SU789985A1 - Способ дискретного регулировани напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразова ,нию параметров электроэнергии и может быть использовано в системах вторичного электропитани , в частности в регул торах и стабилизаторах напр жени  переменного , выпр мленного и посто нного тока. Известны способы регулировани  напр  жени  путем дискретного изменени  коэффициента передачи регулирующего органа в (})ункции результата его сравнешм с эталонным напр жением реализующие согласно заданному закону регулировани  либо изменение чередовани  числа периодов фик сированных амплитудных значений напр жени  сети, получаемых с помощью трансформатора с отводами, либо коммутацию в моменты перехода рабочим током нулевого уровн  регулировочных секций трансформа торного регулирующего органа, весог вые коэффициенты которых распределены равномерно, либо в соответствии с двоичным или троичным кодом И, Х1 3 и 14. Недостатками известных способов регулировани   вл ютс  неудовлетворительные динамические характеристики и искажение формы выходного напр жени  при воздействии деста.билизирующих факторов как со стороньг питакщей сети, так и со стороны нагрузки. Цепь изобретени  - улучшение динамических характеристик и формы выходного напр жени  регул тхэров дискретного действи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что при использовании известного способа в качестве эталонных формируют два уровн  напр жени , равных соответственно максимальному н минимальному допустимым уровн м выходного напр жени , определ емых заданной точностью регуттировани , при этом коэ({)фициент передачи регулирующего органа дискретного действи  уменьшают либо увеличивают в случае отклонени  текущего уровн  выходного напр жени  в сторону увеличени  от максимально-допустимого , тшбо в сторону уменьше3 -7 , ни  от минимального допустимого его значени , определ емых указанными эталонными уровн ми, до момента полной компенсации рассогласовани  на выходе регул тора , В случае регулировани  напр жени  переменного тока уровни эталонного напр жени  получают путем формировани  напр жени-й требуемой, например синусоидальной , формы с частотой и фазой, совпадакщими с частотой и фазой напр жени  сети, и амплитудой, равной заданному значению амплитуды выходного напр жени , с последующим смещением в противоположные сто- ройы относительно нулевого уровн  на носто йнный уровень, равный или несколько меньш заданной точности регулировани , а в случае регулировани  напр жени  выпр мленного или посто нного тока уровн  эталонного напр жени  формируют посто нными. На фиг. 1 приведена функциональна  схе ма реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - форма выходного напр жени  переменного тока (толста  лини ), в начальный момент одного из полупериодов которого произошло скачкообразное увеличение амплитуды напр жени  сети (пунктирна  лини ); тонкими лини ми обозначены границы зоны допустимых значений выходного напр жени ; на фиг. 3 - схема процесса регулировани  напр жени  переменного тока; на ,фиг. 4 - схема процесса динамического сглаживани  пульсации трехфазного выпр мленного напр жени . Функциональна  схема содержит регулирующий орган 1 дискретного действи  (РОДД), реверсивный счетчик 2 импульсов (РСИ), трехпозиционный орган 3 срав нени  (ТОС), формирователь 4 эталонных напр жений (ФЭН), высокочастотный генератор 5 тактовых импульсов (ГТИ), в случае регулировани  выпр мленного напр жени  устройство также содержит выпр митель 6. Суть предлагаемого способа регулировани  заключаетс  в реализации дискрет- ного регулировани  текущего уровн  входного напр жени , основанного на сравнении последнего с текущими значени ми двух специально формируемых уровней эталонного напр жени  и использовани  результата сравнени  в качестве информации управлени  коэффициентом передачи регулируюшего органа. Форма эталонного напр жени  определ етс  заданной в общем случае произвольной, формой выходного напр жени  (на фиг. 2 и 3 форма выходного Напр жени  предполагаетс  синусоидаль;ной ), а его частота и фаза совпадают с 854 частотой и фазоЙ напр жени  сети. Два уровн  эталонного напр жени  с-амплитудами llHmav )0 Р®Д   верхнюю и нижнюю границы зоны заданной точности регулировани  (ЗЗТР), формируют путем смещени  базового (не содержащего посто нной составл ющей) эталонного синусоидального напр жени  на посто нный уровень, равный или несколько меньший заданной точности регулировани  Uy-jj с противоположными знаками. Формирование эталонного синусоидального напр жени  синфазного с напр жением сети реализуетс  методами фазовой си1осронизации генератора гармонических колебаний требуемой частоты с напр жением сети, либо путем фильтрации и астатического слежени  за фазой входного напр жени  с помощью перестраиваемых фильтров с последующей стабилизацией амплитуды эталонного напр жени . Инерционность дополнительных контуров автоматического регулировани  фазы и амплитуды в узле формировани  эталонного напр жени  реализуетс  нренебрежимо малой относительно инердионности изменени  фазы напр жени  сети и, следовательно, практически не оказывает какого-либо вли ни  на характер динамических процессов основного контура регулировани . На фиг. 3 тонкими пунктирными лини ми показано поле возможных дискретных . уровней выходного напр жени , толстой пунктирной линией обозначен уровень возмущенного напр жени  нагрузки (лредполагаетс , что в Начале текущего полупериода произощло скачкообразное увеличение амплитуды напр жени  сети), тонкими сплошными Лини ми - границы ЗЗТР. В окрестности перехода через нулевой уровень текущее значение выходного напр жени  находитс -в пределах ЗЗТР, при этом дискретна  обратна  св зь в схеме на фиг, 1 размыкаетс , и выходное напр  хение измен етс  по синусоидальному закону (в общем случае по закону изменени  напр жени  сети, например как это имеет место в случае искаженной или специальных форм последнего) с коэффициентом передачи РОДД 1,устанавливаклцегос  к начальному моменту возмущакшдего воздействи  (к концу предыдущего полупериода на фкг. 3), В некоторый момент времени текущее значение выходного напр жени  выходит за пределы ЗЗТР, что регистрируетс  ТОС 3; который разрешает прохождение высокочастотных импульсов ГГИ (фиг. 3,6) на вычитающий вход РСИ 2. Каждый импульс, лоступаюций на тот 578 или иной вход РСИ, измен ет в соотвегствующую сторону запасенный в нем ход на единицу, РСИ. управл ет ключевой системой РОДД, который соответственно дискретно измен ет выходное напр жение в сторону уменьшени  {зассогпасовани  с шагом квантовани  по уровню ДУ j M)j В общем случае импульсы ГТИ 5 поступают на один ив входов РСИ 2 до тех пор, пока полностью не скомленсируетс  рассогласование не выходе регул тора, пос ле чего ТОС 3 запрещает прохождение тактовых импульсов на входные шины РСИ 2, и обратна  св зь контура регулировани  разрываетс  до следующего отклонени  текущего уровн  выходного напр жени  за пределы ЗЗТР. В частном случае, рассмот ренном на фиг. 3, уменьшение выходного напр жени  на один дискретный уровень обеспечивает возвращение последнего в пределы ЗЗТР на каждом интервале замыкани  обратной св зи, соответствующих моментам возникновени  рассогласований относительно верхней границы ЗЗТР. Компенсаци  возмущак дих воздействий с про- 25

