Способ регулирования выходного напряжения преобразователя переменного напряжения в постоянное Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

/

№-

LM&.JI

ел

о 1

ел

00

фиг./

1504

ьтрямитель 1, активный фильтр, выполненный, в виде усилителя 3 с вы- |ходным трансформатором 4, активным фильтром управляют в зависимости от сигнала ошибки регулирования. Кро- ме того, снимают сигнал, пропорциональный выхддному напряжению трансформатора и преобразуют во .второй Сигнал, пропорциональный составляю-

щей выходного.напряжения преобразователя, обусловленной действием указанного выходного напряжения трансформатора, и затем второй сигнал суммируют с сигналом ошибки регулирования и в зависимости от полученного сигнала управляют выпрями телем. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования преобразователя переменного напряжения в постоянное с низким уровнем пульсации выходного напряжения. Целью изобретения является упрощение наладки преобразователя за счет независимости управления выпрямителем от параметров активного фильтра. Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем управляемый выпрямитель 1, активный фильтр, выполненный в виде усилителя 3 с выходным трансформатором 4, активным фильтром управляют в зависимости от сигнала ошибки регулирования. Кроме того, снимают сигнал, пропорциональный выходному напряжению трансформатора и преобразуют во второй сигнал, пропорциональный составляющей выходного напряжения преобразователя, обусловленной действием указанного выходного напряжения трансформатора, и затем второй сигнал суммируют с сигналом ошибки регулирования и в зависимости от полученного сигнала управляют выпрямителем. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике , именно к способам регулирования преобразователя переменного на- 1ряжения в постоянное,содержащего управляемый выпрямитель и активный фильт л может быть использовано в преоб- разователях, предназначенных для питания установки экспериментальной 1)изики и других установок, требую- дих напряжение с малым уровнем пульсаций напряжения, а также для регулирования тока.

Цель изобретения - упрощение |наладки преобразователя за счет не- |зависимости управления выпрямителем От параметров активного фильтра. : На фиг. 1 изображена схема пре- Ьбразователя переменного напряжения IB постоянное, реализующего предла- гаемьй способ; на фиг. 2 - схема цополнительного корректирующего уз |naj на фиг. 3 - структурная схема, |поясняющая принцип работы системы |регулирования преобразователя. I Преобразователь переменного на- пряжения в постоянное состоит из. уп- равляемого вьшрямителя 1 с системой 2 управления, активного фильтра, вы :полненного в виде усилителя 3 с вы- ходнь1м трансформатором 4. К входу усилителя 3 .подключен выход дополнительного регулятора 5, вьтолняющего с помощью сумматора 6 и корректирующе цепи 7 функцию суммирования и коррекции сигналов. Один из входов регулятора 5 соединен с дополнительной обмоткой 8, а второй вход - с выходом первого регулятора 9, выполняющего функцию коррекции сигналов. Вход регулятора 9 соединен с выходом сумматора 10, один из входов которого соединен с выходом преобразователя, а второй - через узел 11 потенциальной развязки - с источником 12 сигнала задания. С входом системы 2

15

35

20 25

ЗО

0

5

управления выпрямителем 1 узел 13 потенциальной развязки соединен выход второго регулятора 14, выполняющего с помощью сумматора 15 и корректирующей цепи 16 функцию суммирования и коррекции сигналов. Один из входов регулятора 14 соединен с в,IXoдoм сумматора 10, а второй - через дополнительньм корректирующий узел 17 - с выходом регулятора 9.

Дополнительный корректирующий узел 17 состоит из построенных на опеоа- ционных усилителях пропорционального звена 18, апериодического звена 19, интегрирующих звеньев 20 н 21 и инверторов 22 и 23.

Способ осуществляют следующим образом .

Выходное напряжение преобразователя (фиг. 1) можно представить в виде суммы составляющих, обусловленных действием ЭДС выпрямителя, равной ер , и выходного напряжения 4е трансформатора. Предположим, что связь между ЭДС вьшрямителя, равной е р .и составляющей выходного напряжения, . обусловленной этой ЭДС, определяется передаточной функцией V, (В) , а . связь между выходным напряжением гр трансформатора и обусловленной этим напряжением составляющей выходного напряжения - передаточной функцией W (). Тогда, для преобразователя можно представить структурную схему, показанную на фиг.З, в которой Wp,(S) выражает передаточную функцию первого регулятора 9, Wp(S) - результирующую передаточную функцию регулятора 14 и выпрямителя 1, а W.(S) - передаточную функцию корректирующего узла 17. Включение регулятора 5 и введение- обратной связи через дополнительную обмотку 8 обеспечивает достаточную ширину полосы пропускания, благода-

