Регулируемый источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах, например в агрегатах наземного электропитания летательных аппаратов. Цель изобретения - повышение быстродействия источника питания при набросе нагрузки. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее генератор переменного тока 1, преобразователи напряжения 2 и 3, нагрузки 12 и 13, источник сигнала задания 14, схемы сравнения сигналов 15 и 16, усилители 18, 19, блоки управления 20 (21), блок регулятора напряжения 24 генератора, блок выделения минимального угла регулирования 27, введены последовательно соединенные накопительный конденсатор 29 и разрядный ключ 30, включенные между потенциальным выводом источника питания для обмотки возбуждения генератора и выходом блока регулятора напряжения 24 генератора, причем разрядный ключ 30 срабатывает от дискретного сигнала, фронт которого формируется в момент превышения выходного напряжения блока выделения минимального угла регулирования 27 (тиристорных преобразователей напряжения) напряжения источника сигнала задания 14. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 9/10 9/14,,j

1 ю рц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l3 "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1089750 (21) 4033374/24-07 (22) 10.03.86 (46) 07.02.88. Бюл. 11 5 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода (72) В.М.Небратов (53) 621.313.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1089750. кл. Н 02 P 9/10, 1983. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэовано в автономных системах, например в агрегатах наземного электропитания летательных аппаратов. Цель изобретения — повышение бЫстродействия источника питания при набросе нагрузки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее генератор переменного тока 1, преоб-!

„„Я0„„1372590 A 2 разователи напряжения 2 и 3, нагрузки 12 и 13, источник сигнала задания

14, схемы сравнения сигналов 15 и 16, усилители 18, 19, блоки управления

20 (21), блок регулятора напряжения

24 генератора, блок выделения минимального угла регулирования 27, введены последовательно соединенные накопительный конденсатор 29 и разрядный ключ 30, включенные между погенциальным выводом источника питания для обмотки возбуждения генератора и выходом блока регулятора напряжения 24 генератора, причем разрядный ключ 30 срабатывает от дискретного сигнала, фронт которого формируется в момент превышения выходного напряжения блока выделения минимального угла регулирования

27 (тиристорных преобразователей напряжения) напряжения источника сигнала задания 14. 1 ил.

1372590

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, например в агрегатах наземного элек7

5 тропит ания летательных аппаратов и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 1089750.

Целью изобретения является повышение быстродействия регулирования при набросе нагрузки.

На чертеже показана функциональная схема регулируемого источника питания.

Регулируемый источник питания

15 содержит генератор 1 переменного тока с обмоткой возбуждения,преобразователи 2 и 3 напряжения, состоящие каждый из последовательно соединенных трансформатора 4 или 5, управляемого выпрямителя 6 или 7 и фильтра 8 или 9 и подключенные своими силовыми входами 10 и 11 к выходу генератора 1 переменного тока, а выходами — к соответствующим нагруз- 25 кам 12 и 13, источник 14 сигнала задания, схемы 15 и 16 сравнения сигналов, по числу нагрузок подключенные своими первыми входами к первому выходу 17 источника 14 сигнала задания, а вторыми входами — к соответствующим нагрузкам 12 и 13, последовательно соединенные усилители 18 (19) и блоки 20 (21) управления преобразователями 2 и 3 напряжения, 35 выходы которых соединены с управляющими входами 22 и 23 соответствующих преобразователей 2 и 3 напряжения, а входы усилителей 18 и 19 подключены к выходам соответствующих схем 40

15 и 16 сравнения, регулятор 24 напряжения генератора, подключенный первым входом 25 к второму выходу

26 источника 14 сигнала задания, а выходом — к обмотке возбуждения

45 генератора 1, блок 27 выделения мИ" нимального угла регулирования,подсоединенный входами к выходам соответствующих усилителей 18 и 19, а выходом — к второму входу 28 регулятора 24 напряжения генератора, на50 копительный конденсатор 29, замыкающий ключ 30, элемент 31 сравнения, зарядное устройство 32. Причем накопительный конденсатор 29 и замыкающий ключ 30 соединены последователь55 но и включены параллельно обмотке возбуждения генератора 1 переменного тока, выход зарядного устройства

