Стабилизатор постоянного регулируемого тока (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

10 переменного тока - к силового трансформатора управляемого силового преобразователя, jBbixOA второго цифрового переключателя подключен к пероой обмотке трансформатора постояиного тока, при этом количество вит ков обмоток трансформатора постоянно го тока и преобразователя ток - магj нитная индукция - ток при одинаковом числе витков их первичных обмоток выбирается из условия: ,„. W Тпг i|l«} w7-° NNiT/ iTn где Inr Wn. число витков первой, второй оа,,П -и секций первых обмо ток указанных преобразовате ля и трансформатора соответ ственно; , WP число витков второй обмотки преобразователя и рабочей обмотки трансформатора соот ветственно; 1ц /Ij , Здесь ток нагрузки стабилизатора, ток на выходе преобразовате ля переменного тока в постоянный без учета тока намагничивания силового транс форматора, а вторая и рабочие обмотки трансформатора постоянного тока имеют одинаковое число витково 2о Стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий управляемый силовой преобразователь, включа ющий силовой трансформатор, управляющий вход силового преобразователя подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде пре образователя ток - магнитная индук, ция - ток, включающего первичную обMOtKy и две обмотки, первая из которых состоит из отдельных с разным числом витков, двух цифровых переключателей, эталонного резистора, трансформатора,постоянного тока, рабочие обмотки которого связаны с его выходом, источника постоянного тока и блока программного управления подключенного к управляющим входам цифровых переключателей, первый выходной зажим преобразователя ток магнитная индукция - ток подключен к выходу датчика тока и через последовательно соединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель и вторую обмотку указанного преобразователя - к второму выходному зажиму этого преобразов.ателя, выход первого цифрового переключателя подключен к первой обмотке преобразователя ток,- магнитная индукция - ток, при этом первичная обмотка этого преобразователя через последовательно соединенный с ней.управляемой силовой преобразователь подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и технологичности устройства при стабилизации больших токов и широком диапазоне регулирования, в него введены преобразователь переменного тока а постоянный и узел распределения тока, имеющий три выхода с коэффициентами передачи тока от входа к выходам, равными 1, К и (1-К) для первого, второго и третьего выходов соответстве 1ио, вход узла распределения тока п одключен к выходу трансформатора постоянного тока, включающего перю1чную, первую, вторую и третью обмотки, причем первая обмотка состоит из отдельных секций с разным 1 1Слом витков, вторая обмотка через последовательно соединенный с ней источник постоянного тока подключена к выходу трансформатора постоянного тока, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя переменного тока в постоянный, входные выводы которого подсоединены к клеммам для подключения источника питания, а выходные выводы переменного тока к входу силового трансформатора управляемого силового преобраз6вате/)я, первый выход узла распределения тока подключен к выходным зажимам преобразователя ток магнитная индукция - ток, второй выход узла распределения тока соединен с входом второго цифрового переключателя, выход которого подключен к первой обмотке трансформатора постоянного тока, к третьему выходу узла распределения тока подключена третья обмотка трансформатора постоянного тока, количество витков обмоток указанных трансформатора и преобразователя при равном числе витков их первичных обмоток выбирается из условия;

-f,.,

iTn Vgp

где In,.Wtn,v.....lT2....v

- число витков первой, второй,.«„/1-й секции первых обмоток указанных преобразователя и трансформатора соответственно;

Н Р - число витков второй обмот «и преобразователя токиагНитная индукция - ток и рабочей обмотки трансформатора постоянного ток соответственно; О 3n/3j, здесь Зн ток нагрузки стабилизатора, 3 j - ток на выходе преобразователя переменного тока в пстоянный без учета тока намагничивания силового трансформатора,

а вторая, третья и рабочие обмотки трансформатора постоянного тока имеют одинпиовое число витково.

