Vahelduvvoolu stabiliseeritud toiteallika arendamine hetkelise võrdluse meetodil
Täppiselektroonilisi instrumente ja seadmeid kasutatakse laialdaselt kodumajapidamistes, tööstustootmises, kontoriautomaatikas, eksperimentaalsetes uuringutes, sidetehnikas, arstiabis ja muudes valdkondades ning neid toidavad tavaliselt linna elektrivõrgud. Linna elektrivõrgu nimipinge on ühefaasiline 220 V, mis on kunstlikult sätestatud ideaalpinge. Kuna trafo toiteliini pea otsas on pinge (220 pluss 10 protsenti ) V ja pinge lõpus on (220-10 protsenti ) V, peavad elektriseadmed omama teatud võimet taluma võrgu pingekõikumisi. Kuigi enamikul elektriseadmetel on võime taluda toitepinge kõikumisi, on statistika järgi toiteallika pinge kõikumine üks elektriseadmete rikete põhjusi. Seetõttu peavad need elektriseadmed nende normaalse töö tagamiseks kasutama reguleeritud toiteallikaid.
Stabiliseeritud toiteallikas on seade, mis stabiliseerib võrgu pinget. Seda on minu riigis kasutatud juba aastaid, näiteks: pingereguleerivat trafot käitava servomootori libiseva kontaktiga, muutuva reaktori tüüp ja magnetilise küllastuse automaatne pingestabiliseeritud toiteallikas.
Põhimõtteliselt proovib ülalmainitud reguleeritud toiteallikas võrgu pinget, võrdleb neid ja reguleerib vahelduvpinge väljundi stabiliseerimiseks servomootori või kontaktivaba lüliti abil. Seda tüüpi reguleeritud toiteallikal on üldiselt halb pinge reguleerimise efekt ja täpsus on 1% ~0,5%.
Praegusel vahelduvvoolu reguleeritud toiteallikal on peamiselt järgmised probleemid:
(1) Mittelineaarsete reaktorite kasutamine toob sageli kaasa harmoonilisi, mis ei paranda võrgu pinge lainekuju kvaliteeti ja mõnel on täiendav lainekuju moonutus, mis põhjustab võrku harmoonilist reostust.
(2) Proovivõtuaeg ja täiturmehhanismi toimimisaeg on liiga pikad.
Nendel kahel lülil on pingestabilisaatori jõudlusele suur mõju. Valimimeetodi puhul kasutatakse üldiselt efektiivse väärtuse või keskmise väärtuse valimit, mis võtab vähemalt mitu tsüklit; samas kui servomootoril kulub reguleerimistoimingute tegemiseks tavaliselt mitu sekundit kuni kümneid sekundeid, mis on liiga pikk ja kahjulik. Pinge lainekuju ei parane. Nendel pinge stabiliseerimismeetoditel ei ole aega reageerida ja rakendada võrgupinges kiiresti muutuvaid häireid, nagu liigpinged, langused, impulsihäired ja kõrgsagedushäired, mis põhjustavad häirete läbimist pinge stabiliseerimisseadmest ja jõudmist elektrivõrku. seadmeid, mis ei saa mõjutada elektriseadmeid. Kui kaitseefekti ei saavutata, võib see põhjustada ka elektriseadmete talitlushäireid või isegi kahjustada saada.
On näha, et kui võrgupinge muutub ja häirib, saab reguleeritud toiteallika väljundpinge kiiresti nimiväärtuse lähedusse naasta ning elektriseadmetele antakse hea lainekuju ja stabiilse amplituudiga siinus- vahelduvpinge. , mis tagab selle ohutu ja normaalse töö. Sellest on palju kasu.
2. Vahelduvpinge reguleerimise meetodite hetkeline võrdlus
Järgnevalt tutvustatakse uut vahelduvpinge stabiliseerimise meetodit, mis võib parandada ülalmainitud vahelduvpinge stabiliseerimise toiteallika defitsiiti, st kasutades momentaalse võrdlusmeetodi-lainekuju parandamise tehnoloogiat vahelduvpinge stabiliseerimise toiteallika valmistamiseks.
