SU915063A1

SU915063A1 - Ac voltage stabilizer

Info

Publication number: SU915063A1
Application number: SU802874141A
Authority: SU
Inventors: Boris L Rudnitskij; Aleksandr A Dryuchin
Original assignee: Vinnitsky Politekhn Inst
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника стабильного переменного напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used as a source of stable alternating voltage.

Известен стабилизатор переменного 5 напряжения, содержащий вольт-добавочный трансформатор, фазосдвигающий орган, включенный между входными и выходными выводами, регулирующий элемент, вход которого через выпрями- 1® тельный элемент подключен к датчику рассогласования,причем фазосдвигающий орган выполнен в виде моста, плечи которого образованы двумя обмотками трансформатора и двумя конден- ’⁵саторами, датчик рассогласования также выполнен в виде моста, состоящего из резисторов и стабилитронов, в диагональ которого включены две параллельно соединенные цепочки из диода ²⁰и реле, причем контакты этих реле подключены через выпрямитель к одно·^ му из выводов регулирующего элемента^Known stabilizer AC 5 voltage containing volt-additional transformer, a phase-shifting element connected between the input and output pins, a regulating element, the input of which is connected via a rectifier to the error sensor, and the phase-shifting body is designed as a bridge, whose shoulders are two windings of the transformer and two capacitor ^'5 Satoru, the error sensor is also formed as a bridge consisting of resistors and zener diodes in the diagonal of which included two parallels no connected chain of diode ²⁰ and the relay, the contacts of these relays are connected through a rectifier to one of th ^ · conclusions regulating member ^

22

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство., содержащее вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между входной и выходной клеммой, датчик рассогласования, входом соединенной с выходными клеммами, фазосдвигающий узел и регулирующий элемент (2).The closest technical solution to the invention is a device containing a booster transformer, the secondary winding of which is connected between the input and output terminals, the error sensor, the input connected to the output terminals, the phase-shifting node and the regulating element (2).

Недостатками известных устройств являются узкий диапазон стабилизации и наличие нелинейных искажений выходного напряжения.The disadvantages of the known devices are a narrow stabilization range and the presence of nonlinear distortion of the output voltage.

Цель изобретения - расширение диапазона стабилизации и уменьшение нелинейных искажений.The purpose of the invention is to expand the range of stabilization and reduce nonlinear distortion.

Поставленная цель достигается тем, что, в стабилизатор переменного напряжения введены делитель напряжения, активный режекторный фильтр, два вычитающих узла и усилитель мощности, причем делитель напряжения входом подключен к входным клеммам, а выходом - ко входу активного режекторно. . · · 3 915This goal is achieved by the fact that a voltage divider, an active notch filter, two subtracting nodes and a power amplifier are introduced into the AC voltage regulator, the input voltage divider being connected to the input terminals and the output to the active notch input. . · · 3 915

го фильтра и первому входу первого вычитающего узла, второй вход которого соединен с выходом активного режекторного фильтра, выход первого вычитающего узла подключен к первому входу фазосдвитающего узла, выполненного на операционном усилителе, второй вход которого через регулирующий элемент соединен с выходом датчика рассогласования, выход фазосдвигающего узла подключен к первому входу 'второго вычитающего узла, второй выход которого подключен к выходу активного рёжекторного фильтра, а выход через усилитель мощности соединен с первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора.filter and the first input of the first subtractive node, the second input of which is connected to the output of the active notch filter, the output of the first subtractive node is connected to the first input of the phase-shifting node, made on the operational amplifier, the second input of which is connected to the output of the phase-shifting node through the regulating element connected to the first input of the second subtractive unit, the second output of which is connected to the output of the active rejector filter, and the output through the power amplifier is connected to the first winding booster transformer.

При этом регулирующий элемент выполнен на полевом транзисторе.In this case, the regulating element is made on a field-effect transistor.

