Kintamosios srovės stabilizuoto maitinimo šaltinio kūrimas naudojant momentinio palyginimo metodą
Tikslūs elektroniniai prietaisai ir įranga plačiai naudojami namų ūkiuose, pramoninėje gamyboje, biurų automatizavime, eksperimentiniuose tyrimuose, ryšių inžinerijoje, medicinos priežiūros ir kitose srityse, dažniausiai yra maitinami miesto elektros tinklais. Vardinė miesto elektros tinklo įtampa yra vienfazė 220 V, tai yra dirbtinai nustatyta ideali įtampa. Kadangi įtampa transformatoriaus maitinimo linijos gale yra (220 plius 10 procentų ) V, o įtampa gale yra (220-10 procentų ) V, elektros įranga turi turėti tam tikrą gebėjimą atsparus tinklo įtampos svyravimams. Nors dauguma elektros įrenginių turi galimybę atsispirti maitinimo įtampos svyravimams, statistikos duomenimis, maitinimo įtampos svyravimai yra viena iš elektros įrenginių gedimų priežasčių. Todėl norint užtikrinti normalų šių elektros įrenginių veikimą, reikia naudoti reguliuojamus maitinimo šaltinius.
Stabilizuotas maitinimo šaltinis yra įrenginys, stabilizuojantis tinklo įtampą. Mano šalyje jis naudojamas daugelį metų, pavyzdžiui: servo variklio, varančio įtampos reguliavimo transformatorių, slankiojančio kontaktinio tipo, kintamo reaktoriaus tipo ir magnetinio prisotinimo automatinio įtampos stabilizuoto maitinimo šaltinio.
Iš esmės aukščiau minėtas reguliuojamas maitinimo šaltinis paima tinklo įtampą, ją lygina ir reguliuoja servo varikliu arba bekontakčiu jungikliu, kad stabilizuotų kintamosios įtampos išėjimą. Tokio tipo reguliuojamas maitinimo šaltinis paprastai turi prastą įtampos reguliavimo efektą, o tikslumas yra 1 proc. ~0,5 proc.
Dabartinis reguliuojamas kintamosios srovės maitinimo šaltinis dažniausiai turi šias problemas:
(1) Naudojant netiesinius reaktorius dažnai atsiranda harmonikų, o tai nepagerina tinklo įtampos bangos formos kokybės, o kai kurie iš jų turi papildomų bangos formos iškraipymų, dėl kurių tinklelis yra harmoningas.
(2) Mėginių ėmimo laikas ir pavaros veikimo laikas yra per ilgas.
Šios dvi jungtys turi didelę įtaką įtampos stabilizatoriaus veikimui. Taikant atrankos metodą paprastai taikoma efektyvios vertės arba vidutinės vertės atranka, kuri trunka mažiausiai kelis ciklus; o servo variklis paprastai užtrunka nuo kelių sekundžių iki dešimčių sekundžių, kol atlieka reguliavimo veiksmus, o tai yra per ilga ir žalinga Įtampos bangos forma nepagerėja. Šie įtampos stabilizavimo metodai neturi laiko reaguoti ir įgyvendinti greitai kintančius tinklo įtampos trikdžius, tokius kaip viršįtampiai, nuokrypiai, impulsų trikdžiai ir aukšto dažnio trikdžiai, dėl kurių trikdžiai pereina per įtampos stabilizavimo įrenginį ir pasiekia elektros įranga, kuri negali paveikti elektros įrangos. Jei apsauginis efektas nepasiekiamas, tai taip pat gali sukelti elektros įrangos gedimus ar net sugesti.
Matyti, kad keičiantis tinklo įtampai ir trukdžius, reguliuojamo maitinimo šaltinio išėjimo įtampa gali greitai grįžti prie vardinės vertės, o elektros įrangai bus tiekiama sinusinė kintamosios srovės įtampa su gera bangos forma ir stabilia amplitudė. , kuris užtikrins saugų ir normalų jo veikimą. Yra didelė nauda.