3,. (/табилизатор по пПо 1 и 2, о тл и чающий с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены измеритель напряжения сети и генератор тока коррекции, а трансформатор постоянного тока снабжен дополнительной обмоткой, которая подключена к выходу генератора тока коррекции, управляющие входы которо.го подключены к выходу блока программного управления и выходу измерителя напряжения сети, входы измерителя напряжения сети подключены к входу силового трансформатора

k. Стабилизатор по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что первичная обмотка трансформатора постоянного тока выполнена в виде .ГП отдельн11Х изолированных секций с одинаковым числом витков, а преобразова,тель переменного тока в постоянный выполнен иа базе Ж выпрямительных мостов, выводы переменного тока мос.тов подключены соответственно к входным и выходным выводам переменного тока преобразователя переменного тока в постоянный, а к выходам постоянного тока указанных мостов подклю; чены секции первичной обмотки трансформатора постоянного тока, причем Щ- число фаз питающей сети.

5. Стабилизатор по пп, 1-3, отличающийся тем, что первичная обмотка трансформатора постоянного тока выполнена в виде m отдельных изолированных секций с одинаковым числом витков, а преобразователь переменного тока в постоя(ный: выполнен на базе П7 пар вентилей, первые вентили каждой пары включены между эходными и выходными выводами переменного то-, ка преобразователя переменного тока в постоянный, а секции первич|4ой обмотки трансформатора постоянного тока через вторые вентили упомянутых пар включены между указанными , причем вторые вентили включены встречно первым, причем 1Т7 - число фаз питающей, сети

6о Стабилизатор по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что узел распределения тока выполнен на базе высокостабильного резистора и трех компенсационных стабилизирующих токовых узлов, включающих регуляторы , измерительно-усилительные блоки и эталонные резисторы, к входным выводам узла распределения тока подключен высокостабильный резистор, к-которому подсоединены входы для подачи опорного напряжения первого, второго и третьего компенсационных стабилизирующих токовых узлов, выходы которых подсоединены соответственно к выводам первого, второго и третьего . выходов узла распределения тока.

1 Стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий управляемый силовой преобразователь, включающий силовой трансформатор, управляющий вход силового преобразователя подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде преобразователя ток магнитная индукция - ток, включающего первичную обмотку и две обмотки, первая из которых состоит иэ отдельных секций с разным числом витков, двух цифровых переклк чателей, эталонного резистора, трансформатора постоянного тока, рабочие обмотки которого связаны с его выходом, источника постоянного тока и блока программного управления, подключенного к управляющим входам цифровых переключателей, первый выходной зажим преобразочателя ток - магнитная индукция - .ток подключен к выходу датчика тока и через последователь-. но соединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель и вторую обмотку преобразователя ток - магнитная индукция - ток - к второму выходному зажиму указанного преобразователя, выхол первого цифрового переключателя подключен к первой обмотке преобразователя ток - магнитная индукция - ток, при этом первичная обмотка этого преобразователя через последовательно соединенный с ней управляемый силовой преобразователь подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и технологичности устройства при стабилизации больших то(Л ков и широком диапазоне регулирования, в Него введены преобразователь переменного тока в постоянный и согЛасующий блок, выходные зажимы которого один непосредственно, а другой через второй цифровой переключатель соединены соответственно с выходными зажимами преобразователя ток магнитная индукция - ток, вход со:л -а гласуЮ1цего блока подключен к выходу трансформатора постоянного тока, со включающего первичную, первую и вторую обмотки, причем первая обмотка состоит из отдельных-секций с числом витков, а вторая обмотка через последовательно соединенный с ней источник постоянного тока подключена к выходу трансформатора постоянного тока, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя переменного тока в постоянный, входные выводы которого соединены с клеммами для подключения источника питания, а выходные выводы

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока, и может быть использовано в электрофизических установках,для которых требуются широкодиапазонные регулируемые в диапазоне отсотен ампер до десятков кипоампер стабилизаторы тока,управляемые от ЭВМ,

Известен стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий силовой регулятор, измерительно-усилитель ный блок, датчик тока и источник опорной величины, в качестве которого используется прецизионный цифроаналоговый преобразователь, обеспечивающий возможность управления, стабилизатором с помощью ЭВМ l о

