Импульсный автоматический оптимизатор Советский патент 1979 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к областиэкстремального управления, в частности к автоматическим оптимизаторам.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения для источника питания, состоящего из генератора (солнечной батареи, термогёнератора и т.п.) р относительно большим внутренним сопротивлением и аккумуляторной батареи 1

Эти устройства стабилизируют напряжение генератора и в результате позволяют отбирать от него максимальную мощность только при стациоварности его вольт-амперной характерис1ТИКИ. В реальных условиях работы эта характеристика существенно изменяется во времени, что приводит к нвоихимальному использованию возможностей генератора.

Наиболее близким техническим решением является импульсный автоматический оптимизатор, содержащий интегратор, выпрямитель и датчик тока, вход которого соединен с первым выходом генератора, первый выход - с первьвл входом силового блока, а втйрой вы1СОД - с первым входом множительного звена, второй вход которого соединен о вторым выходом генератора и вторым входом силового блока 2.

С помощью известного оптимизатора можно поддерживать режим максимальной мощности генератора, когда его вольтамперная ;характеристика нестационарна. Однако этот оптимизатор имеет низкое быстродействие, поскольку для выхода в экстремум мощности необходима многократная коммутация ключа силового каскада.

8

Целью предлагаемого изобретения является повыиение быстродейс.вия оптимизатора.

Это достигается тем, что в оптимизатор йведеиы последовательно соеди5ненные усилитель, пороговый элемент, и тЕдаггвр, выход множительного звена соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен ко входу порогового элемента и через выпрями0тель - к первому входу интегратора, выход которого соединен со вторьви входом усилителя, выход порогового элемента подключен ко второму входу интегратора, выход триггера соединен

5 со входом управления силового блока, подключенного выходами параллельно аккумуляторной батарее.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого оптимизатора на.фиг. 2 приведены различные

0

702344

;типы силового каскада оптимизатора; на .фиг. 3 показаны временные графики процессов при поиске оптимизатором максимума мощности.

Оптимизатор содержит силовой блок

, 1, через который генератор 2 подклю . .чей к аккумуляторной батарее 3 и нагрузке 4, датчик 5 тока, множительное звено б, усилитель 7, в обратную

СВЯЗЬ которого через выпрямитель 8 включён интегратор 9, порогсзвый эле.мент 10 и триггер 11 со счетным вхо-.

дом., Tijn силового блока (фиг.2) опре дёляется комбинацией включения ключа 12, дросселя 13 и выпрямителя 14,Конденсатор 15 Служитдля обеспечейия petefvia: непреравнУх токов генератора, (фиг.2а,б) . В схеме :фиг.2в . йал.ичйе конденсатора не является обя. эатёльным, так как данный режим обес ; пёЧив ается последовательны включени; ем.генератора 2 и дросселя 13. -Принцип действия, оптимизатора пояс.няетсяс помощью диаграмм (фи.З) ,

Где показано из меНение во времени тока 1 генератора 2 и его мощности р, сигнал который формируется множиТ ьнам зйеном б и датчиком тока 5. . .работа, оптимизатора аналогична дпя всех указанных типов силового каскада (фиг.2). При нулевом начальном токе дросселя 13 и запертом выпрямителе 14 возрастают ток i и мощность р, а в дросселе 13 накапливается электромагнитная энергия, Сигнал мощнЬстй р поступает с выхода мньжитель ногр звена б на вход суммирующего усилителя 7. Поскольку вотрицатель ной обратной связи усилителя 7 содёржй1ся интегратор, то это дает возможнрс гЁ отслеживать с астатизмрм 1-го порядка возрастающий сигнал р. После

прохождения сигнала р чёрез максимум

выпрямитель 8 запйраётся напрйженйя, запомнейного на. интеграторе 9, и выходного убывающего напряжения множительного звена б. При достижении этой разностью порога сраба тыванйй пороговый элемент опрокиды- . вает триггер 11, который переключает .ключ 12. Кроме того, порогрвый элемёйт 10 скачком уменьшает выходное . нап15яж1энйе интегратора 9 до нуля и возвращается в исходйое состояние, ;чтр позволяет интегратору 9 вновь вь1йти йа режим слежения за возрастающей величийой р. Ток дросселя 13 поддержи вается ЭДС самоиндукции и замыкается через выпрямитель 14 на аккумуляторную батарею 3 с йагрузкой 4

;при поступлении в них накопленной энергии дросселя 13. После вторичного прохождения мощности через максимум оптимизатор поддерживает ее в области максимального значения последующи1у1и 5 ..коммутациями ключа 12.

Предложенный оптимизатор обеспечивает максимальное быстродействие поиска. Поскольку максимум мощности достигается вообще без коммутаций

силового ключа. Кроме того, оптимизатор при нестационарности вольт-амперной характеристики генератора поддержи йает его мощность в области максимума, поскольку силрвой ключ комму- .

5 тируется каждый раз после прохождения ..мощности через максимум.

Формула изобретения

0 Импульсный автоматический оптими затордля истрчника питания, состоя.щего из генератора иаккумуляторной батареи, содержащий интегратор, выпрямитель и датчик тока, вход которого

5 соединен.с первым выходом генератора, первый выход с первым входом силового блока, а второй выход - с первым выходом множительного звена, второй вхОд которого соединен со

„ вторым выходом генератора и вторым Входом силового блока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия оптимизатора, в него введены последовательно.соединенные усилитель, пороговый элемент и триггер, выход множительного звена, соединен с первым входом усилителя, . выход которого подключен ко входу порогового элемента и через выпрямитель - к первому входу интегратора,

0 выход которого соединен со вторым входом усилителя, выход пррогового элемента.подключён ко второму входу интегратора, выход триггера срединей сО входомуправления силового блока,

5 подключенйого выходами параллельно аккумуляторной батарее-.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автррское свидетельство CdCP 0 №160729, кл. G 05 F 1/бб, 1965. ,

2.Веденеев Г,М. и др. Статический экспериментальный регулятор мощ;ности для автономной системы электроснабжения. В с.б. i .ПовБшение эффёксг тивности устройств преобразовательной техники , часть 2, с. 355, рис. 3 Киев, Наукова думка , . . 1972 (прототип).