32 подключен к выводам накопительного конденсатора 29, первый 25 и второй 28 входы регулятора 24 напряжения генератора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами элемента 31 сравнения, а его выход связан с управляющим входом замыкающего ключа 30. Вход зарядного устройства 32 связан с выходом генератора 1 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

Работа схемы при включении на холостом ходу. В исходном состоянии регулируемого источника питания сигналы задания на первых входах узлов

15 и 16 сравнения сигналов отсутствуют. Выходные сигналы усилителей

18 и 19 равны нулю. Фаза импульсов на выходах блоков 20 и 21 соответствует максимальному значению угла регулирования.Напряжение на выходе блока регулятора напряжения генератора отсутствует вследствие запирающего характера сигнала задания, поступающего на его первый вход 25.

Следовательно, отсутствуют ток возбуждения генератора 1 и напряжение на его выходе. Напряжения на выходах преобразователей 2 и 3 равны нулю.

Накопительный конденсатор 29 не заряжен. Выходное напряжение блока

27 выделения минимального угла регулирования равно нулю, поэтому выходное напряжение элемента 31 сравнения равно нулю. Замыкающий ключ 30 разомкнут.

При включении схемы на первые входы схем 15 и 16 сравнения сигналов поступает сигнал задания. В первый момент времени это приводит к увеличению выходных сигналов схем 15 и

16 и выходных сигналов усилителей

18 и 19 до максимального значения (сигнал обратной связи отсутствует).

Вследствие этого углы регулирования преобразователей 2 и 3 напряжения становятся равными нулю. Выходной сигнал одного из усилителей 18 и 19, оказавшийся большим по величине, вследствие разброса параметров элементов схемы, а также неточностей настройки характеристик узлов поступает через блок 27 выделения минимального угла регулирования на второй вход регулятора 24 генератора.На выходе последнего появляется макси13725 мальное напряжение. 3а счет этого происходит формирование увеличения тока возбуждения и выходного напряжения генератора 1 и, следовательно, 5 выходных напряжений преобразователей 2 и 3 напряжения.

По мере приближения выходных напряжений преобразователей „ 2 и 3 напряжения к заданному значению уменьшается разность сигналов (ошибка регулирования) на входе каждой из схем 15 и 16 сравнения. Это приводит к уменьшению их выходных сигналов, а значит выходных сигналов усилителей 18 и 19. В результате происходит увеличение углов регулирования преобразователей 2 и 3 напряжения, а также снижение темпа увеличения тока возбуждения (выходного напряжения) генератора 1. Переходный процесс заканчивается при достижении выходными напряжениями преобразователей 2 и 3 заданной величины. При этом регулятор 24 напряжения генератора зада- 25 ет напряжение генератора 1, обеспечи вающее работу преобразователей 2 и

3 напряжения с углами регулирования, равными заданному.

Необходимая точность отработки заданного значения угла регулирования обеспечивается соответствующим выбором коэффициента усиления регулятора 24 напряжения генератора.

С окончанием переходного процесса в генераторе, обусловленного режимом включения, зарядное устройство 32 обеспечивает заряд до определенного напряжения накопительного конденсатора 29. Выходное напряжение блока 27 выделения минимального угла регулирования, поступающее на неинвертирующий вход элемента 31 сравнения, меньше опорного напряжения, поступающего с выхода источника 45

14 сигнала задания на инвертирующий вход элемента сравнения, поэтому на выходе элемента сравнения напряжение равно нулю, что соответствует исходному, закрытому состоянию замыкающего ключа 30.

Схема при внезапном увеличении нагрузки 12 из режима одинаковой загрузки преобразователей 2 и 3 .напряжения работает следующим образом, В момент наброса нагрузки проиСходит снижение напряжения на выходе преобразователя 2 напряжения из-за увеличения падения напряжения в

4 его силовой цепи, а также из-за просадки напряжения генератора 1 вследствие увеличения его тока нагрузки.

