УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05F1/32 

В известных устройствах для регулирования действующего значения напряжения, например, на выходе импульсных регуляторов напряжения, содержащих регулирующий элемент и орган управления, включающий широтно-импульсный модулятор, измерительный элемент и элемент сравнения, при построении измерительного органа действующего напряжения возникают значительные трудности, так как применяющиеся для этого схемы либо сложны, либо не обеспечивают необходимой точности при широком изменении формы выходного напряжения. В предложенном устройстве в качестве измерительного элемента, широтно-импульсного модулятора и элемента сравнения применен магнитный усилитель, первая обмотка управления которого подключена на выходное напряжение, пропорциональное его амплитудному значению, вторая-среднему, а третья- напряжению, пропорциональному среднему значению переменной составляющей выходного напряжения, причем м.д.с. указанных обмоток направлены согласно между собой и встречно по отношению к м.д.с. обмотки смещения магнитного усилителя. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 показана форма выходного напряжения регулятора. чения: СЧ - силовая часть импульсного регулятора (или инвертора), а СУ - схема управления регулятора (или инвертора), из которой вынесен и начерчен более подробно магнитный усилитель А4У, включающий три обмотки управления с выходными клеммами аб, вг, де и соответствующими витками; ,; Wy.-W;,; W,, -W; Принцип работы устройства следующий. Напрял ение на выходе импульсного регулятора или инвертора с щиротно-импульсным модулятором - это последовательность однополярных или разнополярных прямоугольных импульсов, имеющих переменную амплитуду и и переменную ширину t (см. фиг. 2). Действующее значение напряжения при этом равно (1) где т - относительная ширина импульса /- период повторения импульсов. Уравнение 1 может быть представлено в виде U-i UY - (I-т) и разложено в ряд по степеням /1-т/. Ограничиваясь несколькими, например, тремя первыми членами ряда, имеем U, (l-)--( + I ZвJ о Выходное напряжение может быть представлено в виде суммы постоянной составляющей Lcp и переменной составляющей (защтрихованная часть см. фиг. 2). Эта переменная составляющая может быть тем или иным способом выделена и выпрямлена. Среднее за период Т значение выпрямленной переменной составляющей равно ;7выпр 2 У(1-1;)т(3) Постоянная составляющая в выходном напряжении равна: t/ep f/-T(4) Сравнивая равенство 2, 3, 4, находим: и, , срТ ,х выпр Если токи в обмотках уиравления удовлетворять соотнощению: . 3 ..5 ..1 -С - const, (6) (AW)i(AW)(AW) где (AW) - ампервитки обмоток МУ, включенных на соответствующие напряжения, то суммарная, средняя за период Т м.д.с. этих трех обмоток будет равна: т. - i (I ..„р)-. Таким образом, может быть получена м.д.с. управляющих обмоток, пропорциональная действующему напряжению на выходе. Угол насыщения УИУ определяется суммарным действием обмоток управления и смещения ()- Нслн мы зададимся с помощью смещения рабочей точки на характеристике вход - угол насыщения МУ, соответствующей определенному значению выходного напряжения, то при отключении этого напряжения изменится суммарная м.д.с. всех обмоток, что приведет к изменению угла насыщения, и при том к такому, которое восстанавливало Оы прежнее значение напряжения на выходе. Для этого необходимо, чтобы м.д.с. смещения была направлена в сторону увеличения выходного напряжения, а м.д.с. управляющих обмоток в обратную сторону. Таким образом, при постоянстве смещения действующее значение напряжения также будет постоянным с точностью, определяемой чувствительностью МУ, а регулируя смещение, мы можем регулировать и выходное напряжение. Выпрямитель Вь выпрямляет выходное переменное напряжение, преобразуя его в последовательность одпополярпых импульсов. Для импульсных регуляторов, имеющих на выходе пульсирующее напряжение, он не нужен, и измерительная часть схемы включается пепосредственно на выход регулятора. Цепочка 1-DI-Ci служит для измерения амплитуды и выходного напряжения. Если постоянная времени Ri Ci много меньще постоянной времени R2 Ci, то напряжение на конденсаторе Ci мало отличается от амплитудного и ток в обмотке Wy, пропорционален амплитуде напряжения. Иногда возможно пренебречь внутренним сопротивлением инвертора или стабилизатора. Тогда амплитуда напрял ения на выходе может быть определена через входное напряжение: (t/3X, где К - коэффициент трансформации трансформатора инвертора (для регулятора К. 1). В этом случае вместо измерения амплитудь может быть измерено входное напряжение, тогда обмотка Wy, подключается к выводам ж, 3, и схема упрощается. Обмотка Wy включена на среднее напряжение. Обмотка Wy, включенная на выход выпрямителя BZ, измеряет среднее значение переменной составляющей, которая выделяется конденсатором Cj. Сопротивления , з, Rt служат для установления токов в обмотках магнитного усилителя в соответствии с равенством 6. Предмет изобретения Устройство для регулирования действующего значения напряжения, например, на выходе импульсных регуляторов напряжения, содержащее регулирующий элемент и орган управления, включающий щиротно-импульсный модулятор, измерительный элемент и элемент сравнения, отличающееся тем, что, с цельк упрощения устройства, в качестве измери тельного элемента, элемента сравнения и Щ1 ротно-импульсного модулятора применен ма-.нитный усилитель, первая обмотка управл. ния которого подключена на выходное напр жение, пропорциональное его амплитудному значению, вторая - среднему, а третья - напряжению, пропорциопальному среднему значению переменной составляющей выходного напряжения, причем м.д.с. указанных обмоток направлепы согласно хмежду собой и встречно по отношению к м.д.с. обмотки смещения магнитного усилителя.

J

Чсн

фуг. I