Наиболее существенный недостаток устройства заключается в том, что оно теряет способность управляться от ЭВМ при использовании в нем датчиков тока с 5-образной выходной характеристикой, которой обладает ряд перспективных датчиков тока, например, датчики магнитомодуляционного типа или основанные на использовании явлеНИИ ядерного и электронного резонанса,.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий силовой регулятор, управляющий вход которого соединен с выходом измерительно-усилительного блока, входы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде преобразователя ток - магнитная индукция - ток (тмит), включающего первичную обмотку, соединенную последовательно с нагрузкой, и две обмотки, первая из которых состоит из отдельных секций с разным числом витков двух цифровых переключателей, эталонного резистора, трансформатора постоянного тока (ТПТ), включающего первичную, первую, вторую и третью обмотки ТПТ, причем первая обмотка ТПТ состоит из отйельных секций с разным числом витков, 1 блока программного управления, подшточенного к управляющим входам цифровых переключателей, первый выходной зажим преобразователя ТМИгТ. подключен к выходу датчика тока и через последовательно соединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель и вторую обмотку преобразователя ТМИТ - к второму выходному зажиму указанного преобразователя, выход первого цифрового переключателя подключен к первой обмотке преобразователя ТМИТ 2 „

Недостатком устройства является снижение надехтости его работы при глубоком регулировании больших токов (десятки килоампер, диапазон регулирования 0,05 ах13,). Известно, что величина погрешности ТПТ, предназначенных для преобразования больших токов, составляет -2% при изменении преобразуемого тока в диапазоне 0,5-1,2 от номинального значения тока ТПТо При использовании таких ТПТ в более широком диапазоне имеется ввиду расширение в сторону 1инимального значения тока) , величин погрешности существенно возрастает. Нетрудно понять, что указанное увеличение погрешности приводит к увеличению начального рассогласования в контуре авторегулирования прототипа, вследствие чего надежность функционирования последнего снижается, возможны срывы стабилизации,

В ТПТ больших токов приходится использовать тороидальные сердечники с диаметром 300 мм и более. Нормалигзован ные сердечники таких размеров промышленностью не выпускаются. Этим обуславливается снижение технологичности прототипа в диапазоне больших токов. Кроме того, намотка обмоток крупногабаритных ТПТ с большим коэффициентом трансформации сопряжена с определенными технологическими трудностями.

Цель изобретения - повышение надежности работы и технологичности устройства в режиме стабилизации больших втоков при глубоком регулировании,