Поскольку напряжение генератора

1 воздействует одновременно и на вход преобразователя 3, то его напряжение также снижается. Однако абсолютная величина изменения выходного напряжения преобразователя

3 меньше, чем у преобразователя 2.

В результате происходит увеличение разности сигналов на входе каждой из схем 15 и 16 сравнения и соответствующее увеличение выходных сигналов усилителей 18 и 19. Следовательно, происходит уменьшение углов регулирования преобразователей 2 и 3.

Одновременно выходной сигнал усилителя 18, имеющий большую величину, поступает через блок 27 выделения минимального угла регулирования на второй вход 28 регулятора 24, что обеспечивает увеличение тока возбуждения и напряжения генератора 1.

Одновременно происходит процесс форсировки тока возбуждения генератора, который заключается в следующем.

При снижении напряжения на нагрузке мгновенное значение выходного напряжения блока 27 выделения минимального угла регулирования, поступающее на неинвертирующий вход элемента 31 сравнения, возрастает и становится большим величины опорного напряжения, поступающего на инвертирующий вход элемента 31 сравнения, в связи с чем на выходе элемента сравнения появляется напряжение,достаточное для срабатывания замыкающего ключа 30, после чего посдедний замыкает цепь разряда накопительного конденсатора 29 через обмотку возбуждения генератора.

Постоянная времени цепи накопительный конденсатор — обмотка возбуждения генератора значительно меньше постоянной времени цепи питания обмотки возбуждения генератора через регулятор 24. Поэтому процесс нарастания тока возбуждения генератрра за счет разряда накопительного конденсатора значительно ускоряется.

При увеличении напряжения заряда накопительного конденсатора эффективность форсировки тока возбуждения генератора возрастает.

1372590 рузки.

Составитель А.Акимов

ТехРед М.Дидык

Редактор Н.Гунько

Корректор И.Демчик

Заказ 498/54 Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В процессе форсированного роста тока возбуждения генератора напряжение на нагрузке 13 быстро восстанавливается и в дальнейшем поддерживается постоянным за счет автомати5 ческого увеличения угла регулирования преобразователя 3 напряжения.

При достижении напряжения на нагрузке 12 заданного значения рост тока возбуждения и напряжения генератора 1 прекращается и замыкающий ключ 30 вновь размыкается.

Зарядное устройство 32 заряжает накопительный конденсатор 29.

В новом установившемся состоянии схемы напряжения на нагрузках 12 и

13 равны заданному.При этом угол регулирования преобразователя 2 напряжения равен заданному значению, близкому к нулю, а преобразователь 3 напряжения работает с углом регулирования,обусловленным разницей нагрузок

12 и 13.

В остальных режимах работы устрой- 25 ство работает аналогично.

Таким образом, при внезапном набросе нагрузки на любом выходе предлагаемого устройства в блоке управления разрядным ключом формируется дискретный командный сигнал о превышении выходного напряжения блока выделения минимального угла регулирования над опорным напряжением,поступающим от источника сигнала задания. По переднему фронту названного командного сигнала срабатывает замыкающий ключ,и накопительный конденсатор разряжается на обмотку возбуждения генератора, что обеспечивает интенсивную форсировку тока в обмотке возбуждения, а также выходного напряжения генератора,тем самым повышая быстродействие регулирования источника при набросе нагФормула и з о б р е т е н и я

Регулируемый источник питания по авт.св. N 1089750, о т л и ч аю шийся тем,что,с целью повышения быстродействия регулирования при набросе нагрузки,в него введены накопительный конденсатор,замыкающий ключ, элемент сравнения, зарядное устройство, причем накопительный конденсатор и замыкающий ключ соединены последовательно и включены параллельно обмотке возбуждения генератора переменного тока, выход зарядного устройства подключен к выводам накопительного конденсатора, первый и второй входы регулятора напряжения генератора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами элемента сравнения, а его выход связан с управляющим входом замыкающего ключа.