Maiņstrāvas stabilizētās barošanas avota izstrāde, izmantojot momentānās salīdzināšanas metodi
Precīzi elektroniskie instrumenti un iekārtas tiek plaši izmantoti mājsaimniecībās, rūpnieciskajā ražošanā, biroju automatizācijā, eksperimentālajā pētniecībā, sakaru inženierijā, medicīniskajā aprūpē un citās jomās, un tos parasti darbina pilsētas elektrotīkli. Pilsētas elektrotīkla nominālais spriegums ir vienfāzes 220 V, kas ir mākslīgi noteikts ideālais spriegums. Tā kā spriegums strāvas padeves līnijas galā no transformatora ir (220 plus 10 procenti ) V un spriegums galā ir (220-10 procenti ) V, elektroiekārtām ir jābūt noteiktai spējai pretoties tīkla sprieguma svārstībām. Lai gan lielākajai daļai elektroiekārtu ir spēja izturēt barošanas avota sprieguma svārstības, saskaņā ar statistiku, barošanas avota sprieguma svārstības ir viens no elektroiekārtu atteices cēloņiem. Tādēļ šīm elektroiekārtām ir jāizmanto regulēti barošanas avoti, lai nodrošinātu to normālu darbību.
Stabilizētais barošanas avots ir ierīce, kas stabilizē tīkla spriegumu. Manā valstī tas ir izmantots daudzus gadus, piemēram: servomotora bīdāmā kontakta tips, kas vada sprieguma regulēšanas transformatoru, mainīgā reaktora tips un magnētiskā piesātinājuma automātiskā sprieguma stabilizētā barošanas avots.
Principā iepriekšminētais regulētais barošanas avots ņem tīkla sprieguma paraugus, salīdzina tos un regulē tos, izmantojot servomotoru vai bezkontakta slēdzi, lai stabilizētu maiņstrāvas sprieguma izvadi. Šāda veida regulētam barošanas avotam parasti ir vājš sprieguma regulēšanas efekts, un precizitāte ir 1 procents ~0,5 procenti.
Pašreizējam maiņstrāvas regulētajam barošanas avotam galvenokārt ir šādas problēmas:
(1) Nelineāro reaktoru izmantošana bieži rada harmonikas, kas neuzlabo tīkla sprieguma viļņu formas kvalitāti, un dažiem ir papildu viļņu formas kropļojumi, kas rada harmonisku piesārņojumu tīklā.
(2) Paraugu ņemšanas laiks un izpildmehānisma darbības laiks ir pārāk garš.
Šīm divām saitēm ir liela ietekme uz sprieguma stabilizatora darbību. Izlases metode parasti izmanto efektīvās vērtības vai vidējās vērtības paraugu ņemšanu, kas ilgst vismaz vairākus ciklus; savukārt servomotoram parasti ir nepieciešamas vairākas sekundes līdz desmitiem sekunžu, lai veiktu regulēšanas darbības, kas ir pārāk ilgi un kaitīgi Sprieguma viļņu formai nav uzlabojumu. Šīm sprieguma stabilizācijas metodēm nav laika reaģēt un ieviest strauji mainīgos tīkla sprieguma traucējumus, piemēram, pārspriegumus, noslīdējumus, impulsu traucējumus un augstfrekvences traucējumus, kuru dēļ traucējumi iziet cauri sprieguma stabilizācijas ierīcei un sasniedz elektrisko. iekārtas, kas nevar ietekmēt elektroiekārtas. Ja aizsargefekts netiek sasniegts, tas var izraisīt arī elektroiekārtas darbības traucējumus vai pat bojājumus.
Redzams, ka, mainoties tīkla spriegumam un traucējot, regulētās barošanas avota izejas spriegums var ātri atgriezties nominālās vērtības tuvumā, un elektroiekārtai tiks nodrošināts sinusoidālais maiņstrāvas spriegums ar labu viļņu formu un stabilu amplitūdu. , kas nodrošinās tā drošu un normālu darbību. Ir lielas priekšrocības.
2. Maiņstrāvas sprieguma regulēšanas metožu momentānais salīdzinājums
Tālāk ir sniegta jauna maiņstrāvas sprieguma stabilizācijas metode, kas var uzlabot iepriekšminētā maiņstrāvas sprieguma stabilizācijas barošanas avota trūkumu, tas ir, izmantojot momentānās salīdzināšanas metodi-viļņu formas remonta tehnoloģiju, lai izveidotu maiņstrāvas sprieguma stabilizācijas barošanas avotu.