Võrgupinge uin{0}}nimipinge uS pluss ⊿u
Võrgu pinge uin pluss juhtpinge uC=väljundpinge uout
Nende hulgas on nimipinge uS kunstlikult määratud ideaalses olekus pinge ja ⊿u on võrgupinge kõrvalekalle nimipingest. Olenemata suurusest, kuni kõrvalekalde nimipingest saab katta kunstlikult valmistatud juhtpinge uC ja võrgupinge uin. Kui tehisjuhtpinge uC on võrdne -⊿u, kui ⊿u muutub, muutub vastavalt ka -⊿u ning sisendpinge uin ja juhtpinge uC on võrdne nimipingega uS. Linna elektrivõrgus on ühefaasilise nimipinge efektiivne väärtus 220 V.
Sisendpingest põhjustatud muutuse korral võetakse esmalt sisendpinge diskreetimine ja suhtekoefitsient on 1/A,
uin/A=(uS pluss ⊿u1)/A=uS/A plus ⊿u1/A
Loo kunstlikult võrdluspinge ur, mille sagedus ja faas on samad kui võrgupingel, efektiivne väärtus on US/A ja lainekuju on hea. Sisendpinge uin ja ur diskreetimisväärtuse erinevus on ⊿u1/A, see tähendab uin—ur=⊿u1/A ning seejärel võimendatakse pingeerinevust ja võimsust kordades. Olgu =A, siis on võimendatud väärtus ⊿u1 ja seejärel asetage ⊿u1 ahelasse tagurpidi läbi ühendustrafo. Sel ajal on väljundpinge võrdne nimipingega, st uout=uS=Aur= ur. Kuna praegu on võimendustegur, on uout jõudlus seotud ainult ur-iga. ur on reaalne kunstlikult genereeritud pinge, mida saab saada analoog- või digitaalahelate abil ja millel on head jõudlusnäitajad. Uri stabiilsus määrab ka väljundpinge stabiilsuse.
Ülaltoodud analüüsist on näha, et hetkvõrdluse vahelduvpinge stabiliseerimise meetodi olemus on: kasutada sisendpinget ja võrdluspinget hetkevõrdluseks, et välja selgitada lainekuju puudujääk ning parandada ja parandada sisendpinget. lainekuju, kontrollides pinge superpositsiooni, et saavutada stabiilsus. väljundpinge eesmärk. Väljundpinge võimsuskvaliteedi määrab ur, hea lainekuju ja stabiilse amplituudiga; samas kui sisendpinge annab energiat ainult toiteallika sisemiseks tööks ja stabiilseks pingeväljundiks ning suure võimsusega stabiilne väljundpinge saadakse väikese võimsusega juhtpinge abil. Sel viisil annab väljundenergia võrk ja juhtpinget kasutatakse ainult võrgu kõikuva nimipingest kõrvalekaldumise osa parandamiseks.
Samamoodi, kui sisendpinge on konstantne ja väljundpinge muutub koormuse muutuste tõttu, võetakse väljundpingest diskreet ja reguleeritakse juhtpinget uC2 sarnaselt juhtpinge uC2 muutmiseks, et säilitada väljundpinge stabiilsus ilma mis mõjutavad sisendpinget.
Skeemi rakendamisel säästlikkuse arvestamiseks kombineeritakse skeemi lihtsustamiseks juhtpinge uC1 saamine ja juhtpinge uC2 saamine konkreetses vooluringis, et saada joonisel 3 näidatud funktsionaalne plokkskeem. .
Sisendpinge ja etalonpinge võrdlusväärtus ning väljundpinge ja võrdluspinge võrdlusväärtus liidetakse liitjaga ning seejärel võimendatakse pinge- ja võimsusvõimendi ahelaga ning juhtpinge uC saadakse sidestuse abil. trafo, mis asetseb sisendpinge ja väljundpinge vahel. Juhtpinget uC kasutatakse peamiselt lainekuju parandamiseks, toitepinge reguleerimiseks ning samal ajal sisendtoiteallika ja koormuse isoleerimiseks.
3. Võrdlus tavapäraste reguleeritud toiteallikatega
Võrreldes tavapärasel põhimõttel valmistatud reguleeritud toiteallikaga, on ülaltoodud põhimõttel valmistatud reguleeritud toiteallikal järgmised omadused:
(1) Kiire reageerimine. Tänu kiirete lineaarsete elektroonikaseadmete kasutamisele, hetkelisele diskreetile ja hetkelisele täitmisele on juhtimisreaktsiooni kiirus äärmiselt kiire ja reguleerimine saab lõpule viia millisekundite jooksul, nii et väljundpinge saab kiiresti nimipinge lähedusse naasta . Seetõttu on selle funktsiooniks kõrgsageduslike häirete ja müra summutamine ning see puhastab millisekundite taseme häireid, mis tavaliste reguleeritud toiteallikate puhul on võimatu.