На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит вольт-добавоч-. ный трансформатор 1, датчик 2 рассогласования, соединенный с регулирующим элементом 3, выполненном на полевом транзисторе, подключенном к фазосдвигающему узлу 4, выполненном на основе операционного усилителя, делитель 5 напряжения, включенный ‘между входными клеммами устройства и входами активного режекторного фильтра 6 и первого вычитающего узла 3, второй вход которого подключен к выходу активного режекторного фильтра 6, выход первого вычитающего узла 7 соединен со входом фазосдвигающего узла 4 и активного режекторного фильтра 6 через второй вычитающий узел 8 соединены со входом усилителя 9 мощности, выход усилителя 9 мощности соединен с первичной обмоткой вольт-добавочного трансформатора 1, вторичная обмотка которого включена : между одной из входных и одной из выходных клемм устройства, совместно с другой из выходных клемм, подключенных ко входу датчика 2 рассогласования.The device contains a volt-add-on. a transformer 1, an error sensor 2 connected to a regulating element 3 made on a field-effect transistor connected to a phase-shifting node 4 made on the basis of an operational amplifier, a voltage divider 5 connected between the input terminals of the device and the inputs of the active notch filter 6 and the first subtractive node 3, the second input of which is connected to the output of the active notch filter 6, the output of the first subtractive node 7 is connected to the input of the phase-shifting node 4 and the active notch filter 6 through the second A swarm of the subtractive unit 8 is connected to the input of the power amplifier 9, the output of the power amplifier 9 is connected to the primary winding of the volt-auxiliary transformer 1, the secondary winding of which is connected: between one of the input terminals and one of the output terminals of the device, the input of the sensor 2 mismatch.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Выходное напряжение устройства поступает на датчик 2 рассогласования, формирующий сигнал ошибки, изменяющий сопротивление регулирующего элемента 3. Так как регулирующий элемент 3 выполнен на полевом транзисторе, то в зависимости от уровня сигнала ошибки датчика рассогласования 2 его сопротивление может изме4The output voltage of the device goes to the error sensor 2, which generates an error signal that changes the resistance of the regulating element 3. Since the regulating element 3 is made on a field-effect transistor, depending on the level of the error signal of the error sensor 2, its resistance may change

Пяться практически от нуля до бесконечности, поэтому напряжение на выходе фаэосдаигающего узла 4, выпол немного на основе операционного усилителя, может изменять свою фазу от 180°до 0° по отношению к напряжению на его входе. Это напряжение поступает на один из входов вычитающего узла 7, на второй вход которого поступает сигнал -с выхода активного режекторного фильтра 6, настроенного на основную частоту входного сигнала. При отсутствии искажений формы выходного сигнала устройства напряжение на выходе активного режекторного фильтра 6, настроенного на частоту входного сигнала, равно нулю и входной сигнал, уменьшенный по амплитуде делителем 5, проходит через второй вычитающий узел 8, усиливается усилителем 9 мощности и поступает на вторичную обмотку вольт-добавочного трансформатора 1. Напряжение на выходе устройства определяется геометрической суммой входного напряжения и напряжения вторичной обмотки вольтдобавочного трансформатора 1.Pentagon practically from zero to infinity, therefore, the voltage at the output of the photodegradable node 4, performed a little on the basis of the operational amplifier, can change its phase from 180 ° to 0 ° with respect to the voltage at its input. This voltage is applied to one of the inputs of the subtractive unit 7, to the second input of which a signal is received - from the output of the active notch filter 6, which is tuned to the main frequency of the input signal. In the absence of distortion of the output signal of the device, the voltage at the output of the active notch filter 6, tuned to the input signal frequency, is zero and the input signal, reduced in amplitude by the divider 5, passes through the second subtractive node 8, is amplified by the power amplifier 9 and is fed to the secondary volt - additional transformer 1. The voltage at the output of the device is determined by the geometric sum of the input voltage and the voltage of the secondary winding of the additional transformer 1.

При изменении выходного напряжения устройства за счет изменения входного или за счет изменения тока потребления нагрузки угол между входным напряжением и напряжением вторичной обмотки вольт-добавочного трансформатора изменяется, поддерживая постоянной амплитуду на выходе устройства независимо от величины реактивной составляющей тока нагрузки, в пределах от О’до 180°, расширяя тем самым диапазон стабилизации устройства по выходному напряжению.When the output voltage of the device changes due to a change in the input or due to a change in the load consumption current, the angle between the input voltage and the secondary voltage of the volt-auxiliary transformer changes, maintaining a constant amplitude at the device output, regardless of the magnitude of the reactive component of the load current, ranging from O'do 180 °, thereby expanding the range of stabilization of the device for the output voltage.