Поставленная цель (вариант l достигается тем, что в стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий управляемый силовой преобразователь, включающий силовой трансформатор, управляющий вход силового преобразователя подключен к выходу измерительно-усилительного блока, выходы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде преобразователя ток магнитная индукция - ток, включающего первичную обмотку и две обмотки, первая из которых состоит из отдельных секций с разным числом витков, двух цифрювых переключателей, эталонного резистора, трансформатора постоянного тока, рабочие обмотки которого связаны с его выходом, источника постоянного тока и блока программного управления, подключенного к управляющим входам цифровых переключателей первый выходной зажим преобразователя ток - магнитная индукция - ток подключен к выходу датчика тока и че рез последовательно соединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель и вторую обмотку преобразователя ток - магнитная индукция ток - к второму выходному зажиму указанного преобразователя, выход первого цифрового переключателя подключен к первой обмотке преобразователя ток - магнитная индукция - то при этом первичная обмотка этого пре образователя через последовательно соединенный с ней управляемый силовой преобразователь подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, вв дены преобразователь переменного тока в постоянный и согласующий блок, выходные зажимы которогр один непосредственно, а другой через второй цифровой переключатель соединены соответственно с выходными зажимами пр образователя ток - магнитная индукция - ток, вход согласующего блока подключен к выходу трансформатора постоянного тока, включающего пер- вичную, первую и вторую обмотки, причем первая обмотка состоит из отдельных секций .с разным числом витков, а вторая обмотка через по.следовательно соединенный с ней источник постоянного тока подключена к выходу трансформатора постоянного тока, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя переменного тока в постоянный, входные выводы которого соединены с клем мами для подключения источника питания, а выходные выводы переменного тока - к входу силового трансформато ра управляемого силового преобразова теля, выход второго цифрового переключателя подключен к первой обмотке трансформатора постоянного тока, при этом количество витков Ьбмоток транс форматора постоянного тока и преобра зователя ток - магнитная индукция ток при одинаковом числе витков их первичных обмоток выбирается из условия :, Щ 2 Пг, iT., 1П,.1П2Г..0. - число витков Г1ервой, второй, „„,П-ой секций первы обмоток указанных преобра зователя и трансформатора соответственно; NNjj - число витков второй обмотки преобразователя и рабочей обмотки трансформаторе соответственно; Г Цц yJi , здесь J к ток нагрузки стабили Згзтора; j - ток на выходе преобразователя переменного тока в постоянный без учета тока намагничивания силового трансформатора, а вторая и рабочие обмоткитрансформатора постоянного тока имеют одинаковое число витков, Яоставленная цель (вариант 11) достигается тем, что в стабилизатор постоянного регулируемого тока, содержащий управляемый силовой преобразователь, включающий силовой трансформатор, управляющий вход силового преобразователя подключен к выходу измерительно-усилительного блока, выходы которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и выходом датчика тока, который выполнен в виде преобразователя Т9К - магнитная индукция - ток, включающего первичную обмотку и две обмотки, первая из которых состоит из отдельных секций с разным числом витков, двух цифровых переключателей, эталонного резистора, трансформатора постоянного тока, рабочие обмотки ко торого связаны с его выходом, источника постоянного тока и блока программного управления, подключен- . нрго к управляющим входам цифровых переключателей, первый выходной зажим преобразователя ток - магнитная индукция - ток подключен к выходу датчика тока и через последовательно соединенные эталонный резистор, первый цифровой переключатель и вторую обмотку указанного преобразователя - к второму выходному зажиму этого преобразователя, выход первого цифрового переключателя подключен к первой обмотке преобразователя ток - магнитная индукция - ток, при этом первичная обмотка этого преобразователя через последовательно соединенный с ней управляемый силовой преобразователь подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, впедены