SU1205133A2 - Система стабилизации электрической величины (ее варианты) - Google Patents

Abstract

1. Система стабилизации электрической величины по авт.св. № 731426, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  регулировки вькодной электрической величины от нул  с заходом в область противоположного знака, повышени  быстродействи  и точности выходной электрической величины, в нее введены (т-1) дополнительных секций активного элемента быстродействующего регул тора, подключенных параллельно первой секции активного элемента быстродействующего регул тора , (т-1) дополнительных согла- сующе-усилительных каскадов, входами подключенных к входу первого согласутоще-усилительного каскада, а выходами соединенных с управл ющими входами соответствующих секций быстродействующего регул тора, цепь подпитки, состо ща  из последовательно соединенных первого нестабилизированного выпр мител  с пол рностью включени  той же, что и основного регулирующего органа, и резистора , подключенна  параллельно к силовым выводам активного элемента секции быстродействующего регул тора, и цепь компенсации, состо ща  из последовательно соединенных второго нестабилизированного выпр мител  с пол рностью включени , противоположной основному регулирующему органу, и резистора, подключенна  параллельно основному регулирующему органу, кроме того, в сравнивающе-усилительном узле усилитель выполнен на основе усилител  с эффектом бесконечного усилени . 2. Система стабилизации электрической величины по авт.св. № 731426, от личающа с  тем, что, с целью обеспечени  регулировки выходной электрической величины от нул  с заходом в область противоположного знака, повьшени  быстродействи  и точности выходной электрической величины, в нее введены m дополнительных секций активного элемента быстродействующего регул тора, подключенных параллельно первой секции активного элемента быстродействующего регул тора . Ил дополнительных согласующе- усилительных каскадов, входами подключенных к входу первого согласую- ще-усилительного каскада, а выходами соединенных с управл ющими входами соответствующих секций быстродействующего регул тора, цепь подпитки , состо ща  из последователь- нб соединенных первого нестабилизированного вьшр мител  с пол рностью включени  той же, что и у основного регулирующего органа, и резистора, подключенна  параллельно к силовым вьшодам активного элемента быстродействующего регул тора, причем одна из дополнительных секций быi (Л С ND О сл со со

Description

стродействующего регул тора состоит из последовательно соединенных активного элемента, резистора и второго нестабилизированного выпр мител  С пол рностью включени , противо1

Изобретение относитс  к системам

Iавтоматического управлени , в частности к мощным высоковольтным и низковольтным источникам питани  высокой точности с большим кпд, и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 731426

На фиг.1 изображена схема системы , первый вариант} на фиг.2 - то же, второй вариант.

Система содержит основной регулирующий орган (управл емый выпр митель , широтно-импульсны или ключевой преобразователь, генератор посто нного тока, управл емый дроссель с выпр мителем) 1, объект (нагрузку) 2, датчик 3 тока, дроссель 4, сравнивающе-усилительный узел 5 на основе эффекта бесконечного усилени  (ЭБУ), стабилизатор 6 напр жени  на основе эффекта бесконечного усилени  (ЭБУ), входную клемму 7, согласующе-усилительные каскады 8-11, блок 12 согласовани  и усилени , блок 13 управлени  регулирующим органом, первую 14 и вторую 15 секции активного элемента быстродействующего регул тора (ВДР), транзисторы (электронные лампы) 16 и 17 резисторы 18 и 19, конденсаторы 20 и 21, резистор 22, нестабилизиро- ванный выпр митель 23 небольщой мощности , канал 24 компенсации, резистор 25 и нестабилизированный выпр -. митель 26 небольшой мощности.

Блок 13 управлени  соответствует основному регулирующему органу: если регулирующий орган 1 - управл емый выпр митель, то блок 13 управлени   вл етс  схемой импульсно-фазо вого управлени (СИФУ), если регулирующий орган 1 - широтно-импульсный или ключевой преобразователь, то блок 13 управлени   вл етс  модул тором J если регулирующий орган 1 - генератор посто нного тока, то блок

положной основному регулирующему органу , а усилитель сравнивающе-усилительного узла выполнен на основе усилител  с эффектом бесконечного

усилени .

13 управлени  - усилитель мощности на основе эффекта бесконечного усилени . Дроссель 4 выполнен как на осноэе сердечника, так и без него . Стабилизатор 6 напр жени  на основе ЭБУ используетс  в схеме системы дл  питани  каскадов в сравнивающе-усилительном узле 5J дл  задани  уставки от резистора задани , наход щегос  внутри сравнивающе-усилительного узла 5.