ря которой в необходимом диапазоне частот обеспечивается пропорциональная связь между сигналом на входе регулятора 5 и выходным напряжением етр трансформатора (в связи параметр усилителя представлен на фиг.3 в виде коэффициента К усиления).Таким образом, на вход корректирующего узла 17 поступает сигнал, пропорциональный выходнвму напряжению е трансформатора, в результате чего на вход элемента с пер.едаточной функцией Wp(S), т.е. на вход регулятора 9 в канале управления активным фильт ром, подают сигнал ошибки регулирования, представляющей собой разность между фактическим значением выходного напряжения U g, и его заданной величиной Uj, а на вход элемента с передаточной функцией W pj(S), т.е. на вход корректирующей цепи 16, поступает сигнал, равный сумме выходного сигнала корректирующего узла 17 с передаточной функцией W(S) и сигнала ошибки регулирования. Независимость управления вьтрямителем от параметров активного фильтра, обеспечивающая простоту наладки преобразователя при условии, что передаточная функция W(S), определяющая связь между сигналом Ujзадания и сигналом и д при разомкнутом в точке А контуре регулирования (фиг.З), будет равна

W(S)

Wpa(S)Hi

(S)

В свою очередь такое равенство выполняется при соблюдении соотношения

W(S) -KW,(S),

т.е. при условии что корректирующий узел 17 преобразует подаваемый на его вход сигнал, пропорциональный вы ходному напряжению трансформатора, в сигнал, пропорциональный обусловленной этим напряжением составляющей выходного напряжения преобразователя . Физически изложенное положение объсняется тем, что при указанных параметрах ослабление сигнала, обусловленно% образованием замкнутого контура обратной связи в цепи активного фильтра, компенсирую- ется усилением в параллельных канй- лах: вход задания - вход второго орегулятора и вход задания первый регулятор - ддполнительное компенсиру10

15

20

;

25

35

40

45

50

55

ющее устройство - вход второго регулятора.

Дополнительный корректирующий узел 17 представляет собой аналоговую модель нагрузки трансформатора А, параметры которой определяются параметрами пассивности фильтра и нагрузки преобразователя. Пропорциональное звено 18 воспроизводит связь между ВЫХОДНЫМ напряжением етр трансформатора напряжением Uj; на конденсаторе пассивного фильтра и напряжением чх нагрузки. Апериодическое звено 1 9, определяет связь между напряжением и током нагрузки.Интегрирующее звено 20 определяет связь между током и напряжением на конденсаторе фильтра,а интегрирующее звено 21 -между током и напряжением на индуктивности фильтра .Таким образом, с помощью введенного в преобразователь дополнительного корректирующего узла 17 осуществляется преобразование сигнала, пропорционального выходному напряжению трасформа- тора, а сигнал, пропорциональный составляющей выходного напряжения, обусловленной указанным выходным напряжением трансформатора в соответствии с условием W (S ) KW(S). При высоких напряжениях силовой части схемы узлы 11 и 13 потенциальной развязки обеспечивают потенциальную развязку, необходимую для безопасности работы с преобразователем при его эксплуатации.

Использование предпагаемого способа упрощает наладку регуляторов в преобразователе переменного напряжения в постоянное, так как коэффициент передачи контура управления выпрямителем не зависит от режима работы активного фильтра.

Формула изобретения

Способ регулирования выходного напряжения преобразователя переменного напряжения в постоянное, сод ржаще- го управляемый вьшрямитель и активный фильтр, выполненный в виде усилителя с выходным трансформатором, сое- диненньм последовательно с нагрузкой, заключающийся в том, что формируют сигнал задания, измеряют выходное напряжение преобразователя и вычитают его из сигнала задания, формируя этим сигнал ошибки регулирования, затем полученный сигнал ошибки регулирования преобразует в выходное напряжение активного фильтра,о т л и - чающи йся тем, что, с целью упрощения наладки преобразователя за счет независимости управления вьтрямителя от параметров активного фильтра, формируют первый сигнал пропорциональный выходному напряжению активного фильтра, и преобразуют его во второй сигнал, пропорциональ15047588

ный составляющей выходного напряжения преобразователя, определяемой указанным выходным напряжением фильтра, второй сигнал суммируют с сигналом ошибки регулирования, в результате чего формируют третий сигнал, затем полученный третий сигнал преобразуют в сигнал управления выпрямителем.