преобразователь переменного тока в постоянный и узел распределения тока, имеющий три выхода с коэффициентами передачи тока от к выходам, равными 1,К и (1-К) для первого, второго и третьего выходов соответственно, вход узла распределе ния тока подключен к выходу трансформатора постоянного тока, включающего пероичную, первую, вторую и третью обмотки, причем первая обмотка состоит из отдельных секций с раз ным числом витков, вторая обмотка через последовательно-соединенный с ней источник постоянного тока подклю чена к выходу трансформатора постоянного тока, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя переменного тока в постоянный входные выводы которого подсоединены к клеммам для подключения источника питания, а выходные выводы переменного тока - к входу силового трансформатора управляемого .силового преобразователя, первый выход узла распределения тока подключен к выходным зажимам преобразователя ток - магнитная индукция - ток, второй выход узла распределения тока со единен с входом второго цифрового пе реключателя, выход которого подключен к первой обмотке трансформатора постоянного тока, к третьему выходу узла распределения тока подключена третья обмотка трансформатора постоянного тока, количество витков обмоток указанных трансформатора и пре образователя при равном числе витков их первичных обмоток выбирается из условия: Гтп «kD Wp W W и W, inn iTi V/xf - число витков первой, второй, „„ ,Т)-ой секций первых обмоток указанных преобразо вателей и трансформатора со ответственно; Wp- число витков второй обмотки . преобразователя ТМИТ и рабо чей обмотки трансформатора постоянного тока соответственно;, здесь 1({ - ток нагрузки стабилизатора; ток на выходе преобразователя переменного тока в постоян ный без учета тока.намагничивания силового трансформа тора, а вторая, третья и рабочие обмотки трансформатора постоянного тока имеют одинаковое число витков. В стабилизаторе могут быть введены измеритель напряжения сети и генератор тока коррекции, а трансформатор постоянного тока снабжен дополнительной обмоткой, которая подключена к выходу г€;нератора тока коррекции, управляющие входы которого подключены к выходу блока программного управления и выходу измерителя напряжения сети, входы измерителя напряжения сети подключены к входу силового трансформатора. Кроме того первичная обмотка трансформатора постоянного тока выполнена в виде m отдельных изолированных секций с одинаковым числом витков,а преобразователь переменного тока в постоянный выполнен на базе m выпрямительных мостов, выводы переменного тока мостов подключены соответствен-,, но к входным и выходным выводам переменного тока преобразователя переменного тока в постоянный, а к выходам постоянного тока указанных мостов подключены секции первичной об- . мотки трансформатора постоянного тока, причем m - число фаз питающей сетиПервичная обмотка трансформатора постоянного тока выполнена в виде m отдельных изолированных секций с одинаковым числом витков, а преобразователь переменного тока в постоянный выполнен на базе hi пар вентилей, первые вeнfили каждой пары включены между входными и выходными выводами переменного тока преобразователя переменного тока в постоянный, а секции первичной обмотки трансформатора постоянного тока через вторые вентили упомянутых пар включены между указанными выводами, причем вторые вентили включены встречно первым, ш - число фаз питаюцей сети . Кроме того, узел распределения тока выполняет на базе высокостабильного резистора и трех компенсационных стабилизирующих токовых узлов, включакяцих регуляторы, измерительноусилительные блоки и эталонные резисторы, к входным выводам узла распределения тока подключен высокостабильный резистор, к которому подсоединены входы для подачи опорного напряжения первого, второго и третьего компенсационных стабилизирующих токовых узлов, выходы которых подсоединены соответственно к выводам .