При искажении формы входного напряжения на выходе активного режекторного фильтра 6 появляется сигнал коррекции, обусловленный наличием составляющих, отличных от частоты входного напряжения. Сигнал коррекции вычитается из сигнала, поступающего с делителя напряжения 5 в первом вычитающем узле 7, обеспечивая формирование синусоидального входного сигнала фазосдвигающего узла 4. Выходной сигнал фазосдвигающего узла 4 за счет сигнала коррекции, поступающего с активного режекторного фильтра, на выходе второго вычитающего узла 8 искажается по форме, затем усиливается усилителем 9 мощности и поступает на вторичную обмотку вольт-добавочного трансформатора 1.With distortion of the input voltage form at the output of the active notch filter 6, a correction signal appears due to the presence of components other than the frequency of the input voltage. The correction signal is subtracted from the signal coming from the voltage divider 5 in the first subtractive node 7, ensuring the formation of a sinusoidal input signal of the phase-shifting node 4. The output signal of the phase-shifting node 4 due to the correction signal coming from the active notch filter is distorted at the output of the second subtractive node 8. form, then amplified by the amplifier 9 power and enters the secondary winding of the volt-auxiliary transformer 1.

5 915 91

Так как мгновенное знамение напряжения на выходе устройства определяется суммой напряжений на входе устройства и на вторичной обмотке вольтдобавочного трансформатора 1, то искажения формы входного напряжения компенсируются искажениями напряжения на вторичной обмотке вольт-добавочного трансформатора и при единичном коэффициенте передачи по цепи: делитель 5, активный режекторный фильтр 6, второй вычитающий узел 8, усилитель 9 мощности, вольт-добавочный трансформатор 1. Выходное напряжение устройства имеет синусоидальную форму, что приводит к уменьшению нелинейных искажений выходного напряжения устройства.Since the instantaneous sign of the voltage at the output of the device is determined by the sum of the voltages at the input of the device and at the secondary winding of the booster transformer 1, the distortions of the input voltage form are compensated by the voltage distortions at the secondary winding of the volt-additional transformer and at a unit transmission coefficient along the circuit: divider 5, active notch filter 6, the second subtracting node 8, power amplifier 9, volt-auxiliary transformer 1. The output voltage of the device is sinusoidal, which is led This will reduce the non-linear distortion of the output voltage of the device.

Таким образом, так как фазовый сдвиг напряжения на вторичной обмотке вольт-добавочного трансформатора (напряжения коррекции) не зависит от реактивности нагрузки и изменяется от 0 до 180°, пределы стабилизации предлагаемого устройства расширяются по отношению к пределам стабилизации известных устройств. Кроме того, наличие коррекции формы входного напряжения обеспечивает снижение нелинейных искажений выходного напряжения устройства, что свидетельствует о достижении положительного эффекта.Thus, since the phase shift of the voltage on the secondary winding of the volt-auxiliary transformer (correction voltage) does not depend on the load reactivity and varies from 0 to 180 °, the stabilization limits of the proposed device are extended with respect to the stabilization limits of known devices. In addition, the presence of the input voltage form correction reduces the nonlinear distortion of the output voltage of the device, which indicates the achievement of a positive effect.

Стабилизатор напряжения имеет также более высокий коэффициент стабилизации и надежность по сравнению с известным за счет введения обратной связи по амплитуде выходного напряжения и исключения электромеханических элементов.The voltage stabilizer also has a higher stabilization factor and reliability compared to the known one due to the introduction of feedback on the amplitude of the output voltage and the elimination of electromechanical elements.

Claims

Claim

1. AC voltage regulator containing a volt-auxiliary 5063 6

a new transformer, the secondary winding of which is connected between the input and output terminals, the error sensor, the input connected to the output

5 terminals, the phase-shifting unit and the regulating element, which is the fact that, in order to expand the range of stabilization and reduce nonlinear distortions,

It has a voltage divider, an active notch filter, two subtracting nodes and a power amplifier, the input voltage divider being connected to the input terminals ·, and the output 15 to the input of the active notch filter and the first input of the first subtracting node, the second input of which is connected to the output active * notch filter, lane output

The 20th subtractive node is connected to the first input of the phase-shifting node, performed at the operational amplifier ', the second input of which is connected via a regulating element to the output of the error sensor, the output of the phase-shifting node plug to the first input of the second subtractive node, the second input of which is connected to the output of the active rejection filter' tra, and the output through the power amplifier is connected to the primary winding of the booster transformer.

2. The stabilizer according to claim 1, in accordance with the fact that the regulating element is made on the field transistor.