2. Momentinis kintamosios įtampos reguliavimo metodų palyginimas
Toliau pristatomas naujas kintamosios srovės įtampos stabilizavimo metodas, galintis pagerinti aukščiau minėto kintamosios įtampos stabilizavimo maitinimo šaltinio trūkumą, ty naudojant momentinio palyginimo metodo bangos formos taisymo technologiją kintamosios įtampos stabilizavimo maitinimo šaltiniui gaminti.
Tinklo įtampa uin{0}}vardinė įtampa uS plius ⊿u
Tinklo įtampa uin plius valdymo įtampa uC{0}}išėjimo įtampa uout
Tarp jų vardinė įtampa uS yra dirbtinai nurodytos idealios būsenos įtampa, o ⊿u yra tinklo įtampos nuokrypis nuo vardinės įtampos. Nepriklausomai nuo dydžio, tol, kol nuokrypis nuo vardinės įtampos gali būti padengtas dirbtinai pagaminta valdymo įtampa uC ir tinklo įtampa uin. Jei dirbtinė valdymo įtampa uC lygi -⊿u, kai ⊿u kinta, atitinkamai keičiasi ir -⊿u, o įėjimo įtampa uin ir valdymo įtampa uC dedamos taip, kad būtų lygios vardinei įtampai uS. Miesto elektros tinkle efektyvioji vienfazės vardinės įtampos vertė yra 220 V.
Įvesties įtampos sukeltam pokyčiui pirmiausia paimama įvesties įtampa, o santykio koeficientas yra 1/A,
uin/A=(uS plius ⊿u1)/A=uS/A plius ⊿u1/A
Dirbtinai sukurkite etaloninę įtampą ur, kurios dažnis ir fazė yra tokia pati kaip tinklo įtampa, efektyvi vertė yra US/A, o bangos forma yra gera. Skirtumas tarp įvesties įtampos uin ir ur atrankos verčių yra ⊿u1/A, tai yra, uin—ur=⊿u1/A, o tada įtampos skirtumas ir galia sustiprinami kartus. Pažymėkite =A, tada sustiprinta reikšmė yra ⊿u1, o tada ⊿u1 įdėkite į grandinę atvirkščiai per jungiamąjį transformatorių. Šiuo metu išėjimo įtampa yra lygi vardinei įtampai, ty uout=uS=Aur= ur. Šiuo metu, kadangi yra stiprinimo koeficientas, uout našumas yra susijęs tik su ur. ur yra tikra dirbtinai generuojama įtampa, kurią galima gauti analoginėmis arba skaitmeninėmis grandinėmis, ir turi gerus veikimo rodiklius. ur stabilumas taip pat lemia išėjimo įtampos stabilumą.
Iš aukščiau pateiktos analizės matyti, kad momentinio palyginimo kintamosios srovės įtampos stabilizavimo metodo esmė yra tokia: momentiniam palyginimui naudoti įėjimo įtampą ir etaloninę įtampą, siekiant išsiaiškinti bangos formos trūkumą, pagerinti ir pataisyti įėjimo įtampą. bangos forma, valdant įtampos superpoziciją, kad būtų pasiektas stabilumas. išėjimo įtampos paskirtis. Išėjimo įtampos galios kokybę lemia ur, esant gera bangos formai ir stabiliai amplitudei; tuo tarpu įėjimo įtampa suteikia energijos tik vidiniam maitinimo šaltinio darbui ir stabiliai išėjimo įtampai, o stabili didelės galios išėjimo įtampa gaunama naudojant mažos galios valdymo įtampą. Tokiu būdu išėjimo energija tiekiama iš tinklo, o valdymo įtampa naudojama tik svyruojančiai tinklo daliai, kuri nukrypsta nuo vardinės įtampos, taisyti.
