switch;
2) последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шипами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, счетчик времени наработки, блок управления содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен второй выход блока усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, и переключатель режимов работы, вход которого подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, а выход подключен к первому входу блока формирования импульсов, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой, последовательно соединенными трансформатором питания блока ручного регулирования и блоком ручного регулирования, блоком защиты от перенапряжений, первый вход которого подключен ко второму выходу трансформатора питания защиты, второй вход подключен к первому выходу датчика фазного тока, а выход соединен со вторым входом трансформатора питания и с первым входом трансформатора питания блока ручного регулирования, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутирующего аппарата и к первому входу трансформатора питания, выход блока ручного регулирования соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, при этом блок ручного регулирования автоматически включается в работу при отказе блока управления, и блоком контроля тока, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, второй вход подключен ко второму выходу блока источников питания, а выход подключен ко второму входу переключателя режимов работы.2) a transformer and a controlled rectifier, a smoothing filter, an error signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and an overvoltage protection block containing inductors, voltage limiters and capacitors, the inductors included in the DC voltage supply busbars, the voltage limiters connected to DC bus power supply and the housing, and capacitors are connected between the DC bus power supply, between DC power supply busbars and a housing, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to a radio noise filter and surge protection unit, the output power circuit is connected to a phase current sensor, the first output of which is connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected to the first load bus of the DC voltage source, the limitation and stabilization sensor the output current, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second load bus of the DC voltage source, a radio noise filter and surge protection, containing voltage limiters and capacitors, in which voltage limiters and capacitors are connected between the load spikes of the DC voltage source, between the load bus of the DC voltage source and the housing, the protection power transformer, the rectifier and the protection executive element connected in series wherein the input of the protection power transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protection body are connected in series to the power circuit of the switching device, an active filter unit containing a voltage divider, a voltage follower and an active low-pass filter, the output an active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the voltage divider is connected to the first input of the active filter unit, designed mu to connect a feedback signal, the second inputs of the voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit, the operating time counter, the control unit contains a protection unit, the first input of which is connected to the second output of the phase current sensor, the third input is connected to the second the output of the sensor limiting and stabilizing the output current, the output is connected to the second input of the executive body of protection, and series-connected power transformer, power supply unit, and reference voltage source, mismatch signal amplifier block, which is equipped with a running time counter control circuit and a second mismatch signal amplifier, while isolation diodes are included in the output circuits of both mismatch signal amplifiers, the third inputs of the first and second mismatch signal amplifiers, and the operating time counter control circuit are connected with the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the first and second mismatch signal amplifiers and circuitry the operating hours counter are connected to the second input of the mismatch signal amplifier block, the first input of the second mismatch signal amplifier is connected to the third input of the mismatch signal amplifier, the fourth input of the mismatch signal amplifier block is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and the operating time counter control circuit, output operating time counter control circuits connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, output the first mismatch signal amplifier is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second mismatch signal amplifier is connected to the second output of the mismatch signal amplifier block, the pulse generating unit, to the first input of which the second output of the mismatch signal amplifier block is connected, and the power amplifier block, the output of which connected to the second input of the controlled rectifier, the second input is connected to the second output of the power supply unit and the second inputs of the unit filter, protection unit, pulse shaping unit, and mismatch signal amplifier block, the third and fourth inputs of which are connected to the second output of the output current limiting and stabilizing sensor and the output of the active filter block, the third and fourth outputs of the power transformer are connected to the third input of the block pulse generation and to the third input of the power amplifier unit, the second input of the power supply unit is connected to the second output of the power transformer, the third input of the power supply unit is it is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, the third output of the power supply block is connected to the running hours counter, and the operation mode switch, the input of which is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, and the output is connected to the first input of the pulse forming block, the second output power circuit the switching device is connected to the primary winding of the transformer, the smoothing filter is equipped with a compensation winding connected in series with the power transformer manual regulation unit and manual regulation unit, surge protection unit, the first input of which is connected to the second output of the protection power transformer, the second input is connected to the first output of the phase current sensor, and the output is connected to the second input of the power transformer and the first input of the manual power transformer control, the second input of which is connected to the second output of the switching device and to the first input of the power transformer, the output of the manual control unit is connected to the second input controlled rectifier, while the manual control unit is automatically activated when the control unit fails, and the current control unit, the first input of which is connected to the second output of the output current limitation and stabilization sensor, the second input is connected to the second output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the mode switch.
Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, большая масса источника постоянного напряжения, импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, ручное регулирование нестабилизорованного выходного тока, что приводит к изменению его заданной величины при изменении напряжения питающей сети.The disadvantages of this constant voltage source are: industrial radio noise generated by the source, a large mass of the constant voltage source, pulsed current consumption from the supply network when adjusting the output current of the source, manual regulation of the unstabilized output current, which leads to a change in its predetermined value when the voltage of the supply network .
Технический результат - повышена надежность катодной защиты подземного металлического сооружения, отсутствуют индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, снижена масса источника постоянного напряжения, отсутствует импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, применены более простой способ регулирования стабилизированного выходного тока и более простая принципиальная схема управления.EFFECT: increased reliability of cathodic protection of an underground metal structure, no industrial radio interference created by the source, reduced mass of the constant voltage source, no pulsed current consumption from the supply network when controlling the value of the output current of the source, a simpler method of regulating the stabilized output current and a simpler principle control scheme.
Технический результат достигается тем, что источник постоянного напряжения снабжен регулятором тока, первый вход которого подключен к первому выходу выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, блоком управления регулятором тока, второй вход которого подключен ко второму входу блока усилителей сигналов, выход подключен ко второму входу регулятора тока, а первый вход соединен с первым выходом переключателя режимов работы, второй выход которого подключен к третьему входу блока контроля тока и счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока), первый вход которого подключен к четвертому выходу блока источников питания, а второй вход подключен ко второму выходу блока контроля тока.The technical result is achieved in that the constant voltage source is equipped with a current regulator, the first input of which is connected to the first output of the rectifier, and the output is connected to the first load bus of the constant voltage source, the current regulator control unit, the second input of which is connected to the second input of the signal amplifier block, the output connected to the second input of the current controller, and the first input is connected to the first output of the mode switch, the second output of which is connected to the third input of the current control unit and Meters withstand time availability protection potential (current), the first input of which is connected to the fourth output of the power source unit and a second input connected to the second output of the current control unit.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна".A comparison of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty."
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".When studying other well-known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".
На фиг.1 представлена функциональная схема источника постоянного напряжения.Figure 1 presents a functional diagram of a constant voltage source.
Источник постоянного напряжения состоит из блока защиты от перенапряжений 1, коммутирующего аппарата 2, датчика фазного тока 3, трансформатора 4, выпрямителя 5, сглаживающего фильтра 6, регулятора тока 7, датчика выходного тока 8, блока защиты от грозовых перенапряжений 9, трансформатора питания защиты 10, выпрямителя защиты 11, исполнительного органа защиты 12, блока защиты от перенапряжений 13, счетчика времени наработки 14, счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15, блока управления 16, трансформатора питания блока управления 17, блока источников питания 18, блока усилителей сигналов 19, блока управления регулятором тока 20, блока защиты 21, блока контроля тока 22, переключателя режимов работы 23, блока активного фильтра 24, делителя напряжения 25, повторителя напряжения 26 и активного фильтра низких частот 27.The DC voltage source consists of an
Трансформатор питания блока управления 17, блок источников питания 18, блок усилителей сигналов 19, блок управления регулятором тока 20, блок защиты 21, блок контроля тока 22 и переключатель режимов работы 23 составляют блок управления 16 источником постоянного напряжения.The power transformer of the control unit 17, the power supply unit 18, the
Делитель напряжения 25, повторитель напряжения 26 и активный фильтр низких частот 27 составляют блок активного фильтра 24.A voltage divider 25, a voltage follower 26, and an active low-pass filter 27 constitute an active filter unit 24.
Принцип работы источника постоянного напряжения основан на регулировании выходного стабилизированного тока путем изменения управляющего напряжения, на базах параллельно включенных транзисторов регулятора тока.The principle of operation of a constant voltage source is based on the regulation of the output stabilized current by changing the control voltage, on the bases of the current regulator transistors connected in parallel.
Блок защиты от перенапряжений 1 предназначен для защиты от перенапряжений на шинах питания источника постоянного напряжения.The
Ограничители напряжения снижают амплитуду импульсов напряжения до допустимых значений на шинах питания источника постоянного напряжения, наводящихся при грозовых разрядах в атмосфере или от действия сетевой коммутационной аппаратуры. Конденсаторы уменьшают крутизну переднего фронта импульсов напряжения. Ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и к корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шипами питания источника постоянного напряжения и корпусом.Voltage limiters reduce the amplitude of voltage pulses to acceptable values on the power supply buses of a constant voltage source induced during lightning discharges in the atmosphere or from the action of network switching equipment. Capacitors reduce the steepness of the leading edge of voltage pulses. Voltage limiters are connected to the power supply busbars of the constant voltage source and to the housing, and capacitors are connected between the power supply busbars of the constant voltage source, between the power supply spikes of the constant voltage source and the housing.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации источника постоянного напряжения для повышения надежности защиты дополнительные ограничители напряжения следует включать параллельно.Depending on the purpose and operating conditions of the DC voltage source, to increase the reliability of protection, additional voltage limiters should be connected in parallel.