первого, второго и третьего выходов узла распределения тока,, На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора (вариант Т), на фиг, 2 - то же, вариант П; на фиг, 3-5 - электрические схемы узлов стабилизатора; на фиго 6 - пример выполнения узла распределения тока; на фиг, эквивалентные схемы токовых цепей датчиков тока Стабилизатор (вариант I) содержит управляемый силовой преобразователь (включает непоказанный силовой транс форматор) , измерительно-усилительный блок 2, источник 3 опорного напряжения, . датчик тока,-нагрузку 5 стабилизатора, преобразователь 6 ток - магнитная индукция - ток (ТМИТ первичную 7, первую 8 и вторую 9 обмотки преобразователя ТМИТ 6, первый 10 и второй 11 цифровые переключатели, эталонный резистор 12, трансформатор 13 постоянного тока (ТПТ), магнитные сердечники k ТПТ, первичную 15, первую 16, вторую 17 и рабочие 18 обмотки ТПТ (весь узел ТПТ обозначен индексом Т), блок 1Я программного управления, источник 20 постоянного тока, преобразователь 2 переменного тока в постоянный, согласующий блок 22, входные 23-25 и выходные 26-28 зажимы переменного тока преобразователя переменного тока в постоянный, входные зажимы 23 и 30 согласующего блока Во И варианте стабилизатор, кроме перечисленных узлов (за исключением согласующего блока 22), содержит узел 31 распределения тока, третью обмотку 32 ТПТ, входные 33 и 3 зажимы узла распределения тока, выходные зажимы первого 35, 36, второго 37, 38 и третьего 39, tO выходов узла распределения тока/ При этом оба варианта стабилизатора могут включать дополнительно измеритель 1 напряжения сети, генератор k2 тока коррекции, дополнительную обмотку АЗ ТПТ. На фиг, кроме некоторых перечисленных элементов показаны секции перЕзичной обмотки 15Л, 15В и 15С ТПТ, выпрямительные мосты , па ры вентилей t7-49, высокостабильный резистор 59, регуляторы 51-53, изме рительно-усилительные блоки 5f56, эталонные резисторы 57-59 Трансформатор постоянного тока (фиг. 7) представлен источником тока 1у , рабочей обмоткой Wpi первичной обмоткой Wfj , через которую протекает выходной ток л преобразователя 21, первой и второй V/щ обмотками; источник 20 постоянного тока - 1, На фиг, 8 и 9 кроме того дополнительно показаны: третья Ущ, и дополнительная Ш обмотки ТПТ, узел 31 распределения тока представлен источниками k (первый выход), 12 и 1в (второй и третий выходы), причем 2 f-lfc, - ()ljj; генератор +2 тока коррекции - источником тока 1, Вь - входное сопротивление узла 31. Активная часть преобразователя ТМИТ 6 представлена источником тока In , эталонный резистор 12 - f выходное напряжение датчика k тока, первая Wjf,, вторая /ц,и первичная W|q обмотки преобразователя 6, 1|( - ток нагрузки, 1 I к + IP . Стабилизатор (вариант 1) работает следую1чим образом Ток нагрузки 1, возбуждаемый на выходе управляемого силового преобразователя 1, протекает по первичной обмотке 7 и создает намагничивающую силу (н,Са) действующую на элементы магнитной системы преобразователя ТМИТ 6о Отметим, что токи в других обмотках преобразователя 6 создают н„Сл , направленные навстречу н,с. Переменный ток, потребляемый из сети силовым преобразователем 1 , с помощ-ью преобразователя 21 превращается в постоянный токЫ. Заметим, что Id 1ц/0 + где ) - коэффициент, зависящий от схемы силового преобразователя 1, типасоединений обмоток и коэффициента трансформации его силового трансформатора, а также от схемы преобразователя 21; Jlid - составляющая выходного тока преобразователя 21, обусловленная ТОКОМ намагничивания упомянутого силового трансформатора. Ток (}, протекая по.первичной обмотке 15 ТПТ, создает н.с. yw а ток tc, генерируемый источником 20 постоянного тока, создает н,с. ЫУнтПримем, что н.Со yw,f и н«с« совпадают по направлению. Для ТПТ 13 исходя из закона полного тока, с уче том сделанных замечаний и в соответствии с эквивалентной схемой датчика (фиГо 7) можем записать MWn + )ci,Wm IrWp IkWjT (2) где 1, - ток компенсации, подводимый от блока 22 через обмотку 16 к преобразователю 6;. . 3j; 1- КОЭ(1)фИЦИеНТ, п41эедачи блока 22 равен единице. Из этого соотношения с учетом (1) принимая во внимание, что выходной ток реального ТПТ равен 3-г (1+ S) (здесьIt - выходной ток идеального ТПТ; 6 - относительная погрешность ТПТ) и при условии Wjj W,, находим U i - 3) где А l(t - общая абсолютна погрешность преобразования узлов 13 и 21. Л IK -SiT f f|uaw,/(Wjt wj (k) в соответствии с эквивалентной схемой (фиг. 7) через первую 8, вторую 3 обмотки преобразователя ТМИТ 6 и эталонный резистор 12 протекает ток 1ц IK - In,(5) Примем для определенности, что в следящей системе преобразователя 6 используется способ выделения сигнала ошибки, обеспечивающий выполнение следующего условия для режима равновесного состояния JIW О Тогда с учетом предыдущих замечаний можно записать 1н«.п- 1н «1п;у. (6) откуда с учетом (3) и (5) и при выполнении условий ; WIT Чп. Wjn- Щ. х„„ ow,,r (7). получаем If 41 (° что свидетельствует о том, что следя щий контур преобразователя 6 работает при малом рассогласовании (рн1 ) 3 значит с высокой надежностью. Из соотношения 6 получаем .. На эталонном резисторе 12 создает ся падениенапря ения O R3T3H V),nR3T/CV/in Wijn). 