Устройство для стабилизации тока Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 H02M7/10 

1

Изобретение относится к области электротехники и может при.меняться в широкодиапазонных установках для испытаний источников постоянного тока и для точной стабилизации тока электромагнитов в технике физического эксперимента.

Известен стабилизатор напряжения с ключом в цепи выирямителя, который может быть использован в качестве стабилизатора тока, содержащего выпрямитель, иереключающий элемент, но управляющему входу иодключенный к схеме уиравлеиия и включеиный в цепь выпрямителя, а также сглаживающий ЬСД-фильтр.

Известно также устройство для стабилизации тока, содержащее силовую цепь из последовательно соединенных тиристорного преобразователя, клемм для подключения нагрузки, сглаживающего фильтра и датчика тока, задатчик тока, усилитель сигнала рассогласования и узел управления тиристорами преобразователя, запускаемый с частотой сети и выиолненный в виде генератора пилообразного напряжения на транзисторе, в коллекторную цепь которого включен конденсатор, а к эмиттер- базовому р - п-переходу через резисторы и отпирающий источник подключен выход сглаживаюпгего фильтра, и нуль-органа, формирующего импульс управления тиристорами преобразователя в момент равенства пилообразного напряжения на коллекторе транзистора и напряжения иа вы.ходе усилителя. Однако при работе тиристорного преобразователя в режиме выпрямителя эффективность применения указанного генератора снижается по мере увеличения напряжения нагрузки. Это объясняется тем, что величина эмиттерного резистора в генераторе нилообразиого напряжения -постоянна.

Для уменьшения ногреинюстт стабилизации тока в предлагаемом ycTpoiiCTBC эмитгериый резистор генератора иилообразиого наиряження вынолиен в виде последовательно соед)гненных секций, каждая из которых, кроме одной, шунтирована стабилитроном.

На чертеже дана функциональная схема оиисываемого устройства.

Устройство содержит силовую цсиь из носледовательно соединенных TiipiiCTOpnoro преобразователя 1, сглажиБаюи1,его фильтра 2, клемм для иодключеиия нагрузки 3 и датчика 4 тока, усилитель 5 иостояиного тока, генератор 6 пилообразного напряжения, собраииый на транзисторах 7 и 8, конденсаторе 9, последовательно соеди1 снных секциях, состоящих из резисторов 10-14 л стабилитронов 15-18, и синхронизаторе 19. Кроме того, устройство имеет задатчик 20 тока, соединенный с зснлнтелем 5 исстояиного тока, выход которого подключен к нуль-органу 21, формирующему импульс, который через распределитель 22 поступает на управляющпй электрод соответствуюпдего тиристора преобразователя , отпирающий источник 23. Устройство работает следующим образом. Система регулирования по отклонению тока i от заданного иапрял ;ением - Uj значения образована датчиком 4 тока, усилителем 5 и генератором 6 пилообразного напря кения, выходные сигналы которых, будучи поданы на входы дифференциального нуль-органа 21, приводят к его срабатыванию и формированию сдвинутого но времени (фазе) имиульса, нанравляемого расиределителем 22 на управляющий электрод соответствующего тиристора преобразователя 1. Распределитель и генератор синхронизироваиы с сетью, ирнчем так, что генератор заиускается коротким но сравнению с полунериодом сетевого наиряжения импульсом, поданным в отпирающем направлении на транзистор 7, который, кратковременно отпираясь, разряжает конденсатор 9. Заряжается конденсатор коллекторным током транзнстора 8, эмиттерный ток которого нолностью определяется разностью потенциалов - f/б (базы) и - t/oo смещения эмиттера и соиротивлением нелинейного резистора, собранного на линейных резисторах 10-14 и стабилитроиах 15-18. Система регулирования по папряжению нагрузки возникает благодаря тому, что потенциал - /70 (базы) за счет ее подключения к минусу нагрузки 3 сделан нронорциональиым этому напряжению и тем самым определяет наклон пилообразного иотенциала коллектора транзистора 8 такИхМ образом, что сдвиг импульсов управления тиристорами по отношению к импульсам запуска геператора 6 выражается гиперболой . T.fRC(,),. где / - частота сети; R, и - сопротивление и потенциал нелинеиных резистора и источиика смещения в цепи эмиттера транзистоС - емкоеть конденсатора 9; Uo, Ufi - потенциалы выхода усилителя о и питания коллекторной цепи транзистора 8. Установив в схему R и , рассчитаииые из условия приближения функций, одна нз которых - (1), а другая a arccos и б,(2) можно минимизировать ошибку стабилизации тока i, обусловленную измеиением нанряжеНИН (соиротивления) нагрузки 3; функция, обратная (2), описывает регулировочную характеристику тиристориого преобразователя 1. Эффективность регулирования по напряжению нагрузки, выражающаяся в уменьшении ошибки стабилизации тока, достигает 8-12 в диапазоне изменения Lo, ограниченном неравенством 0,, где R и U:.UQO могут быть линейиыми, т. е. от б независимыми. Если же тириеторный иреобразователь стабилизатора должен работать и в режиме выпрямления, где ,7, то этот 8-12-кратный эффект уменьшения ошибки может быть иринят за хотя и сложный, но наиболее конкретный критерий онтимальности при оиределеиии количества п и параметров R, AR, U, стабилптроиио-резисторных секций, реализующих совместно с не изменными частями и,,и+ ш R,.R расчетных значений U и R «кусочный принции гиперболической аипроксимации функ (- Формула изобретения Устройство для стабилизации тока, содержащее еиловую цепь из последовательно соединенных тиристорного преобразователя, клемм для подключення нагрузки, сглаживающего фильтра и датчика тока, задатчик тока, усилитель сигнала рассогласоваиия и узел управлеиия тиристорами преобразователя, запускаемый е частотой сети и выполненный в виде генератора пилообразного напряжения па транзисторе, в коллекторную цепь которого включен конденсатор, а к эмнттер-базовому р - и-иереходу че)ез резисторы и отпирающий источиик иодключен выход сглаживающего фильтра, и нуль-органа, формирующего имиульс управления тиристорами преобразователя в момент равенства пилообразного наиряжения на коллекторе транзнстора и напряжения на выходе усилителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшення ногрешности стабилизации тока, эмиттерный резистор генератора нилообразного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных секций, каждая из которых, кроме одной, шунтнрована стабилитроном.

го 1