Коммутирующий аппарат 2 предназначен для включения источника постоянного напряжения в работу, отключения после окончания работы и отключения от питающей сети при возникновении короткого замыкания или перегрузки в источнике постоянного напряжения или в нагрузке.The
Датчик фазного тока 3 предназначен для контроля величины тока, протекающего в первичной обмотке трансформатора 4. Датчик фазного тока вырабатывает напряжение пропорциональное фазному току в первичной обмотке трансформатора 4.The phase
Трансформатор 4 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемого значения и гальванической развязки выходного напряжения источника постоянного напряжения от питающей сети.The transformer 4 is designed to reduce the voltage of the supply network to the desired value and galvanic isolation of the output voltage of the DC voltage source from the supply network.
Выпрямитель 5 предназначен для выпрямления переменного напряжения, снимаемого с вторичной обмотки трансформатора 4.The rectifier 5 is designed to rectify the alternating voltage removed from the secondary winding of the transformer 4.
Сглаживающий фильтр 6 предназначен для снижения уровня пульсаций выходного тока (напряжения) и повышения коэффициента полезного действия источника постоянного напряжения.Smoothing filter 6 is designed to reduce the level of ripple of the output current (voltage) and increase the efficiency of the constant voltage source.
Регулятор тока 7 предназначен для регулирования величины стабилизированного выходного тока.The current regulator 7 is designed to regulate the magnitude of the stabilized output current.
Датчик выходного тока 8 предназначен для контроля величины тока, протекающего в нагрузке. В качестве датчика выходного тока могут быть использованы: магниточувствительный датчик Холла, позволяющий измерять силу постоянного, переменного и импульсного тока с гальванической развязкой силовых цепей и цепей контроля, с электронной обработкой сигнала (активный фильтр), шунт с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и гальванической развязкой выходных цепей от цепей контроля, трансформатор постоянного тока с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и другие.The output current sensor 8 is designed to control the magnitude of the current flowing in the load. The following can be used as an output current sensor: a magnetically sensitive Hall sensor, which allows measuring the strength of direct, alternating, and pulsed currents with galvanic isolation of power and control circuits, with electronic signal processing (active filter), a shunt with electronic signal processing (active filter), and galvanic isolation of output circuits from control circuits, DC transformer with electronic signal processing (active filter) and others.
Блок защиты от грозовых перенапряжений 9 предназначен для защиты от грозовых перенапряжений на шинах нагрузки источника постоянного напряжения. Он содержит ограничители напряжений и конденсаторы.The lightning surge protection block 9 is designed to protect against lightning surges on the load buses of a constant voltage source. It contains voltage limiters and capacitors.
В блоке защиты от грозовых перенапряжений 9 ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом.In the lightning surge protection unit 9, voltage limiters and capacitors are connected between the load buses of the constant voltage source, between the load bus of the constant voltage source and the housing.
Трансформатор питания защиты 10 предназначен для понижения напряжения питающей сети и получения требуемых значений напряжений, гальванической развязки выходных напряжений от питающей сети, обеспечения питанием блока защиты от перенапряжений 13, исполнительного органа защиты 12 при отключении источника постоянного напряжения от питающей сети по причине возникновения короткого замыкания или перегрузки и световой сигнализации, сигнализирующей о состоянии и режимах работы источника постоянного напряжения.The protection power transformer 10 is designed to reduce the voltage of the supply network and obtain the required voltage values, galvanically decouple the output voltages from the supply network, provide power to the surge protection unit 13, the executive protection unit 12 when the DC voltage source is disconnected from the supply network due to a short circuit or overload and light alarm, signaling the status and operating modes of the constant voltage source.
Выпрямитель защиты 11 выпрямляет необходимые напряжения, и обеспечивает питанием исполнительный орган защиты 12 и счетчик времени наработки 14.Rectifier protection 11 rectifies the necessary voltage, and provides power to the executive body of protection 12 and the operating time counter 14.