(2) Sisendpinge lai rakendusvahemik. Sisendpinge võib varieeruda 30% ~ 50% või rohkem ja seda saab reguleerida sümmeetriliselt. Mida laiem on vahemik, seda rohkem on vaja varustada remondienergiat. Juhtpinge väärtuse määrab peamiselt nõudlus. Majanduslikust ja praktilisest seisukohast on soovitatav võtta (8-10) protsenti .
(3) Pinge reguleerimise kõrge täpsus. Sõltuvalt võrdluspinge genereerimismeetodist võib pinge stabiliseerimise efekt ulatuda 1 protsendini , 0,1 protsendini , 0.01 protsendini . Erineva täpsusega pingeregulaatorid sobivad erinevate nõuetega puhkudeks. 1 protsenti kasutatakse üldiste pinge stabiliseerimise nõuete täitmiseks; 0,1 protsenti kasutatakse laborite või oluliste tööstusseadmete jaoks; Instrumentide taatlemiseks saab kasutada 0,01 protsenti.
(4) Sellel on rohelise toiteallika omadused. See meetod korrigeerib esmalt võrgupinge lainekuju heale siinuslainele ja annab seejärel koormusele toite. Remondienergia hulk sõltub vajadusest. Kuna selle meetodi olemus seisneb võrgu lainekuju korrigeerimises, on korrigeeritud lainekuju moonutused üldiselt alla 1 protsendi kuni 0,5 protsendini, seega on see pinge stabiliseerimismeetod roheline.
(5) Sellel on teatud keskkonnakaitselised omadused. Kui sisendpinge ei muutu, muutub väljundpinge koormuse erineva iseloomu tõttu ja vastavat juhtpinge muutust kasutatakse teatud harmoonilises vahemikus, et hoida väljundpinget konstantsena. Kuna juhtpingel on isolatsiooniefekt ja see ei mõjuta sisendpinget, on see pinge stabiliseerimise meetod teatud määral keskkonnasõbralik.
(6) Kõrge tööefektiivsus. Selle toiteallika tööpõhimõte seisneb selles, et väike võimsus juhib suurt võimsust ja sellel on kõrge kasutegur. Väljundpinge võimsus võetakse peamiselt võrgust ja juhtpinge on üldiselt see osa, kus võrgupinge erineb nimipingest, seega peab see tarbima ainult juhttoiteallika tootmise võimsust, nii et efektiivsus on ülikõrge.
Võtke näiteks 300 VA väljundtoiteallikas: kui võrgupinge kõikub pluss 10 protsenti, peate kontrollima ainult pluss 10 protsenti võimsuse kõikumist. Kasutegur on 300/(300 pluss 100)=75 protsenti. Ja mida kõrgem on juhttoiteallika valmistamise meetodi efektiivsus, seda suurem on kogu masina töötõhusus.
Võtke näitena invertermeetod: 0,01-protsendilise kõrge stabiilsusega toiteallika loomiseks AC/DC, DC/AC muundamise ja võimsusvõimendi seadme efektiivsuse piiratuse tõttu efektiivsus on alla 30 protsendi ilma muude kadudeta. Hetkevõrdlusmeetodi kasutamisel sama võimsusega reguleeritud toiteallika tegemiseks on vaja muuta ainult 10-protsendilise kõikumise parandamiseks juhttoiteallika võimsus. Isegi kui juhttoiteallikas on toodetud invertermeetodil, on tarbitav võimsus võrdne invertermeetodi omaga. 1/10. Ilmselgelt on kõrge stabiilsusega reguleeritud toiteallika valmistamisel hetkevõrdlusmeetodi kasutamise efektiivsus palju kõrgem kui invertermeetodil reguleeritud toiteallikal.
(7) Ärge kasutage madala sagedusega filtriseadmeid, nagu suur induktiivsus ja suur mahtuvus, väike suurus, kerge kaal, hea väljundlainekuju ja üldine lainekuju moonutus on 1% ~0,5%.
(8) Seda pingeregulaatorit saab kombineerida teiste pingeregulaatoritega ja mida kitsamaks on seatud stabiilsuse täpsusvahemik, seda väiksem on energiatarbimine. Näiteks kui eelseadistatud regulaatori stabiilsustäpsus on 2 protsenti, kui on vaja väljastada 5000 VA võimsust, peab see tootma ainult 100 VA juhttoiteallika ja stabiilsus võib ulatuda üle 0,1 protsendi .