Tīkla spriegums uin{0}}nominālais spriegums uS plus ⊿u
Tīkla spriegums uin plus vadības spriegums uC=izejas spriegums uout
Tostarp nominālais spriegums uS ir spriegums ideālā stāvoklī, kas ir mākslīgi norādīts, un ⊿u ir tīkla sprieguma novirze no nominālā sprieguma. Neatkarīgi no izmēra, ja vien novirzi no nominālā sprieguma var uzklāt mākslīgi ražotais vadības spriegums uC un režģa spriegums uin. Ja mākslīgais vadības spriegums uC ir vienāds ar -⊿u, mainoties ⊿u, attiecīgi mainās arī -⊿u, un ieejas spriegums uin un vadības spriegums uC tiek uzlikti vienādi ar nominālo spriegumu uS. Pilsētas elektrotīklā vienfāzes nominālā sprieguma efektīvā vērtība ir 220 V.
Ieejas sprieguma izraisītajām izmaiņām vispirms tiek ņemta ieejas sprieguma parauga, un koeficients ir 1/A,
uin/A=(ASV plus ⊿u1)/A=uS/A plus ⊿u1/A
Mākslīgi izveidojiet atsauces spriegumu ur, kam ir tāda pati frekvence un fāze kā tīkla spriegumam, efektīvā vērtība ir US/A, un viļņu forma ir laba. Atšķirība starp ieejas sprieguma uin un ur iztveršanas vērtību ir ⊿u1/A, tas ir, uin—ur=⊿u1/A, un tad sprieguma starpība un jauda tiek pastiprināta reizes. Ļaujiet =A, tad pastiprinātā vērtība ir ⊿u1, un pēc tam uzlieciet ⊿u1 ķēdē pretējā virzienā caur savienojuma transformatoru. Šajā laikā izejas spriegums ir vienāds ar nominālo spriegumu, tas ir, uout=uS=Aur= ur. Šobrīd, tā kā tas ir pastiprināšanas faktors, uout veiktspēja ir saistīta tikai ar ur. ur ir īsts mākslīgi ģenerēts spriegums, ko var iegūt ar analogajām vai digitālajām shēmām, un tam ir labi veiktspējas rādītāji. Ur stabilitāte nosaka arī izejas sprieguma stabilitāti.
No iepriekš minētās analīzes var redzēt, ka momentānās salīdzināšanas maiņstrāvas sprieguma stabilizācijas metodes būtība ir: izmantot ieejas spriegumu un atsauces spriegumu momentānai salīdzināšanai, lai noskaidrotu viļņu formas trūkumu, kā arī uzlabotu un labotu ieejas spriegumu. viļņu forma, kontrolējot sprieguma superpozīciju, lai panāktu stabilitāti. izejas sprieguma mērķis. Izejas sprieguma jaudas kvalitāti nosaka ur, ar labu viļņu formu un stabilu amplitūdu; savukārt ieejas spriegums nodrošina tikai enerģiju barošanas avota iekšējai darbībai un stabila sprieguma izvadei, un stabilu izejas spriegumu ar lielu jaudu iegūst, izmantojot mazjaudas vadības spriegumu. Tādā veidā izejas enerģiju nodrošina tīkls, un vadības spriegums tiek izmantots tikai, lai labotu mainīgo tīkla daļu, kas novirzās no nominālā sprieguma.
Līdzīgi, kad ieejas spriegums ir nemainīgs un izejas spriegums mainās slodzes izmaiņu dēļ, tiek ņemts izejas sprieguma paraugs un vadības spriegums uC2 tiek regulēts līdzīgā veidā, lai mainītu vadības spriegumu uC2, lai saglabātu izejas sprieguma stabilitāti bez kas ietekmē ieejas spriegumu.
Ekonomijas apsvēršanai shēmas ieviešanā, lai vienkāršotu ķēdi, vadības sprieguma uC1 iegūšana un vadības sprieguma uC2 iegūšana tiek apvienota konkrētā shēmā, lai iegūtu funkcionālo blokshēmu, kas parādīta 3. attēlā. .
Ieejas sprieguma un atsauces sprieguma salīdzināšanas vērtību, kā arī izejas sprieguma un atsauces sprieguma salīdzināšanas vērtību saskaita ar summatoru un pēc tam pastiprina ar sprieguma un jaudas pastiprinātāja ķēdi, un vadības spriegumu uC iegūst ar savienojumu. transformators, kas atrodas starp ieejas spriegumu un izejas spriegumu. Vadības spriegums uC galvenokārt tiek izmantots, lai labotu viļņu formu, pielāgotu barošanas spriegumu un tajā pašā laikā veiktu ieejas barošanas avota un slodzes izolāciju.