Исполнительный орган защиты 12 предназначен для размыкания цепи питания коммутирующего аппарата 2 при возникновении короткого замыкания или перегрузки. При коротком замыкании срабатывает исполнительный орган защиты и размыкает цепь питания коммутирующего аппарата, силовые цепи которого отключают источник постоянного напряжения от питающей сети. Исполнительный орган защиты при этом переходит в другое устойчивое состояние, фиксируя тем самым выключенное состояние коммутирующего аппарата. В качестве исполнительного органа защиты можно использовать реле с блокировочным контактом или электронное реле с памятью.The executive protection element 12 is designed to open the power circuit of the
Блок защиты от перенапряжений 13 обеспечивает отключение от питающей сети трансформатора блока управления на время воздействия перенапряжения в питающей сети.The surge protection unit 13 provides disconnection from the supply network of the transformer of the control unit for the duration of the overvoltage in the supply network.
Счетчик времени наработки 14 учитывает время работы источника постоянного напряжения.The operating time counter 14 takes into account the operating time of the constant voltage source.
Счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) 15 учитывает время работы источника постоянного напряжения в заданном режиме: время наличия заданного защитного потенциала или тока на подземном металлическом сооружении (или какого-либо другого параметра).The time counter for the availability of protective potential (current) 15 takes into account the operating time of a constant voltage source in a given mode: the time of the presence of a given protective potential or current at an underground metal structure (or some other parameter).
Если источник постоянного напряжения стабилизирует заданный защитный потенциал подземного металлического сооружения, когда сигнал обратной связи снимается между электродом сравнения и защищаемым подземным металлическим сооружением, то счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) включится в работу только тогда, когда сигнал обратной связи больше или равен заданному защитному потенциалу. При заданном значении выходного тока источника постоянного напряжения счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) включится в работу тогда, когда выходной ток больше или равен заданному значению.If the constant voltage source stabilizes the specified protective potential of the underground metal structure when the feedback signal is removed between the reference electrode and the protected underground metal structure, the time counter for the presence of the protective potential (current) will be activated only when the feedback signal is greater than or equal to the specified protective potential. At a given value of the output current of the DC voltage source, the time counter for the presence of protective potential (current) will come into operation when the output current is greater than or equal to the specified value.
Если необходимо будет учитывать время работы источника постоянного напряжения в режиме стабилизации какого-либо другого параметра, тогда следует схему управления счетчиком времени наработки подключить к контуру стабилизации какого-либо другого параметра.If it will be necessary to take into account the operating time of the DC voltage source in the stabilization mode of some other parameter, then the control circuit of the operating time counter should be connected to the stabilization circuit of some other parameter.
Блок управления 16 обеспечивает функционирование блоков источника постоянного напряжения в выбранном режиме работы: автоматическое поддержание заданного защитного потенциала па подземном металлическом сооружении, поддержание заданного стабилизированного выходного тока, стабилизация какого-либо другого параметра (поддержание постоянной температуры нагрева и т.п.), сигнал обратной связи с которого заводится в источник постоянного напряжения через блок активного фильтра 24.The control unit 16 provides the operation of the DC voltage source blocks in the selected operating mode: automatic maintenance of a given protective potential on an underground metal structure, maintaining a given stabilized output current, stabilizing some other parameter (maintaining a constant heating temperature, etc.), a feedback signal the connection with which is brought into the constant voltage source through the active filter unit 24.
Трансформатор питания блока управления 17 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемых значений и гальванической развязки напряжений от питающей сети.The power transformer of the control unit 17 is designed to lower the voltage of the supply network to the required values and galvanic isolation of the voltage from the supply network.
Блок источников питания 18 вырабатывает напряжения, необходимые для питания узлов и блоков источника постоянного напряжения, счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15 и высокостабилыюе напряжение, которое используется в качестве опорного напряжения в узлах сравнения усилителей сигналов.The power supply unit 18 generates the voltage necessary to power the nodes and blocks of the constant voltage source, the time counter for the availability of protective potential (current) 15 and highly stable voltage, which is used as a reference voltage in the nodes of the comparison of signal amplifiers.
Блок усилителей сигналов 19 предназначен для сравнения напряжения обратной связи с опорным напряжением, выработки управляющего напряжения, а также для управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15. В состав блока усилителей сигналов входят усилитель сигнала рассогласования и схема управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15.The
На фиг.2 представлена функциональная схема блока усилителей сигналов 19.Figure 2 presents a functional diagram of a block of
Где:Where:
28 - усилитель сигнала рассогласования;28 - error signal amplifier;
29 - схема управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15.29 is a control circuit diagram of a time counter for the availability of protective potential (current) 15.
