Способ регулирования выходногонапряжения электрического источ-ника при коммутации нагрузки

 

Союз Советских

Социапистинеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ ()797014

-Ф, (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 05 ° 07 ° 78 (21} 264388б/24-07 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 15.0181. Бюллетень 89 2

Дата опубликования описания 170181 (51)М. Кл.з

Н 02 М 3/02

G 05 F 1/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК.621. 314. . 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. С. Степанов, С. E. Гильдингерш, И. И. Алексеев и Б. Л. Уан-Золи (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА

ПРИ КОММУТАЦИИ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к преобразованию энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе без промежуточного преобразования в переменный ток.

Для электрических источников системой автоматическог0 регулирования выходного напряжения известны различные способы уменьшения отклонения указанного напряжения от установившегося значения при коммутации нагрузки источника.

Известен способ, по которому подключению источника к нагрузке предшествует его подключение к эквива- 15 ленту нагрузки, что псзволяет избежать переходного процесса непосредственно на нагрузке (1 ).

Такой способ по существу не устраняет переходной процесс на выходе ис- 20 точника, а лишь переносит его с полезной нагрузки на ее эквивалент и поэтому способ применим лишь в тех случаях, когда источник имеет одну нагрузку, или все нагрузки подключаются к источнику одновременно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования выходного напряжения электрического источника 30

ВРТ

1 г о

2 при коммутации нагрузки, заключающийся в том, что до момента коммутации нагрузки на систему автоматического регулирования выходного напряжения источника подается форсирующий сигнал, вызывающий изменение выходного напряжения источника, противодействующее изменению его напряжения, вызванного коммутацией нагрузки, с последующим снятием форсирующего сигнала через заданный промежуточный отрезок времени. Способ позволяет улучшить качество переходных процессов (2) и (3).

Однако в связи с тем, что моменты подачи и снятия форсирующего сигнала являются заранее заданными и не отражают реального состояния системы, известный способ принципиально не позволяет полностью исключить переходный процесс при коммутации нагрузки.

Цель изобретения — обеспечение оптимального времени коммутации нагрузки. электрического источника при исключении переходного процесса, вызванного укаэанной коммутацией.

Поставленная цель достигается тем, что выходное напряжение электрического источника сравнивают с эталонньвю напряжением и после выдачи на pery797014 лятор электрического источника форсирующего сигнала, полученный раэностный сигнал используют для изменения тока нагрузки таким образом, чтобы выходное напряжение оставалось в про

recce коммутации постоянным, а при достижении током нагрузки установившегося значения формируют сигнал окончания коммутации, по которому снижают форсирующий сигнал с регулятора электрического источника и фиксируют установившееся значение тока нагрузки.

На фиг. 1 показана схема осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 — диаграммы напряжений.

Схема содержит регулятор 1 выходного напряжения электрического источника, первый источник 2 эталонного. напряжения, первый блок 3 сравнения, усилитель 4, электрический источник 5, управляемый линейный коммутатор б, второй источник 7 эталонного напряжения, второй блок 6 сравнения, нагрузку 9 и логический блок

10.

Сущность предлагаемого способа рассматривается на примере подключения и отключения нагрузки электрического источника с системой автоматического регулирования выходного напряжения.

Сигнал подключения нагрузки 9

,положительный импульс на фиг.2а ) подается на логический блок 10, который формирует соответствующий форсирующий сигнал для регулятора 1. Регулятор 1 включает в себя источник 2 эталонного напряжения, блок 3 сравнения и усилитель 4. Формирующий сигнал подается непосредственно на усилитель 4 и вызывает скачкообразное увеличение управляющего сигнала на выходе регулятора 1. При этом указанный сигнал не оказывает никакого влияния на остальные звенья регулятора.1 которые функционируют также, как и до подачи форсирующего сигнала. Скачкообразное увеличение управляющего сигнала на выходе регулятора 1 должно приводить к увеличению напряжения на выходе источника 5 (см. кривую, обозначенную точками на фиг. 2г). Однако сигнал с выхода логического блока 10 поступает также на управляемый линейный коммутатор б, включая его в работу. Управление линейным коммутатором б осуществляется разностным сигналом с блока 8 сравнения, который получается в результате сравнения выходного напряжения источника 5 с напряжением эталонного источника 7.