Panašiai, kai įėjimo įtampa yra pastovi, o išėjimo įtampa kinta dėl apkrovos pokyčių, išėjimo įtampa imama, o valdymo įtampa uC2 sureguliuojama panašiu būdu, kad būtų pakeista valdymo įtampa uC2, kad būtų išlaikytas išėjimo įtampos stabilumas be turinčios įtakos įėjimo įtampai.
Kad būtų atsižvelgta į ekonomiškumą įgyvendinant schemą, siekiant supaprastinti grandinę, valdymo įtampos uC1 gavimas ir valdymo įtampos uC2 gavimas sujungiami į konkrečią grandinę, kad būtų gauta funkcinė blokinė schema, parodyta 3 pav. .
Įvesties įtampos ir etaloninės įtampos lyginamoji vertė bei išėjimo įtampos ir etaloninės įtampos lyginamoji vertė pridedama sumatoriaus, o po to sustiprinama įtampos ir galios stiprintuvo grandine, o valdymo įtampa uC gaunama sujungimu. transformatorius, kuris yra tarp įvesties įtampos ir išėjimo įtampos. Valdymo įtampa uC daugiausia naudojama bangos formai taisyti, maitinimo įtampai reguliuoti ir tuo pačiu metu atlikti įvesties maitinimo šaltinio ir apkrovos izoliavimo vaidmenį.
3. Palyginimas su įprastais reguliuojamais maitinimo šaltiniais
Palyginti su reguliuojamu maitinimo šaltiniu, pagamintu pagal įprastą principą, reguliuojamas maitinimo šaltinis, pagamintas pagal aukščiau nurodytą principą, turi šias charakteristikas:
(1) Greitas atsakymas. Dėl didelio greičio linijinių elektroninių prietaisų naudojimo, momentinio mėginių ėmimo ir momentinio vykdymo valdymo atsako greitis yra ypač greitas, o reguliavimas gali būti baigtas per milisekundes, kad išėjimo įtampa galėtų greitai grįžti prie vardinės įtampos. . Todėl jo funkcija yra slopinti aukšto dažnio trikdžius ir triukšmą, taip pat išvalyti milisekundžių lygio trukdžius, o tai neįmanoma įprastiems reguliuojamiems maitinimo šaltiniams.
(2) Platus įvesties įtampos taikymo diapazonas. Įėjimo įtampa gali skirtis 30–50 procentų ar daugiau, ją galima reguliuoti simetriškai. Kuo platesnis diapazonas, tuo daugiau remonto energijos reikia suteikti. Valdymo įtampos vertę daugiausia lemia poreikis. Ekonominiu ir praktiniu požiūriu patartina imti (8~10) proc.
(3) Didelis įtampos reguliavimo tikslumas. Priklausomai nuo etaloninės įtampos generavimo metodo, įtampos stabilizavimo efektas gali siekti 1 proc , 0,1 proc , 0.01 proc . Skirtingo tikslumo įtampos reguliatoriai tinka progoms su skirtingais reikalavimais. Bendriesiems įtampos stabilizavimo reikalavimams taikomas 1 proc.; 0.1 procentas naudojamas laboratorijoms arba svarbiai pramoninei įrangai; Prietaiso patikrai galima panaudoti 0,01 proc.
(4) Jis turi ekologiško maitinimo charakteristikas. Šis metodas pirmiausia pataiso tinklo įtampos bangos formą iki geros sinusinės bangos, o tada tiekia maitinimą apkrovai. Remonto energijos kiekis priklauso nuo poreikio. Kadangi šio metodo esmė yra koreguoti tinklelio bangos formą, taisytos bangos formos iškraipymas paprastai yra mažesnis nei 1 procentas iki 0,5 procento , todėl šis įtampos stabilizavimo metodas yra žalias.
