SU1144184A1 - Регул тор дл источника переменного напр жени - Google Patents

Abstract

РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпр митель, вход переменного тока которого предназначен дл  подключени  к силовому выходу источника переменного напр жени , а выход посто нного тока соединен с входом нелинейного измерительного моста, форми- , рователь пилообразного напр жени , пoдк Doчeнный входом к силовому выходу источника переменного напр жени , и компаратор, один из входов которого подключен к выходу указанного формировател  пилообразного напр жени , а выход компаратора соединен с входом усилител  мощности, выход которого Подключен к входу управлени  источника переменного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества электроэнергии путем повьшени  точности регулировани , .в него допел- нительно введены интегратор на операционном усилителе и цепь отрица-тельной обратной св зи, вшюлненна  на трехплечавом резистивном делителе напр жени  и двух диодах, вход интегратора подключен к выходу неS л кейного измерительного моста, ход интегратора подклочен к второму выходу компаратора и свободным выводам резистивного делител  напр жени , анод первого и катод второго диодов объединены и соединены с инвертнрукшрм входом операционного усилител  штегратора, катод пергсго диода соединен с одной обцей f точкой, а анод второго диода - с fs другой общей точкой резистивного делител  напр жени . 30 Ilik

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  регулировани  источников переменного напр жени , например, синхронных генераторов транспортных средств. Известны регул торы напр жени  дл  источников переменного тока, на пример синхронных генераторов, соде жащие подключенный к выходу источни ка напр жени  формирователь пилообразного напр жени  и устройство срав нени  пилообразного напр жени  с опорным. Регул торы имеют высокое быстродействие, так как врем  отработки не превыпает один период пило образного нап  жени  ll . Недостатком устройств такого ти па  вл етс  наличие статизма ре гули ровани , завис щего от наклона рабо чего участка пилообразного напр жен Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  регул тор дл  источника переменного нап р жени , содержащий выпр митель, вход переменного тока которого пред назначен дл  подк;вочени  к силовому выходу источника переменного напр жени , а выход посто нного тока сое динен с входом нелинейного измерительного моста, формиро1ватель пилообразного напр жени , подключенный входом к силовому выходу источника переменного напр жени , и компарато один из входов которого подключен к выходу указанного фо1 1иррвател  пилообразного напр жени , а выход компаратора соединен с входом усилител  мощности, выход которого под ключаетс  к входу управлени  источника переменного напр жени . В этом регул торе повышение точности до1 тигнуто включением на входе диодно-емкостного формировател  , пилообразного напр жени  последовательно датчиков переменного и выпр м ленного напр жени , а также индукти но-емкостного фильтра 2 .

В известном регул торе сохран етс , хот  и в меньшей степени, зависимость от формы выходного напр жени  источника, а также противоречие между требовани ми точности и устойчивости при выборе наклона рабочего участка пилообразного напр жени , что приводит к ухудшению качества электроэнергии.

50Источник 1 переменного напр жени ,

например синхронный генератор, своим силовьм выходом через выпр митель 2 подключен к входу нелинейного моста 3, содержащего делитель напр жени  на