(9) Võib kasutada kiiret kaitseahelat. Kui koormuse otsas tekib hetkeline lühistõrge, lakkab juhttoiteallikas kohe töötamast. Sel ajal on ühendustrafo samaväärne reaktoriga (ühendustrafo on trafo, mis sisestab juhttoiteallika), mille ülesanne on piirata lühisvoolu kasvu. Pärast tõrke kõrvaldamist jätkab juhttoiteplokk iseenesest tööd.
4. rakendage efekte
Algselt töötati selle juhtimismeetodi abil välja kompenseeriv stabiliseeritud toiteallikas. Põhiidee on juhtida võrgupinget negatiivse tagasisidega, mille stabiilsus on 0,1 protsenti, lainekuju moonutus 1 protsent ja võimsus 100 VA. Tolleaegse piiratud seadmete valiku tõttu ei saanud kaitsekiirus teiste probleemidega sammu pidada, sellist reguleeritud toiteallikat ei saanud populariseerida ja rakendada. Seejärel optimeeriti esialgset konstruktsiooni skeemi, seadme valikut, kiirkaitse sisendahelat jne, kasutades hetkevõrdluse ja lainekuju parandamise tehnoloogiat. Elektriarvestite taatlemiseks valmistatud 300VA väljundvõimsusega vahelduvvoolu stabiliseeritud toiteallikas on peale mitmeid parendusi ja katsetusi praktiliste funktsioonidega ning tegelik mõõtmine jõuab järgmiste näitajateni:
Kui sisendvõrgu pinge muutub digitaalse voltmeetriga mõõdetuna pluss 10 protsenti, ei ületa maksimaalne väljundpinge stabiilsus pluss 0,03 protsenti /3 minutit ja väljundlainekuju moonutus on<0.5%.
Reguleeritud toiteallikal on järgmised omadused:
(1) Kõik ahelad koosnevad analoogseadmetest, mida on lihtne valida ja mis on odavad;
(2) Toiteallika tööpõhimõte on see, et väike võimsus juhib suurt võimsust ja sellel on kõrge efektiivsus. 300 VA väljundvõimsuse saavutamiseks on vaja ainult 30 VA juhtimisvõimsust;
(3) Väljundtoru ei vaja kombineeritud toru. Kui kogu masina väljundvõimsus on 300 VA, kuna vaja on ainult 30 VA juhtimisvõimsust, saab väljundiks kasutada ainult paari suure võimsusega torusid ja õhkjahutusega soojuse hajutamist pole vaja;
(4) Tugev häiretevastane võime. Katse ajal viiakse kolmefaasiline elektrikeevitus läbi samal toiteliinil toiteallika samas ruumis ja väljundpinge ei hüppa;
(5) Selle projekti järgi assistendi poolt iseseisvalt toodetud reguleeritud toiteallikal on samad tehnilised näitajad, mis näitab, et projekteerimismeetod on väga ühtlane.
5. Kokkuvõtteks:
Kiirvõrdlusmeetod – lainekuju parandamise tehnoloogia Reguleeritud toiteallika valmistamise põhiprintsiip on võrrelda sisendpinge diskreetimisväärtust võrdluspingega, et selgitada välja lainekuju puudujääk ning seejärel sisendpinge lainekuju parandada ja parandada ning stabiliseerida. amplituud, muutes juhtpinget, et saavutada väljundpinge stabiilsuse eesmärk. Selle olemus on väikese võimsusega juhttoiteallika kasutamine suure võimsusega stabiilse pingeväljundi saamiseks. See on vahelduvvoolu pinge stabiliseerimise meetod, mis ühendab rohelise, keskkonnakaitse, puhastamise, kõrge efektiivsuse ja kõrge efektiivsuse. Selle tehnoloogia abil välja töötatud vahelduvvoolu reguleeritud toiteallikal on odav, kõrge indeks, madal hind ja lihtne juhtimine ning seda saab vastavalt vajadustele laiendada ka suure võimsusega reguleeritud toiteallikaks.
Selle pinge stabiliseerimismeetodi kasutamine võimaldab pakkuda kvaliteetset vahelduvvoolu stabiliseeritud pinge toiteallikat teadusuuringute, arvutiruumi, meditsiiniseadmete, tööstusautomaatikaseadmete, sideseadmete, valgustussüsteemide, audiovisuaalsete seadmete ja muude seadmete jaoks.