В блоке усилителей сигналов 19 третьи входы усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) соединены с первым входом блока усилителей сигналов, вторые входы усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) соединены со вторым входом блока усилителей сигналов, третий вход блока усилителей сигналов соединен с первыми входами усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока), выход схемы управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов, выход усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов.In the block of
Усилитель сигнала рассогласования с интегратором используется для сравнения напряжения обратной связи, снимаемого с блока активного фильтра 24, с опорным напряжением и выработки управляющего напряжения для стабилизации защитного потенциала на подземном металлическом сооружении или какого-либо другого параметра.The mismatch signal amplifier with the integrator is used to compare the feedback voltage taken from the active filter unit 24 with the reference voltage and generate a control voltage to stabilize the protective potential in an underground metal structure or some other parameter.
Схема управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15 используется для включения в работу счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) при определенной величине сигнала обратной связи. Сигнал обратной связи поступает па вход схемы управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока), где сравнивается с опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором (задатчик порога включения счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15). Когда сигнал обратной связи равен или больше опорного напряжения, тогда схема управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) включает в работу счетчик времени наличия защитного потенциала (тока). Если сигнал обратной связи меньше опорного напряжения, то счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) не включится в работу.The control circuit of the counter of the availability of protective potential (current) 15 is used to include in the counter the time of the presence of protective potential (current) at a certain value of the feedback signal. The feedback signal is fed to the input of the control circuit of the counter for the availability of protective potential (current), where it is compared with the reference voltage, the value of which is set by a variable resistor (the threshold threshold of the counter for the inclusion of the counter of the presence of protective potential (current) 15). When the feedback signal is equal to or greater than the reference voltage, then the control circuit of the time counter of the presence of the protective potential (current) includes a time counter of the presence of the protective potential (current). If the feedback signal is less than the reference voltage, then the counter of the presence of protective potential (current) will not be included in the operation.
Блок управления регулятором тока 20 предназначен для формирования управляющего напряжения, поступающего на регулятор тока 7.The control unit of the current regulator 20 is designed to generate a control voltage supplied to the current regulator 7.
Блок защиты 21 предназначен для защиты источника постоянного напряжения от повреждений в случае возникновения неисправностей и коротких замыканий в нагрузке или внутри источника постоянного напряжения и отключения его от питающей сети.The protection unit 21 is designed to protect the DC voltage source from damage in case of malfunctions and short circuits in the load or inside the DC voltage source and disconnect it from the mains.
Блок контроля тока 22 при ручном регулировании стабилизированного выходного тока формирует управляющее напряжение для включения счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15 в работу, когда выходной ток выпрямителя равен или больше заданного защитного тока.The current control unit 22, when manually regulating the stabilized output current, generates a control voltage to turn on the counter for the presence of protective potential (current) 15 in operation when the output current of the rectifier is equal to or greater than the specified protective current.
Переключатель режимов работы 23 предназначен для включения необходимого режима работы источника постоянного напряжения.The switch mode 23 is designed to enable the required mode of operation of a constant voltage source.
Блок активного фильтра 24 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения обратной связи, получения высокого входного сопротивления измерительной цепи, снижения погрешности измерения сигаала обратной связи и обеспечивать надежную работу источника постоянного напряжения при наличии сигнала помехи на измерительных цепях.The active filter unit 24 is designed to smooth the ripple of the feedback voltage, to obtain a high input resistance of the measuring circuit, to reduce the measurement error of the feedback signal and to ensure reliable operation of the DC voltage source in the presence of an interference signal on the measuring circuits.
Применение блока активного фильтра позволяет получить постоянное напряжение на его выходе пропорциональное среднему значению пульсирующего напряжения на его входе.The use of an active filter unit allows you to get a constant voltage at its output proportional to the average value of the ripple voltage at its input.
Делитель напряжения 25 предназначен для получения высокого входного сопротивления блока активного фильтра 10 МОм и снижения величины сигнала помехи переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц, поступающего па вход повторителя напряжения.The voltage divider 25 is designed to obtain a high input impedance of the active filter unit 10 MOhm and to reduce the magnitude of the interference signal of an alternating sinusoidal voltage of 50 Hz at the input of the voltage follower.