Кроме того, сравнивающе-усилительный узел 5 снабжен клеммой 7 - входом задани  уставки выходной координаты системы от внешнего источника напр жени . В выходную шину системы между выходом основного регулирующего органа 1 и объектом 2 с последовательно- включенным датчиком 3 тока включен дроссель 4. К выходным шинам системы подключены входы сравнивающе-усилительного узла 5 , к шинам питани  которого подключен стабилизатор 6 напр жени  на

основе ЭБУ, Сравнивающе-усилительный узел имеет входную клемму 7 дл  осуществлени  задани  уставки выходных координат системы от внешнего источника сигнала. Выход сравнивающе-усилительного узла через согласующе-усилительные каскады 8-11 блока 12 согласовани  и усилени  соединен .с блоком 13 управлени  основного регулирующего органа и управл ющими входами секций 14 и 15 активных элементов быстродействующего регул тора, которые содержат транзисторы 16 и 17, последовательно с которыми вклю чены параллельно соединенные соответственно резисторы 18 и 19 и конденсаторы 20 и 21, при этом параллельно транзистору второй секции активного элемента включены последовательно включенные резистор 22 и нестабилизированный выпр митель 23. Параллельно выходу основного регули

3

рующего органа включен канал 24 компенсации в виде последовательно соединенных резистора 25 и нестабилизированного выпр мител  26 обратной пол рности. При смене пол рное- ти выходного напр жени  основного регулирующего органа 1 соответственно измен етс  на противоположные пол рность нестабилизированных выпр мителей 23 и 26 и тип проводимости транзисторов 16 и 17, Тип блока 13 управлени  соответствует по конструкции установленному в систему регулирующему органу 1. Секции активных элементов могут содержать как парал- лельно соединенные подобные секции, так и параллельно соединенные транзисторы , число которых определ етс  общим током быстродействующего регул тора (БДР). На фиг.1 система изоб- ражена в состо нии дл  выходной координаты ток объекта , при переходе к координате напр жение на объекте схема системы упрощаетс : датчик тока исключаетс  или отключает- с  соответствующий вход от датчика 3 тока.В конкретных услови х применени  системы конденсаторы 20 и 21 могут полностью или частично исключатьс  из схемы.Сравнивающе-усили- тельный узел 5 выполнен на основе одноканальной или многоканальной положительной обратной св зи (ПОС), которые создают эффект бесконечного усилени . Дроссель 4 и секции 14 и 1 в указанном (фиг.1) соединении по силовым цеп м и цеп м управлени  соотносительно этих же цепей образуют быстродействующий регул тор (БДР). Система (фиг.1) работает на гфин- ципе регулировани  по отклонению, и поэтому она в равной мере полность подавл ет все возмущени  на фиксированной уставке выходной координаты в ограниченном диапазоне возмужающих воздействий, что достигаетс  в результате совместной работы основного регулирующего органа, быстродей- ствук дего регул тора и сравнивающе-усилительного узла на основе ЭБУ. Если выключить из схемы только БДР, то система неработоспособна, а если выключить только каналы ПОС в сравнивающе-усилительном узле 5, то она тер ет показанное качество. БДР работает только в динамике. Перва  секци  14 активного элемента БДР работает в системе до определенного минимального напр жени  на выходных

5 0 5 о

0

5

334

шинах, при этом уменьшаетс  протекающий через нее ток. В отличие от первой втора  секци  (и дополнительно включенные подобные ей) 15 БДР работает при любом напр жении на выходных шинах (поскольку они подключены к источнику 23 питани ), а также в противоположной пол рности их. Канал 24 компенсации осуществл ет нейтрализацию напр жени  на объекте, создаваемого нестабилизированным выпр мителем 23, и создает необходимый ток смещени  в основном регулирующем органе 1, что обеспечивает работоспособность его при нулевых и противоположных значени х выходных координат системы. К выпр мител м 23 и 26 не предъ вл етс  требовани  к качеству их напр жени , так как их нестабильность подавл етс  сравнивающе-усилительным узлом 5 с помощью основного регулирующего органа 1 и БДР. Втора  секци  15, подключенна  к источнику питани , обеспечивает повьше- ние быстродействи  системы в начальной области выходных координат системы . С увеличением напр жени  на объекте перва  секци  14 БДР принимает на себ  больший ток. С помощью согласующе-Усилительных каскадов 8 и 9 можно переводить ток БДР с секции 14 на секцию 15 и наоборот путем изменени  коэффициентов передачи согласующе-усилитель- ных каскадов. По энергетическим соображени м , например, секцию 15, или подобную ей, совместно со своим согласующе-усилительным каскадом, можно сделать более мощной и в определенной степени инерционной, а секцию 14 - безынерционной, при этом они совместно с основным регулирующим органом 1 выступают как единое и безынерционное звено, т.е. при определенных параметрах 14 и 15 быстродействующий регул тор и основной регулирующий орган 1 воспринимаютс  объектом и системой в целом как единое безынерционное и полностью управл емое линейное звено, при этом неточна  частотна  компенсаци  вследствие нелинейности основного регулирующего органа 1 не имеет существенного значени , так как сравнивающе-усилительный узел на основе ЭБУ полностью компенсирует неточность частотной компенсации БДР и основного регулирующего

