Способ формирования сигнала обратной связи в стабилизаторе переменного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения.

Цель изобретения - устранение автоколебаний, повьшение точности стабилизации и надежности.

На фиг.1 представленафункциональная схема стабилизатора переменного напряжения, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ формирования сигнала обратной связи; на фиг.2 - временныедиаграммы, иллюстрирующие качественную картину этого способа без учета количественных соотношений; на фиг.З и 4 диаграммы средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе при различных коэффициентах передачи разомкнутой системы и в предлагаемом способе формирования сигнала обратной связи; на фиг.5 диаграммы средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе при различных коэффициентах передачи разомкнутой системы в способе прототипе.

Стабилизатор переменного напряжения содержит трансформаториоключевую силовую.часть 1, нагрузку 2, двухполупериодный выпрямитель 3,сумматор 4, интегратор 5, запоминающее устройство 6, систему управления ключами силовой части 7, схему8 управления ключем 9, источник 10 опорного напряжения. Кроме того, на чертежах обозначены: 11 кривая фазного выходного напряжения (фиг.2,б) j 13 - кривая выходного напряжения сумматора 4 (фиг.2,в); 14 - сигнал на выходе интегратора :(фиг.2,г|; 15 - импульсы управления ключем 9 (фиг.2,д); 16 - выделенный сигнал суммы ошибок; 17 - напряжение питающей сети (фиг.3,а); 18 - номинальное напряжение питающей сети (фиг.3, 19 - напряжение управления при коэффициенте передачи .разомкнутой системы (фиг.3,

20- напряжение на нагрузке (фиг.З,в}

21- номинальное напряжение на нагрузке; 22 и 23 - напряжение управления и напряжение на нагрузке при (фиг.З г и д); 24 и 25 - напряжение управления и напряжение на . нагрузке при (фиг.Зе и ж),

26 и 27 - напряжение управления и на нагрузке при Кр 2 (фиг.4а и бj; 28 и 29 - напряжение управления и на нагрузке при Кр«с2 (фиг.4в и г);

30 и 31 - верхний и нижний уровни выходного напряжения при Кр 2 (фиг. 4в и г);32 - номинальный уровень напряжения питающей сети (фиг.5,а);

33 - напряжение сети (фиг.5,а); 34 напряжение управления при (фиг. 5,6); 35 и 36 - номинальный уровень выходного напряжения и выходное напряжение стабилизатора при фиг.5,

37 и 38 - номинальный уровень сети при Кр.11 (фиг.5,г) ; 39 - напряжение управления при (фиг.5,д|) 40 и 41 - номинальный уровень напряжения нагрузки и напряжение сети при

(фиг.5, 42 - напряжение нагрузки при (фиг.5,е).

Сущность способа формирования сигнала обратной связи может быть раскрыта на примере стабилизатора

переменного напряжения (фиг.1) временных диаграмм (фиг.2) и диаграмм средних значений напряжений, действующих в стабилизаторе (фиг. 3 и 4j. Рассмотрим случай скачкообразного изменения входного напряжения

на половину зоны стабилизации через каждые два периода питающей сети. На вход стабилизатора подается напряжение 11 (фиг.2,а. При этом выходное

напряжение 13 через выпрямитель 3 поступает на вход сумматора 4 и вычисляется из опорного постоянного напряжения,а затем эта разность интегрируется интегратором 5,на выходе которого формируется сигнал 14,пропорциональный сумме ошибок за предыдущие периоды. На выходе схемы 8 управления формируются короткие импульсы 15 в конце каждого периода питающей сети. Под действием импульсов

15ключ 9 кратковременно замыкается и происходит обновление информации в запоминающем устройстве 6. Системой 7 управления напряжение

16с выхода запоминающего устройства преобразуется в соответствующие углы регулирования оС и |. . На выходе стабилизатора напряжение имеет форму, изображенную на фиг.2,б.

При варьировании коэффициента

передачи разомкнутой системы Кр качество переходного процесса различно. Так в случае, когда , а напряжение сети 17 больше номинального 18, напряжение управления имеет форму 19 и наблюдается оптимальный по времени переходной процесс. .Причем напряжение на выходе стабилизатора 20 устанавливается равным номинальному с запаздыванием на полпериода питающей сети (фиг.3,а-в) Если , то при этом же возмущающем воздействии переходной процесс имеет апериодический характер, а напряжение 22 управления и на нагрузке 23 имеют вид, изображенный на фиг. 3,г и д. Для случая, когда коэффициент передачи лежит в интер вале , переходной процесс имеет колебательный затухающий характер а напряжение 24 з равления 24 и напряжение 26 ,на нагрузке имеют вид, изображенный на фиг. 3,е и ж. При процесс носит автоколебательный характер, а напряжение 26 управления и на нагрузке 27 имеют ступенчатый вид, ограниченньй сверху и снизу, как показано на фиг. 4,а и б. При процесс автоколебательный. 064 а напряжение 28 управления и на нагрузке 29 имеют также ступенчатый вид, причем напряжение, нагруэки достигает напряжения 30 и 31 насыщекия. Устранение автоколебаний, достигается тем, что исключая обнуление интегратора, сохраняется информация о предыдущих измерениях.- Система приводится к астатической, в результате статическая ошибка замкнутой системы стабилизации будет равна нулю, а точность стабилизации повысится. Величина точности стабилизации задается выбором коэффициента передачи разомкнутой системы. Снижение вероятности возникновения автоколебательного режима в свою очередь приводит к увеличению надежности.

23

(pt/9.3

UH

t 1

23tfSе

О1

г

У

21

/.

п

п

фик.