Линейный коммутатор б совместно с источником 7 эталонного напряжения и блоком 8 сравнения образуют по сущест ву второй регулятор выходного напряжения электрического источника 5, который поддерживает напряжение на выходе источника 5 постоянным не за счет изменения управляющего сигнала, а путем изменения тока нагрузки указанного источника.,Поэтому после подачи сигнала с логического блока 5 линейный коммутатор 6 начинает увеличивать ТоК нагрузки электрического источника 5 таким образом, чтобы скомпенсировать воздействие форсирующего сигнала (см. фиг. 2д ). При этом напряжение на выходе источника 5 остается практически постоянным {см. сплошную линию на фиг. 2г). Поскольку в процессе коммутации воздействие форсирующего сигнала сохраняется, линейный коммутатор 6 будет изменять ток нагрузки до достижения им уста15 новившегося значения, соответствующего полному открытию линейного коммутатора 6, после чего линейный коммутатор б формирует сигнал окончания коммутации, который выдается в логик ческий блок 10. По этому сигналу логический блок 10 снимает форсирующий сигнал с регулятора 1, который продолжает поддерживать напряжение на выходе источника 5 постоянным, и одновременно отключает управление линейным коммутатором б, фиксируя его в открытом состоянии. Поскольку изменение тока источника 5 производится в соответствии с его ествественной характеристикой, время коммутации,ис30 ключающей переходной процесс, получается оптимальным.

Как уже указывалось, форсирующий сигнал подается на регулятор 1 таким

35 образом, что он изменяет состояние только выходного каскада укаэанного регулятора-усилителя 4 и не оказывает никакого влияния на его остальные звенья, которые остаются под воздействием сигнала с выхода электрического источника 5. Поэтому после снятия форсирующего сигнала необходимый управляющий сигнал устанавливается на выходе регулятора 1, не приводя к каким-либо колебаниям напряжения на вы45 ходе электрического источника 5, превышающим статизм регулятора 1. Сигнал отключения нагрузки 9 (отрицательный импульс на фиг. 2а) также подается на логический блок 10, который форми5Q рует форсирующий сигнал, соответствующий отключению нагрузки (отрицате" льный импульс на фиг. 2б). Укаэанный форсирующий сигнал вызывает скачкообразное уменьшение управляющего сиг55 нала на выходе регулятора 1 (фиг.2в), которое должно приводить к уменьшению выходного напряжения источника 5 (см. пунктирно линию на фиг. 2r). Сигнал с выхода логического блока 5 поступает также на управляемый линейный

60 коммутатор б, который и в этом случае будет поддерживать напряжение на выходе источника 5 постоянным {фиг. 2r), но уже эа счет уменьшения тока нагрузки. Поскольку форсирующий сигнал

65 на регуляторе 1 сохраняется, комму797014 танцор б уменьшит ток нагрузки до нуля, после чего сформирует сигнал окончания коммутации, который выдается в логический блок 10. По этому сигналу логический блок 10 снимает форсирующий сигнал с регулятора 1 и одновременно отключает управление линейным коммутатором 6, фиксируя его в закрытом состоянии.

Способ регулирования выходного напряжения применим для любого типа регулируемых электрических источников, как электромагнитных, так и статических и позволяет обеспечить оптимальное время коммутаций нагрузки источника при исключении переходного процесса, вызванного указанной ком- f$ мутацией.

Формула изобретения

Способ регулирования выходного напряжения электрического источника при коммутации нагрузки, заключающийся в том, что по сигналу коммутации нагрузки на регулятор напряжения электрического источника подают форсирующий сигнал, который. переводит регулятор в одно из крайних положений, при котором изменение выходного напряжения противодействовало бы его изменению от предполагаемой коммутации, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оптимального времени указанной коммутации при исключении переходного процесса, вызванного коммутацией нагрузки, выходное напряжение электрического источника сравнивают с эталонным напряжением и по указанному форсирующему сигналу полученный раэиостный сигнал используют для изменения тока нагрузки таким образом, чтобы выходное напряжение оставалось в процессе коммутации постоянным, а при достижении током нагрузки установившегося значения формируют сигнал окончания коммутации, по которому снимают форсирующий сигнал с регулятора электрическоГо источника и фиксируют установившееся значение тока нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2254896, кл.322-2, 1960.

2. Авторское сЪидетельство СССР

Р 346712, кл. G 05 F 13/24, 1973.

3. Патент США М 2306763, кл.322-8, 1961.

797014

Составитель 0) Андреев

Ре кто М. Келемеш Тех е шт а Ко екто И. Муска

Эаказ 9794/75 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4