(5) Jis turi tam tikrų aplinkos apsaugos savybių. Jei įėjimo įtampa nesikeičia, išėjimo įtampa keičiasi dėl skirtingo apkrovos pobūdžio, o atitinkamas valdymo įtampos pokytis naudojamas tam tikrame harmonikų diapazone, kad išėjimo įtampa būtų pastovi. Kadangi valdymo įtampa turi izoliacinį efektą ir neturi įtakos įėjimo įtampai, šis įtampos stabilizavimo būdas tam tikru mastu yra nekenksmingas aplinkai.
(6) Didelis darbo efektyvumas. Šio maitinimo šaltinio veikimo principas yra tas, kad maža galia valdo didelę galią ir turi didelį efektyvumą. Išėjimo įtampos talpa daugiausia paimama iš tinklo, o valdymo įtampa paprastai yra ta dalis, kurioje tinklo įtampa skiriasi nuo vardinės įtampos, todėl jai reikia sunaudoti tik valdymo maitinimo šaltinio gamybos galią, todėl efektyvumas yra itin aukštas.
Kaip pavyzdį paimkite 300 VA išėjimo maitinimo šaltinį: jei tinklo įtampa svyruoja plius 10 procentų, jums tereikia kontroliuoti plius 10 procentų galios svyravimą. Efektyvumas yra 300/(300 plius 100)=75 proc. Ir kuo didesnis valdymo maitinimo šaltinio gamybos metodo efektyvumas, tuo didesnis visos mašinos darbo efektyvumas.
Paimkite inverterio metodą kaip pavyzdį: norint sukurti 0,01 proc. didelio stabilumo maitinimo šaltinį, dėl kintamosios srovės / nuolatinės srovės, nuolatinės srovės / kintamosios srovės konversijos ir galios stiprintuvo įrenginio efektyvumo apribojimo, bendra efektyvumas nesiekia 30 procentų be kitų nuostolių. Naudojant momentinio palyginimo metodą tos pačios galios reguliuojamam maitinimo šaltiniui, tereikia nustatyti, kad valdymo maitinimo šaltinio galia būtų 10 procentų svyravimų taisymui. Net jei valdymo maitinimo šaltinis yra pagamintas naudojant inverterio metodą, suvartojama galia yra tik lygiavertei keitiklio metodui. 1/10. Akivaizdu, kad gaminant didelio stabilumo reguliuojamą maitinimo šaltinį momentinio palyginimo metodo efektyvumas yra daug didesnis nei reguliuojamo maitinimo šaltinio naudojant inverterio metodą.
(7) Nenaudokite žemo dažnio filtrų įtaisų, tokių kaip didelės induktyvumo ir didelės talpos, mažo dydžio, lengvo svorio, geros išvesties bangos formos, o bendras bangos formos iškraipymas yra 1 % ~ 0,5 % .
(8) Šis įtampos reguliatorius gali būti pakopinis su kitais įtampos reguliatoriais ir kuo siauresnis nustatomas stabilumo tikslumo diapazonas, tuo mažesnės bus energijos sąnaudos. Pavyzdžiui, kai priešpakopinio reguliatoriaus stabilumo tikslumas yra 2 procentai, jei reikia išvesti 5000 VA galią, jam tereikia pagaminti 100 VA valdymo maitinimo šaltinį, o stabilumas gali sieks daugiau nei 0,1 proc.
(9) Galima naudoti greitą apsaugos grandinę. Kai apkrovos pabaigoje įvyksta momentinis trumpojo jungimo gedimas, valdymo maitinimo šaltinis nedelsiant nustos veikti. Šiuo metu jungiamasis transformatorius yra lygiavertis reaktoriui (movos transformatorius yra transformatorius, įvedantis valdymo maitinimo šaltinį), kurio funkcija yra apriboti trumpojo jungimo srovės augimą. Pašalinus gedimą, valdymo maitinimas vėl pradės veikti.