3. Salīdzinājums ar parastajiem regulējamiem barošanas avotiem
Salīdzinājumā ar regulēto barošanas avotu, kas izgatavots pēc parastā principa, regulētajam barošanas blokam, kas izgatavots pēc iepriekš minētā principa, ir šādas īpašības:
(1) Ātra reakcija. Pateicoties ātrgaitas lineāro elektronisko ierīču izmantošanai, momentānai paraugu ņemšanai un momentānai izpildei, vadības reakcijas ātrums ir ārkārtīgi ātrs, un regulēšanu var pabeigt milisekundēs, lai izejas spriegums varētu ātri atgriezties nominālā sprieguma tuvumā. . Tāpēc tā funkcija ir slāpēt augstfrekvences traucējumus un troksni, kā arī attīra milisekundes līmeņa traucējumus, kas nav iespējams parastajiem regulētajiem barošanas avotiem.
(2) Plašs ieejas sprieguma pielietojuma diapazons. Ieejas spriegums var atšķirties par 30 procentiem ~ 50 procentiem vai vairāk, un to var regulēt simetriski. Jo plašāks diapazons, jo lielāka remonta enerģija ir jānodrošina. Vadības sprieguma vērtību galvenokārt nosaka pieprasījums. No ekonomiskā un praktiskā viedokļa ieteicams ņemt (8–10) procentus.
(3) Augsta sprieguma regulēšanas precizitāte. Atkarībā no atsauces sprieguma ģenerēšanas metodes sprieguma stabilizācijas efekts var sasniegt 1 procentu , 0.1 procentu , 0.01 procentu . Sprieguma regulatori ar dažādu precizitāti ir piemēroti gadījumiem ar dažādām prasībām. 1 procentu izmanto vispārējām sprieguma stabilizācijas prasībām; 0.1 procentu izmanto laboratorijām vai svarīgām rūpnieciskām iekārtām; Instrumentu verifikācijai var izmantot 0,01 procentu.
(4) Tam ir zaļās barošanas avota īpašības. Šī metode vispirms koriģē tīkla sprieguma viļņu formu līdz labam sinusoidālajam vilnim un pēc tam piegādā slodzei strāvu. Remonta enerģijas daudzums ir atkarīgs no nepieciešamības. Tā kā šīs metodes būtība ir labot režģa viļņu formu, koriģētās viļņu formas izkropļojums parasti ir mazāks par 1 procentu līdz 0,5 procentiem, tāpēc šī sprieguma stabilizācijas metode ir zaļa.
(5) Tam ir noteiktas vides aizsardzības īpašības. Ja ieejas spriegums nemainās, izejas spriegums mainās atšķirīgā slodzes rakstura dēļ, un atbilstošās vadības sprieguma izmaiņas tiek izmantotas noteiktā harmonikas diapazonā, lai izejas spriegums būtu nemainīgs. Tā kā vadības spriegumam ir izolācijas efekts un tas neietekmē ieejas spriegumu, šī sprieguma stabilizācijas metode zināmā mērā ir videi draudzīga.
(6) Augsta darba efektivitāte. Šī barošanas avota darbības princips ir tāds, ka zema jauda kontrolē lielu jaudu, un tam ir augsta efektivitāte. Izejas sprieguma jauda galvenokārt tiek ņemta no tīkla, un vadības spriegums parasti ir tā daļa, kurā tīkla spriegums atšķiras no nominālā sprieguma, tāpēc tam ir jāpatērē tikai vadības barošanas avota ražošanas jauda, tāpēc efektivitāte ir ārkārtīgi augsts.
Kā piemēru ņemiet 300 VA izejas barošanas avotu: ja tīkla spriegums svārstās par plus 10 procentiem, jums jākontrolē tikai plus 10 procentu jaudas svārstības. Efektivitāte ir 300/(300 plus 100)=75 procenti. Un jo augstāka ir vadības barošanas avota izgatavošanas metodes efektivitāte, jo augstāka ir visas mašīnas darba efektivitāte.
Kā piemēru ņemiet invertora metodi: lai izveidotu 0,01 procentu augstas stabilitātes barošanas avotu, pateicoties maiņstrāvas/līdzstrāvas, līdzstrāvas/maiņstrāvas pārveidei un jaudas pastiprinātāja ierīces efektivitātes ierobežojumam, kopumā efektivitāte ir zem 30 procentiem bez citiem zaudējumiem. Izmantojot momentānās salīdzināšanas metodi, lai izveidotu regulētu barošanas avotu ar tādu pašu jaudu, ir nepieciešams tikai iestatīt vadības barošanas avota jaudu 10 procentu svārstību novēršanai. Pat ja vadības barošanas avots ir ražots, izmantojot invertora metodi, patērētā jauda ir tikai līdzvērtīga invertora metodes patērētajai jaudai. 1/10. Acīmredzot, veidojot augstas stabilitātes regulēto barošanas avotu, momentānās salīdzināšanas metodes izmantošanas efektivitāte ir daudz augstāka nekā regulējamās barošanas avotam, izmantojot invertora metodi.