0 Это напряжение с выхода датчика Ц то ка поступает на один из входов измерительно-усилительного (5лока 2, на второй вход которого поступает опорное напря|); ение1/д, от источника 3 При отклонении величины Toica Т.. от заданного значения И Uon выходе блока 2 появляется управляющий си1- нал, который поступает на вход управляемого силового регулятора 1, Под воздействием этого сигнала ток в цепи нагрузки изменяется и его отклонение от заданного значения уменьшается до пренебрежимо малой величины. Это означает, что Utf (Jon учетом {1П| получаем JH lonlWin W,VR,,NW,. j гГоследнее соотношение показывает, что ток в нагрузке 5 зависит от ряда параметров и в том числе от количества включенных витков первой обмотки 8 преобразователя 6, изменяя Win с помс щью цифрового переключателя 10 (а для сохранения условий ( /) соответственно с помощью цифрового переключателя 11, можно изменять Df в широких пределах„ Рассмотрим роль источника 20 тока и обмотки 17 ТПТо При переходе рабочей точки TfIT на левую ветвь его характеристики, например, вследствие переходного процесса в цепи его первичной .обмотки, возможно нарушение нормальной работы ТПТ из-за насыщения его сердечников. При нарушении действия ТПТ 13 увеличивается начальное рассогласование в следящем контуре преобразователя 6, что приводит к снижению надежности работы стабилизатора в целом. Включение источника 20 и обмотки 17 позволяет выбором величины и направления тока создать условия, исключающие переход рабочей точки ТПТ на левую ветвь его характеристики при переходном процессе,ЗeЛlт 0 амплитудное значение отрицательной полуволны тока 3(3 в переходном процессе. Таким образом, действие этих элементов повышает надежность работы устройства. Анализ работы предлагаемого устройства показал, что для реализации режима стабилизации больших токов при глубоком регулировании здесь требуется ТПТ на существенно меньший номинальный ток (), чем в прототипе. Следует учесть, что по13грешность ТПТ на номинальные значения тока до 1-2 кА в диапазоне 0,11,2.от номинального тока, не превышает 0,5%. Для таких ТПТ промышленност выпускает стандартные магнитные сердечники. Технология намотки обмоток подобных ТПТ хорошо отработана. Таким образом, предлагаемый стабилизатор обладает по сравнению с прототипом более высокой надежностью и технологичностью Недостаток стабилизатора по варианту 1 заключается в следующем Для повышения технологичности стабилизаторов целесообразнб использовать стандартные силовые компоненты, в частности силовые трансформато ры. Однако при этом возникают трудности в достижении условий (7). Поясним это. Пусть подобраны подходящи стандартные силовые компоненты стабилизатора , для которых параметр D имеет дробное значение о Поскольку число витков обмотокWIP ,W||n , W,i может быть, только целым, чтобы выполнить условия (7) необходимо изменять число витков этих обмоток (как правило в сторону увеличения), либо изменять параметры готовых сило вых элементов, либо применять обе меры одновременно.. Все это снижает технологичность устройства„ Предлагаемый стабилизатор по II варианту не имеет этого недостатка. Покажем это В целом стабилизатор вариант И) работает так же„ Отличип состоят о следующем ТПТ 13 имеет третью обмотку 32, которая подключена к третьему выходу узла распределения тока 3 по этой - - - ч /1 „V оЬмотке протекает токЗ(1-К) и созд ет Но с. в сердечниках ГПТ, совпадающую пр направлению с н,с„ первичной обмотки ТПТ. С первого выхода узла 31 к преобпазователю ТМИТ 6 подводится токОц , со второго выхода узла 31 к первой обмотке 16 ТПТ 13 через цифровой переключатель 11 подводится ток КЗ),, . Эквивалентная схема датчика тока приведена на фиг. 8. В согласии с эквивалентной схемо и с уметом всех замечаний мохшм записатьлУОпт к - ИП3a N Oc, o,, откуда находим условия, при которых обеспечивается работа преобразователя 6 при малом рассогласовании: .p.m Wn,, Nin-KDWi in-kDWnT Очевидно, что при любом практическом значении О можно выполнить условия 13 путем из/ енения лишь значения К, не прибегая к изменению параметров силовых элементов и при минимальном количестве витков обмоток |1Т Таким образом, вариант Ц более технологичен, цель изобретения достигнута, Заметим, что в стабилизаторе по варианту Г1 обеспечивается работа преобразователя 6 в режиме малых рассогласований /(точно так же, как g стабилизаторе по варианту 1J при этом значение рассогласования определяется общей погрешностью преобразования узлов 13 и 21, которая равна i.)