Способ регулирования напряжения постоянного тока

 

- "-я

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 яс

<иГ68е 692"

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 170l.75 (21) 2096825/24-07 (51)М, Кл.2 с присоединением заявки Йо

Н 02 М 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и отнрытий (23) Приоритет

Опубликовано 0509.79. Бюллетень Но 33 (53) УДК 621, 314. . 57 (038. 8) Дата опубликоаанид описания 0509.79 (72) Автор изобретения

Ф. И. Александров (Ленинградское отделение Центрального,.аучно71) Заявитель и "следовательского институт связи (5 4 ) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

IlOCTOHHH0I O ТОКА

Изобретение относится к электро- технике, конкретно — к регулированию напряжения постояннОго тока в импульсных регулятора1с. с отрицательной обратной связью.

Известен способ регулирования напряжения постоянного тока путем квантования входного напряжения управляющими импульсами с последующим усредне ни ем (демодул яцией ) пол уч енных импульсов, применяемый в импульсных регуляторах постоянного напряжения (1).

Недостаток известного способа заключается в низкой точности регулирования.

Известен также способ регулирования напряжения постоянного тока путем квантования входного напряжения регулятора управляющими импульсами, формируемыми в цепи отрицательной обратной связи, для получения усредненного выходного напряжения

По данному способу регулируются .выпрямительные устройства,преобраэова- тели и стабилизаторы постоянного тока с времяимпульсной модуляциея..

Формирование управляющих импульсов осуществляется времяимпульсным модулятором, который, в свою очередь, З0 управляется усиленньм напряжением рассогласования между усредненным выходн ым на пр я жен и ем ре гул я т ор а и эталонным напряжением цепи обратной связи, Недостатками известных способов регулирования являются малая точность регулирования, а также незначительный запас устойчивости регуляторов с отрицательной обратной связью, реализующий этот способ.

Недостатки способа обусловлены самим импульсным принципом регулирования, в котором переменная составляющая выходного усредненного напряжения, воздействуя по цепи отрицательной обратной связи, оказывает влияние на процесс формирования управляющих импульсов, зачастую приводя к срыву процесса формирования, т.е. к потере устойчивости импульсного регулятора.

Для повышения устойчивости регуляторов часто используют корректирующие звенья в цепи отрицательной обратной связи, однако это приводит к снижению динамической точности регулирования.

Целью изобретения является повыаение точности регулирования и

3 684 устойчивости реализующих способ регуляторовов, Для этого корректируют длительность управляющих импульсов, для

его кв антуют усредне нное выходное апряжение регулятора с неизменной фазой и периодом, равным периоду

5 упомянутого квантования выходного напряжения, расширяют импульсы, полученные в результате квантования выходного напряжения, до длительности указанного периода и ими воздейстну-,}0 ют на цепь отрицательной обратной связи °

Такой способ регулирования позволяет реализовать импульсные регуляторы, обладающие повышенной точностью}5 и устойчивостью, независимо от уровня переменной составляющей выходного напряжения.

На фиг. 1 изображен импульсный регулятор с отрицательной обратной связью, реализующий описываемый способ,структурная схема; фиr. 2 нременные графики напряжений в цепи отрицательной обратной связи регулятора н установившемся режиме) фиг.

3 — то же, что и на фиг. 2, но s переходном режиме.

Известный способ регулирования реализуемый н регуляторе, .предусматривает квантование входного напряжения элементом .1 квантования, образующим последонательность импульсов конечной длительности, демодуляцию этих импульсов фильтром 2 и воздействие с выхода на элемент 1 квантования входного напряжения. Цепь обратной связи, формирующая управляющие импульсы на входе элемента 1 квантования, содержит устройство 3 время— импульсной модуляции, которая осущестнляется при сравнении напряжения об- Ю ратной связи 00 (4 ) и эталонного напряжения О .Частота f работы импульсного регулятора задана устройством 4 (задающий генератор или сеть переменного тока) . Усредненное вы- 45 ходное напряжение U(t) — текущее значение — квантуют элементом 5, например, ключом, и затем подают на расширитель 6 импульсов, выход которого связан с устройством 3 времяимпульсной модуляции . Управление элементом

5 осуществляется от устройства 4, что обеспечивает равенство периодов основного (с помощью элемента 1) и дополнительного (с помзщью элемента

6) квантования, а также постоянство фазового двига Ч дополнительного квантования по отшонению к основному квантованию.

Принцип регулирования по цепи отрицательной обратной связи (фиг. 1) 60 заключается в следующем.

Текущее значение выходного напряжение U(t) квантуют при помощи элемента 5 квантования с неизменной фазой Ч и периодом Т, равным длительности периода квангования элемента 1. При этом иэ кривой U(t) выбирают мгновенные значения и получают решетчатую функцию U(nT + tea,), где

nT — дискретное время, заданное опорной частотой f tc — время сдвига сд момента выборки по отнсшению к началу периода. частоты f (см. фиг. 2 и 3) . Этой решетчатой функции соответствует непрерывная функция U(t) .

Точечные значения решетчатой функции n (n T + t ) с помощью рассд ширителя 6 импульсов преобразуются в ступзнчатую функцию U (t) . В о.с установившемся режиме (фиг. 2) последняя имеет вид прямой линии, т.е. не содержит переменной составляющей. В переходном режиме (фиr, 3) напряжение обратной связи U<с (t) неизменно в течение периода квантования элемента 5, а н момент квантования элемента 5 происходит смена текущего значения }}бс (t) . Огибающая ступенчатой функции Бо (t) повторяет форму огибающей максимальных значений выходного усредненного напряжения регулятора 0(г.) °

Таким образом, в цепи отрицательной обратной связи импульсного регулятора (фиг. 1) поданляются основная частота импульсного регулирования f и кратные ей высшие гармонические составляющие пульсации усредненного выходного напряжения ()() i что позволяет скорректировать управляющие импульсы на входе элемента 1 квантования и повысить точность и запас устойчивости регулятора. Вместе с тем, все частоты в спектре

U (4 ), меньшие и равные f x появляющиеся в переходном режиме, свободно пропускаются цепью отрицательной обратной связи и поэтому динамические свойства импульсного регулятора от введения коррекции не ухудшаются.

Формула и з об р ет ени я

Способ регулирования напряжения постоянного тока путем квантования входного напряжения регулятора управляющими импульсами, форкируеьнми в его цепи отрицательной обратной связи для получения усредненного выходного .напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повь@аения точности регулирования и устой-. чивости реализующих способ регуляторов, длительность управляющих импульсов корректируют; для чего квантуют усредненное выходное напряжение регулятора с неизменной фазой и периодом, равным периоду упомянутого квантования входного напряжения расширяют импульсы, полученные в результате квантования выходного на-. пряжения до длительности указанного

68469

47иг. д

Puz. й

Составитель Ю. Андреев

Редактор Ю. Челюканов Техред С.Мигай Корректор Ю. Макаренко

Заказ 530 3/51 Тирам 857 Подписное

ЦИИИПИ Государственного коьктета СССР по делам изобретений и открытий

113935, Москва, й-35, Раувккая наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ; г. Умгород, ул. Проектная, 4 периода, и ими возлейстуют на цепь отрицательной обратной связи.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бессекерский В. A..и др. .Теория систем автоматического регулиро2 6 вания, М., Наука™, 1972, (f) 15.1, 15,3 и рис. 15,3) .

2. Под ред, Солодовникова В. B., Основы ав томат ическ oro регули ров а МашГИЗ, 1954, yra. )()„ 1 с, 568,