Известные способы автоматической стабилизации напряжения путем суммирования с основным напряжением добавочных напряжений, фиксированных по величине в зависимости от максимального отклонения напряжения источника от номинала и заданной по-грешности регулирования, не обеспечивают высокой точности регулирования.
Предложенный способ частично устраняет указанный недостаток за счет того, что определяют знак и величину отклонения регулируемого напряжения от его поминала, последовательно суммируют его с добавочными напряжениями, дополнительно фиксированными по знаку, начиная с максимального по модулю, причем знак добавочного напряжения изменяют на противоположный в случае совпадения знаков добавочного напряжения и знака отклонения регулируемого напряжения от номинала и оставляют знак добавочного напряжения без изменения в случае несовпадения указанных знаков.
На чертеже представлена блок-схема устройства, служащего для пояснения предложенного способа.
При изменении напряжения источника на выходе измерительного устройства 1 появляется постоянное напряжение, полярность которого зависит от знака отклонения напряжения источника f/ист. Это напряжение поступает на вход схемы управления 2, с помощью которой изменяется на 180° относительно напряжения исгочника фаза добавочного напряжения регулирующего элемента 3. При уменьщении напряжения источника добавочное напряжение складывается с ним, при увеличении - вычитается из него.
Для осуществления регулирования переменного напряжения по описываемому способу
необходимо иметь два и более добавочных напрял ения, каждое из которых управляется автономной схемой (ступенью регулирования). Количество добавочных напряжений и их величины зависят от величины максимального изменения напряжения источника и заданной погрещности регулирования и определяются при расчете схемы регулирующего устройства. В любом случае при построении схемы ступеичатого (дискретного) регулирования напряжения необходимо выполнить следующие условия:
, при ,
где Л - величина максимального отклонения напряжения источника от номинального значения;
С - алгебраическая сумма добавочных напряжений;
D - минимальное добавочное напряжение;
Е - погрешность регулирования.
То есть, разность между величиной максимального отклонения напряжения источника от номинального напряжения и арифметической суммой добавочных напряжений, алгебраическая сумма добавочных напряжений при номинальном значении напряжения источника и величина хотя бы одного добавочного напряжения не должны превышать заданной погрешности регулирования.
Проиллюстрируем эти условия примером. Допустим, максимальное отклонение напряжения источника от номинального значения ±12%. Необходимо стабилизировать напряжение на нагрузке U с точностью ±1%, следовательно, погрешность регулирования устройства должна быть не более ±1% от номинального значения напрялсения источника.
Исходя из этих данных, требуется определить минимально возмол ное количество добавочных напряжений (ступеней регулирования), их величину и начальную фазу.
Выбираем ряд добавочных напряжений со следуюш,ими значениями (в процентах от номинальной величины напряжения источника): . 3,5; 2; 1%.
Условимся, что добавочное напряжение в 5% относится к 1-й ступени регулирования: в 3,5%-ко 2-й; в 2%-к 3-й и в 1%-к 4-й.
Проверяем первое условие:
12% -(5+3,5+2+1)% 0,5%.
Для выполнения второго условия добавочные напряжения 1-й и 4-й ступеней должны находиться в противофазе с добавочными напряжениями 2-й и 3-й ступеней. Следовательно, алгебраическая сумма их равна:
(5+1)%-(3,5 + 2)% 0,5% Соблюдено здесь и третье условие, поскольку минимальное добавочное напряжение (1%) не превышает погрешности регулирования
(1%).
Таким образом, для выполнения поставленного задания необходимо иметь четыре последовательно включенные ступени регулирования с указанными значениями величин и фаз добавочных напряжений.
Заметим, что всем трем условиям могут удовлетворять и другие ряды добавочных напряжений. Например: 6, 4, 2, 1%. Однако такой выбор менее удачен, так как он приведет к рассеиванию большей мошности на исполнительных элементах схемы. Поэтому при определении ряда добавочных напряжений следует стремиться к тому, чтобы величины добавочных напряжений (разумеется и количество их) были наименьшими.
Рассмотрим на приведенном примере процесс регулирования переменного напряжения.
ными напрялсениями 2- и 3-й ступеней, то два из них (например, напряжения 1- и 4-й ступеней) совпадают по фазе с напрял ением источника, а два других напряжения 2- и 3-й 5 ступеней - в протпвофазе с ним.
В связи с этим добавочные напрял ения 1- и 4-й ступеней, дающие при номинальном значении напряжения источника прирост на0 на нагрузке, обозначим условно знаком «+, а добавочные напряжения 2- и 3-й ступеней знаком «-. После этого ряд фиксированных добавочных напряжений, уменьшающих напряжение на нагрузке, при5 мет следующий вид:
( + )5; (-)3,5; (-)2; (+)%.
Условимся в дальнейшем величину изменения номинального напрялсения источника в сторону увеличения обозначать знаком « + , а в сторону уменьшения - знаком «-.
Предлол енный способ предусматривает такое построение схемы регулирующего устройства, при котором знак изменения напряжения источника последовательно переворачивают на 180° фазы только тех добавочных напряжений, чьи знаки совпадают со знаком изменения напряжения источника.
Допустим, что напрялчение источника увеличилось на 4%, что равносильно знаку «+. Знаки изменения напряжения источника и добавочного напряжения 1-й ступени совпадают,
5 поэтому произойдет изменение фазы этого добавочного напряжения. В результате ко второй ступени регулирования будет приложено напряжение:
Ьист. ном + 4 /о -5 /о - Ь/ист. ном-1 % .
Здесь совпадают знаки изменения напряжения источника и добавочного напряжения, поэтому к 3-й ступени прикладывается напряжение:
и IKS, ном- /о +3,5 /о t/ист. ном+ 2,5 /0.
Изменения фазы добавочного напряжения в 3-й ступени не произойдет (знаки разные), и к 4-й ступени будет приложено напрял ;ение источника
. ном + 2,5 % -2 % UIICT:. ном + 0,5 %.
в 4-й ступени опять происходит изменение фазы добавочного напряжения (знаки одинаковые), и в результате на выходе ее (а значит и на нагрузке) будет напрял ение:
f/ист. иом + 0,5 % - 1 % ист. пом-0,5%
Предмет изобретения
Способ автоматической стабилизации наряжения путем суммирования с основным апряжением добавочных напряжений, фикированных по величине в зависимости от аксимального отклонения напряжения источика от номинала и заданной погрешности егулирования, отличающийся тем, что,
целью повышения точности регулирования, пределяют знак и величину отклонения регулируемого напряжения от его номинала, последовательно суммируют его с добавочными напряжениями, дополнительно фиксированными по знаку, начиная с максимального по модулю, причем знак добавочного напряжения изменяют на противоположный в случае совпадения знаков добавочного напряжения и знака отклонения регулируемого напрялсения от номинала и оставляют знак добавочного напряжения без изменения в случае несовпадения указанных знаков.
f ступень регулирования
п.-Я ступень регулирования