«-8 -r 3 uJvyi-r/( () Для стабилизатора по варианту I значение ЛЭ| определяется из соотношения (4). Техническое решение по п, 3 позволяет существенно уменьшить и, таким образом, дополнительно повысить надежность стабилизатора. В целом стабилизатор по п, 3 работает точно так we, как и стабилизатор по п 2, Отличия состоят в следующем, В ТПТ 13 введена дополнительная обмотка ЦЗ с числом витковУ | Т, через которую пропускается токJ гене коррекции. В генератор . вводится информация о величине уставки тока нагрузки от блока 19 программного управления и о текущем значении напряжения сети от измерителя k} В запоминающем устройстве генератора 2 хранятся следующие зависимости:, а),()б)3(ис --1-г(1н)-, BJO(Ud--f3(Uc), где Ос напрпмение сети или семейство лаписимостей (Ju,Uc), На основании этих данных и поступающей в генератор «2 информации от элементов 19 и il на выходе геисратора 2 вырабатывается ток Dg , компенсирукнццй действиеft j, ,. Определим Зе В соответствии с э вивалентной схемой датчика тока /фиг. 9) и с учетом замечаний к пре дыдущим устройствам, запишем: it.)Wm, :::iTWy o,Wi, ( откуда при выполнении условий (13) получаем :)(Uc)N it-:JeWivT м.--Sir I « X(,IIT При компенсации IfudV n e ivT -87,0, K() откуда/ :)e p{uc}-fi:jH/D-S:5cMi(n Wiinl/ n nl m. (/) Соотношение (18) является основой для разработки алгоритма функционирования генератора тока коррекции . Изложенные сведения о работе ста билизатора по По 3 подтверждают эффективность предлагаемого технического решения в смысле уменьшения А3 и связанное с этим повышение надежности работы стабилизатора„ Рассмотрим теперь работу стабйлизаторов по пПо , 5В целом оба стабилизатора работают аналогично описанным выше Час схемы стабилизатора по п. приведена на фиг. . Токи, потребляемые на nep8ичнo 1 стороне силового преобразователя 1 через вентильные мос ты , подводятся к секциям 15 А 15В и 15С первичной обмотки ТПТ 13 благодаря чему через каждую декцию указанные токи оба полупериода протекают в одном направлении Заметим что для симметричных сети и нагрузки токи фаз равны по модулю. Амплитуда первичного тока фазы равна ЬпЗцгУ (без учета тока намагничивания силового трансформатора), где П En/f-i - коэффициент трансформа ции; Ь - коэффициент, зависящий от схемы силового преобразователя и системы соединения обмоток силового трансформатора, постоянная составля ющая тока в секции первичной обмотки равна Т . где Т - период колебаний частоты сеF(t)- временная функция перпичного тока; . Co ;|;JF(t)dt. Намагничивающая сила, создаваемая секциями первичной обмотки при одинаковом числе виткоп в каждо|, секции W(|, равна ЗЬсоп :),W,,тЗц(P где D 1/ЗЬп ,3н со3нт. Для схемы, изображенной на фиг, 5, коэффициент D 2/3bn, так как токи в секциях первичной обмотки протекают в течение половины периода. Достоинство этой схемы состоит в том, что здесь тр€ буется ТПТ меньшего типоразмера, это, в свою очере,г;ь, повышает технологичность и надежность устройства. Рассмотрим работу узла 31 распределения тока, принципиальная схема которого показана на фиг. 6, . Входной ток1|, поступающий от ТПТ 13, протекая по высокостабильному резистору 50 с номинальным значением сопротивления , создает на нем падение напряжения 0ц Это напряжение служит в качестве опорного напряжения для каждого из трех компенсационных стабилизаторов тока, входящих 8 узел ЗК Выходные токи первого, второго и третьего компенсационных стабилизаоров тока /и соответственно токи ервого, второго и третьего выходов зла 31 ресгфеделения тока)равны н -к JQ Rgc} ; v t Rso/RsT, где8| , R jjo и R 5 - соответственно номинальные значения эталонных резисторов первого, второго и третьего компенсационных стабилизаторов тока. Чтобы обеспечить коэффициенты передачи тока по первому, второму и третьему выходам узла 31 соответственно 1,К и 1-К достаточно при выбо1710579ре эталонных резисторов Rjg и R57 РУ оводствоваться условиями ,5q R50/K, . .). Конпенсационные стабилизаторы выпускаются в микромодульном исполнении, так что схема, представленная f90f9 сригА А на фиг. 6, характеризуется высокой технологичностью. Таким образом, предлагаемне варианты стабилизаторов позволяют повысить надежность работы и технологичность устройства при стабилизации больших токов и широком диапазоне ре.гулмрования. 2L 5 fp Фи8.2 2fi фиг.д

fpus.6