органа 1 в пределах линейного участка амплитудной характеристики входного каскада на основе ЭБУ в сравнивающе-усилительном узле 5. Из всех указанных видов регулирующего органа наиболее прогрессивным  вл етс  управл емый выпр митель, который обладает существенными недостатками , ограничивающими его применение (неполна  управл емость, дискретность, нелинейность). В системе (фиг.1) БДР .под идеальным руководством сравнивающе-усилительного узла 5 полностью устран ет указанные недостатки основного регулирующего органа 1, при этом обеспе 1Шваетс  полна  управл емость системы , начина  от нул  ее выходных координат. Уставка выходных координат может быть -установлена как с помощью сравнивающе-усилительного узла 5 за счет изменени  сопротивлени  его задающего резистора, так и с помощью внешнего источника напр жени  , которое может быть подано на вход 7 задани  уставки.

В системе с вьщеленньм каналом компенсации (фиг.1) выпр митель 26 неполно используетс . Кроме этого, .система может работать без  вно выраженного дроссел  4, когда канал компенсации не удаетс  реализовать без увеличени  тока БДР.

На схеме (фиг.2) изображен второ вариант системы без  вно выраженног канала компенсации, где 27 - транзистор (электронна  лампа), 28 - резистор, 29 - нестабилизированный выпр митель небольшой мощности.

Последовательно соединенные транзистор 27, резистор 28 и нестабилизированный выпр митель 29 включены па- раллельно выходным шинам системы, т.е. параллельно секци м 14 и 15 активного элемента БДР, Элементы 27-29 совместно образуют секцию активного элемента 30 БДР.

Оба варианта системы работают аналогично , но отличие второго варианта состоит в том, что секци  активного элемента 30 помимо функции, выполн емой секци ми 14 и 15, дополнительно выполн ет функцию канала 24

компенсации в схеме первого варианта. Ток компенсации устанавливаетс  за счет выбора рабочей точки поко  транзистора 27, стабильность которой не имеет значени , так как ее нестабильность полностью компенсируетс  сравнивающе-усилительным узлом 5. Во втором варианте нестабилизированный вьшр митель 23 может быть

исключен из схемы, т.е. работоспособность системы может быть обеспечена без выпр мител  23 во всем диапазоне выходных координат системы не только в окрестности их нул , но

и при отрицательном значении выходных координат, как это имеет место и в первом варианте системы, т.е. фиг.2 эквивалента фиг.1.

Технико-экономический эффект

предлагаемой системы состоит в том, что создана система стабилизации электрической величины при любой уставке ее выходных координат, начина  от нул , при этом повышено ее быстродействие .

„ J о, J Ci -I

«N

«Vl

Claims (2)

1. Система стабилизации электрической величины по авт.св.

№ 731426, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулировки выходной электрической величины от нуля с заходом в область противоположного знака, повышения быстродействия и точности выходной электрической величины, в нее введены (т-1) дополнительных секций активного элемента быстродействующего регулятора, подключенных параллельно первой секции активного элемента быстродействующего регулятора, <ла-1) дополнительных согласующе-усилительных каскадов, входами подключенных к входу первого согласующе-усилительного каскада, а выходами соединенных с управляющими входами соответствующих секций быстродействующего регулятора, цепь подпитки, состоящая из последовательно соединенных первого нестабилизированного выпрямителя с полярностью включения той же, что и основного регулирующего органа, и резистора, подключенная параллельно к силовым выводам активного элемента секции быстродействующего регулятора, и цепь компенсации, сос тоящая из последовательно соединенных второго нестабилизированного выпрямителя с полярностью включения, противоположной основному регулирующему органу, и резистора, подключенная параллельно основному регулирующему органу, кроме того, в сравнивающе-усилительном узле усилитель выполнен на основе усилителя с эффектом бесконечного усиления.

2. Система стабилизации электрической величины по авт.св. № 731426, от личающаяся тем, что, с целью обеспечения регулировки выходной электрической величины от нуля с заходом в область противоположного знака, повышения быстродействия и точности выходной электрической величины, в нее введены m дополнительных секций активного элемента быстродействующего регулятора, подключенных параллельно первой секции активного элемента быстродействующего регулятора, tn дополнительных согласующе’ усилительных каскадов, входами подключенных к входу первого согласующе-усилительного каскада, а выходами соединенных с управляющими входами соответствующих секций быстродействующего регулятора, цепь подпитки, состоящая из последовательн0 соединенных первого нестабилизированного выпрямителя с полярностью включения той же, что и у основного регулирующего органа, и резистора, подключенная параллельно к силовым выводам активного элемента быстродействующего регулятора, причем одна из дополнительных секций быSU „,1205133 >

стродействующего регулятора состоит из последовательно соединенных активного элемента, резистора и второго нестабилизированного выпрямителя с полярностью включения, противоположной основному регулирующему ор гану, а усилитель сравнивающе-усилительного узла выполнен на основе усилителя с эффектом бесконечного усиления.