55 резисторах 4 и 5 и стабилитроны 6 и 7. К выходному и входному полюсам выпр мител  2 подключен дкодно-емкостный формировате.гь 8 пилообразно42 Недостатком известного устройства также  вл етс  наличие трансформатора на входе формировател  пилообразного напр жени , что усложн ет конструкцмо. Целью изобретени   вл етс  повышение качества электроэнергии путен повышени  точности регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регул тор дл  источника переменного напр жени , содержащий выпр митель , вход переменного тока которого предназначен дл  подключени  к силовому выходу источника переменного напр жени , а выход посто нного тока соединен с входом нелинейного измерительного моста, форм1фователь пилообразного напр жени , подключенный входом к силовому выз(Ьду источника переменного напр жени , и ком|паратор , один из входов которого подклочеи к выходу указанного формировател  пилообразного напр жени , а выход компа1 1тора соединен с входом усилител  мс даости, выход которого подкл1 чаетс  к входу управлени  источника пере ю иого напр жени , введены интегратор иа операцион см усилителе и цепь отрицательной обратнЫ св зи, вьтолиениа  на трехплечевом резистивиом делителе напр жени  и двух диодах, вход интегратора подклю чен к выходу нелинейного измерительного моста, выход интегратора - к второму входу компаратора и свободным выводам резистивного делител  напр жени , анод первого и катод второго диодов объединены и соединены с инвертирующим входе операционного усилител  интегратора, катод первого диода соединен с одной общей точкой, а анод второго диода - с другой общей точкой резистивного делител  напр жени  . На фиг. 1 показана принципиальна  схема предлагаемого регул тора при его работе совместно с синхронным генератором; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, по сн ющие работу регул тора. , 31 го напр жени , содержащий делитель напр жени  на резисторах 9 и 10, диод 11, конденсаторы 12-и 13 и разр дный резистор 14. Выход измерительного моста 3 подключен к входу интегратора 15, выполненного на операционном усилителе 16 с входным резисторсзм 17 и конденсаторсж 18 обратной св зи. Усилитель интегратора окачен отрицательной обратной св зью 19,содержащей встречно включенные диода 20 и 21, подключенные к средним точкам трехплечевого делител  напр жени  на резисторах 2224 , подк воченного к выходу интегратогй . Питание усилител  16 осуществл етс  QT стабилитрона 6 измерительного моста 3. К выходам интегратора 15 и форни ровател  8 подключены BXo.iQd компаратора 25, выполненного на транзисторе 26, управл ющем работой вьвсодндго ключевого усилител  27 мощности. Регул тор дл  источника переменного напр жени  работает следукнцим образсм. На вход формировател  8 подаетс  однополуперйодное вьшр мленное {гапр жённе, амплитуда которого равна амплитуде напр жени  генератора. Hanпр жение Оj на резисторе tO также имеет форму однополупериодного выпр мленного напр жени , амплитуда которого зависит от напр жени  генератора, а напр жение ( на конденсаторе 13 имеет пилообразную форму, и его посто нна  составл юща  такж зависит от напр жени  генератора) Сглаживающий конденсатор 12 уменьшает зависимость пилообразного напр жени  от искажений форкб  напр жени  генератора Посто нна  времени RC -цепи,образованHtjfi конденсатором 13 и резистором 14 определ ет амплитуду пульсирующей сос тавл ющей пилообразного напр жени . Сигнал рассогласовани  измерительного моста, равный разности напр жений на резисторе 5 и стабилитроне 7, который также зависит от величины напр жени  генератора, подаетс  на вход интегратора 15, который обеспе- чивает усреднение и усиление сигнала рассогласовани . Посто нна  времени интегратора 15, определ ема  парамет рами R С -цепи 17 и 18, достаточно велика по сравнению с периодом напр жен   генератора, так что напр жение интегратора У измен етс  достаточ84 .4 но медленно, а в пределах одного периода практически посто нно. База транзистора 26 подключена к выходу формировател  8, а цепь его змиттера - к выходу интегратора, так что транзистор 26 и ключевой усилитель 27 переключаетс  в моменты, соответствунмцие точкам пересечени  напр жений ij2 ии,и среднее значение напр жени  возбухздени  определ етс  шириной импульсов напр жени  U на выходе усилител 27. При достаточно высоком коэффициенте усилени  операционного усилител  16 незначительные медленные изменени  напр жени  генератора привод т к и енени м напр жени  (/ и к изменени м вирины импульсов от минимальных до максимальных значений рабочегодиапазона (фиг. 2). Благодар  этому отклонени  напр жени  генератора от заданного уровн  в статических режимах достаточно малы и практически не завис т от амплитуды и крутизны пилообразного напр жени , так как всегда мож:4о выбрать статический коэффициент усилени  интеграторов , обеспечивающий необходимую отработку опорного напр жени  U . При быстрых изменени х напр жени  генератора Сфиг. 3), когда напр жение и не успевает измен тьс , изменение ширины импульсов 4 происходит за счет изменени  амплитуды пилообразного напр жени , т.е. с запаздыванием не более одного периода. Благодар  этому обеспечиваютс  быстрое увеличение напр жени  возбуждени  при просадках напр жени  генератора, вызванных включением потребителей, и быстрое-уменьшение напр жени  возбуждени  при всплесках напр жени  генератора, вызванных отключени ми потребителей, т.е. обеспечиваютс  хорошие динамические характеристики системы регулировани . Так как статические характеристики практически не завис т от крутизны пилообразного напр жени , наклон его рабочего участка может быть выбран достаточно большим из услови  обеспечени  устойчивости. Однако дл  исключени  сильного перерегулировани  в переходных режимах , например после запуска генератора или после непосредственного запуска от генератора двигател  соизмеримой мощности, пределы изменени  напр жени  lUf должны быть ограничены сравнительно узкой зоной, соответствующей возможному размеру изменени  пилообразного напр жени  в установившихс  рез1ммах, чтобы выполн лось условиё(()и . В противном случае при относительно большой длительности переходного режима напр жение U могло бы сильно отклонитьс  от рабочей зоны, что потребовало бы большого времени на возврат в рабочую зону и привело бы к сильному перерегулированию. В предлагаемом устройстве дл  этой цели служит цепь обратной св зи . Соотношени  плеч делител  22-24 выбраны таким образом, что при снижении напр жени  U; до уровн и дщ открываетс  диод 20, и цепь обратно св зи греп тствует дальнейшему снижению напр жени  И а при повыпении напр жени  (J до уровн //| д открываетс  диод 21, и ограничиваетс  нарастание напр жени  U . В установившихс  режимах диоды 20 и 21 заперты, и обратна  св зь 19 не вли ет на работу генератора.

Регул тор может быть использован с вращаюнримис  и статическими источниками переменного напр${жени .

При регулировании синхронных генераторов предлагаемое устройство позвол ет обеспечить примой пуск ас инхронны двигателей соизмеримой

с генератором мощности без применени  устройств компаундировани . При наличии потребителей посто нного трка , подключенных к источнику через; рмтр митель, обеспечиваетс  высока 

точность среднего напр жени .

Фи.З

Claims (1)

1. РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпрямитель, вход переменного тока которого предназначен для подключения к силовому выходу источника переменного напряжения, а выход постоянного тока соединен с входом нелинейного измерительного моста, форми- , рователь пилообразного напряжения, подключенный входом к силовому выходу источника переменного напряжения, и компаратор, один из входов которого подключен к выходу указан ного формирователя пилообразного напряжения, а выход компаратора соединен с входом усилителя мощности, выход которого Подключен к входу управления источника переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии путем повышения точности регулирования, .в. него допол·* нительно введены интегратор на операционном усилителе и цепь отрицательной обратной связи, вьетолненнаяна трехплечзвом резистивном делителе напряжения и двух диодах, вход интегратора подключен к выходу нелинейного измерительного моста, выход интегратора подклочен к второму выходу компаратора и свободным выводам резистивного делителя напряжения, анод первого и катод второго диодов объединены и соединены с инвертирующим входом операционного усипитёля интегратора, катод первого диода соединен с одной общей точкой, а анод второго диода - с другой общей точкой резистивного де лителя напряжения.

   11441