Повторитель напряжения 26 предназначен для усиления по мощности сигнала, снимаемого с делителя напряжения, и согласования высокоомного выхода делителя напряжения с низкоомным входом активного фильтра низких частот.The voltage follower 26 is designed to amplify the power taken from the voltage divider and match the high-resistance output of the voltage divider with the low-resistance input of the active low-pass filter.
Активный фильтр низких частот 27 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения обратной связи и восстановления амплитуды сигнала обратной связи по напряжению.Active low-pass filter 27 is designed to smooth the ripple of the feedback voltage and restore the amplitude of the feedback signal voltage.
Делитель напряжения 25, повторитель напряжения 26 и активный фильтр низких частот 27 составляют блок активного фильтра 24.A voltage divider 25, a voltage follower 26, and an active low-pass filter 27 constitute an active filter unit 24.
В блоке активного фильтра последовательно соединены делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра.In the active filter unit, a voltage divider, a voltage follower and an active low-pass filter are connected in series, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the voltage divider is connected to the first input of the active filter unit for connecting the feedback signal, the second the inputs of the voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit.
Источник постоянного напряжения работает следующим образом.A constant voltage source operates as follows.
Напряжение питающей сети через шины питания источника постоянного напряжения, коммутирующий аппарат 2, датчик фазного тока 3 и вторую выходную силовую цепь коммутирующего аппарата 2 поступает на первичную обмотку трансформатора 4. Выходное напряжение от трансформатора 4 через выпрямитель 5, регулятор тока 7 и датчик выходного тока 8 по шинам нагрузки источника постоянного напряжения поступает в нагрузку. Выходной ток (напряжение) изменяется регулятором тока 7.The voltage of the supply network through the power supply bus of the DC voltage source, switching
Источник постоянного напряжения может работать в двух режимах: ручного регулирования стабилизированного выходного тока и стабилизации какого-либо параметра (защитного потенциала, выходного напряжения, температуры и т.п.) путем изменения величины стабилизированного выходного тока.The DC voltage source can operate in two modes: manual regulation of the stabilized output current and stabilization of any parameter (protective potential, output voltage, temperature, etc.) by changing the value of the stabilized output current.
При применении источника постоянного напряжения для стабилизации защитного потенциала на подземном металлическом сооружении он работает следующим образом. Сигнал обратной связи снимается между электродом сравнения и защищаемым подземным металлическим сооружением и подается на первый вход блока активного фильтра 24. С выхода блока активного фильтра 24 поступает напряжение, пропорциональное сигналу обратной связи, на третий вход блока усилителей сигналов 19, где сравнивается с заданным опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором (задатчик заданного защитного потенциала или какого-либо другого параметра). Опорное напряжение поступает на первый вход блока усилителей сигналов 19 из блока источников питания 18. В результате сравнения образуется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем сигнала рассогласования блока усилителей сигналов 19 и в виде управляющего напряжения через первый выход блока усилителей сигналов 19 и переключатель режимов работы 23 поступает на первый вход блока управления регулятором тока 20.When using a constant voltage source to stabilize the protective potential of an underground metal structure, it works as follows. A feedback signal is removed between the reference electrode and the protected underground metal structure and is fed to the first input of the active filter unit 24. A voltage proportional to the feedback signal is supplied from the output of the active filter unit 24 to the third input of the
Выходной ток источника постоянного напряжения поднимает защитный потенциал подземного металлического сооружения (по абсолютной величине) до величины заданного защитного потенциала и автоматически поддерживает эту величину на заданном уровне. При уменьшении защитного потенциала на подземном металлическом сооружении система автоматического регулирования блока управления 16 увеличивает выходной ток до такой величины, чтобы защитный потенциал стал равным заданному защитному потенциалу. При увеличении защитного потенциала на подземном металлическом сооружении система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходной ток до такой величины, чтобы защитный потенциал стал равным заданному защитному потенциалу. Так осуществляется стабилизация заданного защитного потенциала на подземном металлическом сооружении с высокой точностью.The output current of the DC voltage source raises the protective potential of the underground metal structure (in absolute value) to the value of the specified protective potential and automatically maintains this value at a given level. When reducing the protective potential in an underground metal structure, the automatic control system of the control unit 16 increases the output current to such a value that the protective potential becomes equal to the specified protective potential. When increasing the protective potential in an underground metal structure, the automatic control system of the control unit 16 reduces the output current to such a value that the protective potential becomes equal to the specified protective potential. This is the stabilization of a given protective potential at an underground metal structure with high accuracy.