4. taikyti efektus
Iš pradžių naudojant šį valdymo metodą buvo sukurtas kompensacinis stabilizuotas maitinimo šaltinis. Pagrindinė idėja yra valdyti tinklo įtampą naudojant neigiamą grįžtamąjį ryšį, kurio stabilumas yra 0,1 procentas, bangos formos iškraipymas yra 1 procentas ir 100 VA galia. Dėl riboto prietaisų pasirinkimo tuo metu apsaugos greitis negalėjo atsilikti nuo kitų problemų, tokio tipo reguliuojamo maitinimo nebuvo galima populiarinti ir pritaikyti. Vėliau, naudojant momentinio palyginimo ir bangos formos taisymo technologiją, buvo optimizuota originali projektavimo schema, įrenginio pasirinkimas, greitos apsaugos įvesties grandinė ir kt. Po kelių patobulinimų ir bandymų 300VA išėjimo galios kintamosios srovės stabilizuotas maitinimo šaltinis, pagamintas elektros energijos skaitiklių patikrai, atlieka praktines funkcijas, o faktinis matavimas pasiekia šiuos rodiklius:
Kai įvesties tinklo įtampa pasikeičia plius 10 proc., matuojant skaitmeniniu voltmetru, didžiausia išėjimo įtampos stabilumas neviršija plius 0,03 proc. /3 minutes, o išėjimo bangos formos iškraipymas<0.5%.
Reguliuojamas maitinimo šaltinis turi šias charakteristikas:
(1) Visos grandinės sudarytos iš analoginių įrenginių, kuriuos lengva pasirinkti ir kurie yra pigūs;
(2) Maitinimo šaltinio veikimo principas yra tas, kad maža galia valdo didelę galią ir turi didelį efektyvumą. Norint pasiekti 300 VA galią, reikia tik 30 VA valdymo galios;
(3) Išėjimo galios vamzdžiui nereikia kombinuoto vamzdžio. Kai visos mašinos išėjimo galia yra 300VA, kadangi reikalinga tik 30VA valdymo galia, išėjimui galima naudoti tik porą didelės galios vamzdžių ir nereikia oru aušinamos šilumos išsklaidymo;
(4) Stiprus atsparumas trukdžiams. Bandymo metu trifazis elektrinis suvirinimas atliekamas toje pačioje maitinimo linijoje toje pačioje maitinimo šaltinio patalpoje, o išėjimo įtampa nešokinėja;
(5) Pagal šią konstrukciją asistento savarankiškai pagamintas reguliuojamas maitinimo šaltinis turi tuos pačius techninius rodiklius, o tai rodo, kad projektavimo metodas yra labai nuoseklus.
5. pabaigai:
Momentinio palyginimo metodas – bangos formos taisymo technologija Pagrindinis reguliuojamo maitinimo šaltinio sudarymo principas yra palyginti įvesties įtampos atrankos vertę su etalonine įtampa, kad būtų galima nustatyti bangos formos trūkumą, o tada patobulinti ir pataisyti įvesties įtampos bangos formą ir stabilizuoti. amplitudė keičiant valdymo įtampą, kad būtų pasiektas išėjimo įtampos stabilumo tikslas. Jo esmė yra naudoti mažos galios valdymo maitinimo šaltinį, kad būtų gauta didelės talpos stabili įtampos išvestis. Tai kintamosios srovės įtampos stabilizavimo metodas, kuris integruoja žalią, aplinkos apsaugą, valymą, aukštą efektyvumą ir aukštą efektyvumą. Taikant šią technologiją sukurtas kintamosios srovės reguliuojamas maitinimo šaltinis pasižymi mažomis sąnaudomis, dideliu indeksu, maža kaina ir lengvu valdymu, be to, pagal poreikius gali būti išplėstas iki didelės galios reguliuojamo maitinimo šaltinio.
Naudojant šį įtampos stabilizavimo metodą galima užtikrinti aukštos kokybės kintamosios srovės stabilizuotos įtampos maitinimą moksliniams tyrimams, kompiuterių kambariui, medicinos įrangai, pramonės automatikos įrangai, ryšių įrangai, apšvietimo sistemoms, garso ir vaizdo įrangai ir kitai įrangai.