Claims (4)

1. извольным начальным моментом или противоположным знаком рассогласовани  практически не отличаетс  от процесса на фнг. 3. Регулирование выпр мленного или посто нного напр жений с помощью регул тора дискретного действи  (фиг. 4) отличаетс  от рассмотренного выше процесса регулировани  напр жени  переменного тока лишь тем, что в этом случае ЗЗТР ограничиваетс  посто нными уровн ми эталонного напр жени  Unfriih формируемыми на выходе ФЭН 4. Динамические характеристики регул торов напр жени  завис т от приращени  возмужающего воздействи  за период следовани  тактовых импульсов, длительность которого в сторону уменьшени  ограничиваетс  в основном частотными свойствами используемых коммутирующих ключей регулирующего органа. Использование современных высокочастотных транзисторов в качестее коммутирующих ключей РОДД позвол ет реализовать период тактовых импульсов в пределах до 1 мкс и менее, а так как реальные возмущени  имеют конечную скорость изменени , то практически . всегда реализуетс  процесс дискретного .регулировани  напр жени  без динамического перерегулировани  (фиг. 3). Таким образом, возможности предлагаемого способа регулировани  позвол ют значительно улучщить динамические харакни  коэффициента передачи регулирукицего органа в функции результата его сравнени  с эталонным, отличающий - с   тем, что, с целью улучшени  динамитеристики регуп торов напр жени  с регулирующим органом дискретного действи . . Регулирование текущего уровн  позвол ет также существенно улучшить форму выходного напр жени  переменного тока при воздействии дестабилизирующих факторов со стороны сети и нагрузки и получить низкий уровень пульсаций выпр мленного напр жени  (практически 1% к ме- нее) без использовани  громоздких реактивных Сглаживающих фильтров, обычно используемых в регулируемых выпр мител х Коммутаци  силовых ключей регулирующего органа регул торов осуществл етс  лищь в течение динамических процес- сов, в статическом же режиме коммутаци  силовых ключей отсутствует (фиг. 2), что дополнительно способствует улучшению формы выходного напр жени . Формула изобретени  1. Способ дискретного регулировани  напр жени  путем ступенчатого изменеческих характеристик и формы выходного напр жени , в качестве эталонных формируют два уровн  напр жени , равных соответственно максимальному и минимальному допустимым уровн м вьпсодного напр женц , опрёделенньк заданной точностью регулировани , причем коэффициент передачи регулирующего органа дискретного действи  уменьшают либо уветшчивают при отклонении текущего уровн  выходного напр жени  в сторону увеличени  от максимально допустимого, либо в сторону уменьшени  от минимально допустимого его значений, определенных указанными эталонными уровн ми, до момента полной компенсации рассогласовани  на выходе регул тора,
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что эталонные уровни получают путем формировани  напр жени  требуемой, например, синусоидальной, формы . с частотой и фазой, совпадающими с частотой и фазой напр жени  сети, и амплитудой , равной заданному значению ам- плйтуды выходного напр жени , и его последующего смещени  в противопопожные стороны относительно нулевого уровн  на посто нный уровень, равный или меньший заданной точности регулировани .
3. 3. Способ по п. 1, о т п и ч а ю щ и и с   тем, что, при работе на нагрузку посто нного тока эталонные уров-, щГ-формируют посто нными,

   ИстонНИКИ информации, прин тые во внимание при экспертизе.

   1. Авторское свидетельство СССР N 325539, кп. G 05 F 1/08, 1972.

   2.Патент США № 3195038, 19G4.

   3.Линдсей В. Системы синхронизации в св зи и управлении. М., Сов.радио , 1978.
4. 4. Елатовцев В. А. и др. Комбв ированный стабилизатор напр жени  с высоким КПД. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ, вып. 7, 1974.

   и.

   I I .f

   /.

   I/ш

   // - :%4 К/лЕ , / / wi ,lif / ГМ ф т/ Ш i и уАЦн /iN / ь/ 1 / ё I / Ч% 1 / . /