Для стабилизации выходного напряжения источника постоянного напряжения в качестве сигнала обратной связи необходимо использовать выходное напряжение источника постоянного напряжения. Для этого делитель выходного напряжения подключают к шинам нагрузки. Напряжение обратной связи снимается с делителя и подается на первый вход блока активного фильтра 24. Далее источник постоянного напряжения работает аналогично изложенному выше.To stabilize the output voltage of the constant voltage source, the output voltage of the constant voltage source must be used as a feedback signal. For this, the output voltage divider is connected to the load buses. Feedback voltage is removed from the divider and applied to the first input of the active filter unit 24. Further, the DC voltage source operates similarly to the above.
При увеличении выходного напряжения источника постоянного напряжения выше заданного значения система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходное напряжение, а при уменьшении выходного напряжения система автоматического регулирования блока управления 16 увеличивает выходное напряжение.When the output voltage of the DC voltage source is higher than the set value, the automatic control system of the control unit 16 reduces the output voltage, and when the output voltage decreases, the automatic control system of the control unit 16 increases the output voltage.
Таким образом поддерживается постоянным выходное напряжение источника постоянного напряжения с высокой точностью.In this way, the output voltage of the constant voltage source is kept constant with high accuracy.
Например, для поддержания с заданной точностью температуры нагрева печи в качестве сигнала обратной связи используется напряжение, снимаемое с датчика температуры, которое пропорционально температуре нагрева печи. Это напряжение подается на первый вход блока активного фильтра 24. С выхода блока активного фильтра 24 поступает напряжение, пропорциональное сигналу обратной связи, на третий вход блока усилителей сигналов 19. Далее источник постоянного напряжения работает аналогично описанному выше. При повышении температуры печи выше заданного значения система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходной ток источника, а при понижении температуры печи - увеличивает выходной ток. Таким образом поддерживается постоянной температура печи с высокой точностью.For example, to maintain the furnace heating temperature with a given accuracy, the voltage taken from the temperature sensor, which is proportional to the furnace heating temperature, is used as a feedback signal. This voltage is supplied to the first input of the active filter unit 24. From the output of the active filter unit 24, a voltage proportional to the feedback signal is supplied to the third input of the
Если в нагрузке произойдет короткое замыкание (когда сопротивление нагрузки составляет сотые доли Ома), то напряжение обратной связи, снимаемое с датчика выходного тока 8, резко возрастет по амплитуде. Тогда сработает блок защиты 21 и исполнительный орган защиты выключит коммутирующий аппарат, а, следовательно, отключит источник постоянного напряжения от питающей сети.If a short circuit occurs in the load (when the load resistance is hundredths of a Ohm), then the feedback voltage taken from the output current sensor 8 will sharply increase in amplitude. Then the protection unit 21 will work and the executive protection body will turn off the switching device, and, therefore, disconnect the constant voltage source from the supply network.
При возникновении короткого замыкания внутри источника постоянного напряжения резко возрастет фазный ток в первичной обмотке трансформатора. Так же возрастет по амплитуде напряжение, снимаемое с датчика фазного тока 3, что приведет к срабатыванию блока защиты 21 и исполнительный орган защиты выключит коммутирующий аппарат и отключит источник постоянного напряжения от питающей сети.If a short circuit occurs inside the DC voltage source, the phase current in the primary winding of the transformer will increase sharply. The amplitude of the voltage removed from the phase
При применении источника постоянного напряжения в системе коррозионного мониторинга для защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений он может быть дополнительно оборудован зажимами, контакты которых подключены к соответствующим точкам блоков источника постоянного напряжения, для подключения к комплексу телемеханики. Это позволит осуществлять с помощью комплекса телемеханики функции: телеизмерения параметров источника постоянного напряжения, телесигпализации, телеуправления и телерегулировапия. На контактах зажимов с помощью комплекса телемеханики можно будет измерять выходной ток, выходное напряжение, защитный потенциал, потребление электроэнергии (если в источнике постоянного напряжения установлен счетчик электрической энергии), управлять стабилизированным выходным током, контролировать открытое или закрытое состояние двери источника постоянного напряжения, напряжение питающей сети, прерывать выходной ток источника постоянного напряжения, осуществлять другие функции и передавать эту информацию на центральный диспетчерский пункт.When using a constant voltage source in a corrosion monitoring system to protect against electrochemical corrosion of underground metal structures, it can be additionally equipped with clamps whose contacts are connected to the corresponding points of the constant voltage source blocks for connection to a telemechanics complex. This will allow to carry out functions using the telemechanics complex: telemetry of the parameters of a constant voltage source, telesigpalization, telecontrol and teleregulation. Using the telemechanics complex, it will be possible to measure the output current, output voltage, protective potential, electricity consumption (if an electric energy meter is installed in the DC voltage source), control the stabilized output current, control the open or closed state of the door of the DC voltage source, and the supply voltage network, interrupt the output current of the DC voltage source, perform other functions and transmit this information to the central dispatcher rsk point.
Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность катодной защиты подземного металлического сооружения при изменении напряжения питающей сети, обеспечить защиту блока управления от перенапряжений и считать время наличия заданного защитного потенциала (тока) на подземном металлическом сооружении.Thus, the invention allows to increase the reliability of the cathodic protection of an underground metal structure when the voltage of the supply network changes, to protect the control unit from overvoltages and to calculate the time of presence of a given protective potential (current) at the underground metal structure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102311/07A RU2491693C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Source of dc voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102311/07A RU2491693C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Source of dc voltage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012102311A RU2012102311A (en) | 2013-07-27 |
| RU2491693C1 true RU2491693C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49155435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012102311/07A RU2491693C1 (en) | 2012-01-24 | 2012-01-24 | Source of dc voltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2491693C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2212745C2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-09-20 | Шевчук Александр Сергеевич | Constant voltage supply |
| RU2218646C2 (en) * | 2001-12-28 | 2003-12-10 | Пименов Юрий Евгеньевич | Method and device for accelerated charging of storage battery |
| RU2256999C2 (en) * | 2003-08-12 | 2005-07-20 | Шевчук Александр Сергеевич | Dc voltage supply |
| RU2340999C1 (en) * | 2007-10-08 | 2008-12-10 | Александр Сергеевич Шевчук | Dc voltage source (versions) |
| RU2406201C2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Power supply control board |
-
2012
- 2012-01-24 RU RU2012102311/07A patent/RU2491693C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2212745C2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-09-20 | Шевчук Александр Сергеевич | Constant voltage supply |
| RU2218646C2 (en) * | 2001-12-28 | 2003-12-10 | Пименов Юрий Евгеньевич | Method and device for accelerated charging of storage battery |
| RU2256999C2 (en) * | 2003-08-12 | 2005-07-20 | Шевчук Александр Сергеевич | Dc voltage supply |
| RU2340999C1 (en) * | 2007-10-08 | 2008-12-10 | Александр Сергеевич Шевчук | Dc voltage source (versions) |
| RU2406201C2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Power supply control board |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012102311A (en) | 2013-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10848053B2 (en) | Robust inverter topology | |
| JP2018507409A (en) | System and method for detecting a ground fault in an energy storage and / or power generation system using a DC / AC power conversion system | |
| US20230187926A1 (en) | Ground fault minimization | |
| WO2019030781A1 (en) | System for generating a power output and corresponding use | |
| RU2570351C1 (en) | Network filter | |
| CN113363951B (en) | Direct current residual current protector, protection method and direct current power supply system | |
| RU2491693C1 (en) | Source of dc voltage | |
| CA2956281C (en) | Device for producing direct current load power supply | |
| CN204118738U (en) | A kind of Active Power Filter-APF with protective circuit | |
| US20230387802A1 (en) | Low voltage buck regulator voltage regulation with reduced overshoot and settling time | |
| RU2567996C2 (en) | Method for regulating power of compensation filter installation in railroad traction energy supply system | |
| RU2340999C1 (en) | Dc voltage source (versions) | |
| RU2256999C2 (en) | Dc voltage supply | |
| RU2441943C1 (en) | Adaptive station of cathode corrosion protection of pipelines | |
| CN104201643A (en) | Mains supply voltage protection circuit | |
| JP2015208130A (en) | Output control method for power generation system, power conditioner, and power generation system | |
| RU2212745C2 (en) | Constant voltage supply | |
| CN203826932U (en) | UPS inverter bridge over-current protection and charging over-current protection multiplexing circuit | |
| RU119540U1 (en) | CHARGE-DISCHARGE MODULE (ЗРМ) | |
| CN203205853U (en) | An intelligent controller apparatus used for ship over-current selective protection | |
| US11740265B1 (en) | Signal conditioning circuit | |
| US20230299583A1 (en) | Fault-responsive power system and method using active line current balancing | |
| RU32645U1 (en) | DC voltage source | |
| RU2541418C9 (en) | Device for measurement and control of live resistance insulation in alternating-current mains with resistive neutral line | |
| RU157634U1 (en) | PULSE CATHOD PROTECTION DEVICE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170125 |