(7) Neizmantojiet zemfrekvences filtru ierīces, piemēram, lielu induktivitāti un lielu kapacitāti, mazu izmēru, vieglu svaru, labu izejas viļņu formu, un vispārējais viļņu formas izkropļojums ir 1 procents ~ 0,5 procenti.
(8) Šo sprieguma regulatoru var apvienot ar citiem sprieguma regulatoriem, un jo šaurāks ir iestatīts stabilitātes precizitātes diapazons, jo mazāks būs enerģijas patēriņš. Piemēram, ja pirmspakāpes regulatora stabilitātes precizitāte ir 2 procenti, ja nepieciešams izvadīt 5000 VA jaudu, tam ir jāizgatavo tikai 100 VA vadības barošanas avots, un stabilitāte var sasniedz vairāk nekā 0,1 procentu .
(9) Var izmantot ātru aizsardzības ķēdi. Kad slodzes galā rodas momentāna īssavienojuma kļūme, vadības barošanas bloks nekavējoties pārtrauks darboties. Šajā laikā savienojuma transformators ir līdzvērtīgs reaktoram (savienojuma transformators ir transformators, kas ievada vadības barošanas avotu), kura funkcija ir ierobežot īssavienojuma strāvas pieaugumu. Pēc kļūmes novēršanas vadības barošanas bloks pats atsāks darbu.
4. pielietot efektus
Sākotnēji, izmantojot šo vadības metodi, tika izstrādāts kompensējošs stabilizētais barošanas avots. Galvenā ideja ir kontrolēt tīkla spriegumu ar negatīvu atgriezenisko saiti, ar stabilitāti 0,1 procenti, viļņu formas izkropļojumu — 1 procentu un jaudu 100 VA. Tā kā tobrīd bija ierobežota ierīču izvēle, aizsardzības ātrums nevarēja tikt līdzi citām problēmām, šāda veida regulējamās barošanas avotus nevarēja popularizēt un pielietot. Pēc tam tika optimizēta sākotnējā dizaina shēma, ierīču izvēle, ātrās aizsardzības ievades shēma utt., izmantojot momentānas salīdzināšanas un viļņu formas labošanas tehnoloģiju. Elektroenerģijas skaitītāju verifikācijai izgatavotajam 300VA izejas jaudas maiņstrāvas stabilizētā barošanas blokam pēc vairākiem uzlabojumiem un testiem ir praktiskas funkcijas, un faktiskais mērījums sasniedz šādus rādītājus:
Kad ieejas tīkla spriegums mainās par plus 10 procentiem, mērot ar digitālo voltmetru, maksimālā izejas sprieguma stabilitāte nepārsniedz plus 0,03 procentus /3 minūtes, un izejas viļņu formas kropļojums ir<0.5%.
Regulētajam barošanas blokam ir šādas īpašības:
(1) Visas ķēdes sastāv no analogajām ierīcēm, kuras ir viegli izvēlēties un lētas;
(2) Barošanas avota darbības princips ir tāds, ka zema jauda kontrolē lielu jaudu un tai ir augsta efektivitāte. Nepieciešams tikai izveidot 30 VA vadības jaudu, lai sasniegtu 300 VA jaudu;
(3) Izejas jaudas caurulei nav nepieciešama kombinēta caurule. Ja visas mašīnas izejas jauda ir 300 VA, jo ir nepieciešama tikai 30 VA vadības jauda, izvadei var izmantot tikai pāris lieljaudas cauruļu, un nav nepieciešama gaisa dzesēšanas siltuma izkliedēšana;
(4) Spēcīga prettraucējumu spēja. Pārbaudes laikā trīsfāzu elektriskā metināšanas darbība tiek veikta tajā pašā barošanas līnijā tajā pašā barošanas avota telpā, un izejas spriegums nelec;
(5) Asistenta patstāvīgi ražotajam regulētajam barošanas blokam saskaņā ar šo projektu ir vienādi tehniskie rādītāji, kas liecina, ka projektēšanas metode ir ļoti konsekventa.
5. Nobeigumā:
Momentānās salīdzināšanas metode - viļņu formas remonta tehnoloģija Regulētas barošanas avota izgatavošanas pamatprincips ir salīdzināt ieejas sprieguma izlases vērtību ar atsauces spriegumu, lai noskaidrotu viļņu formas trūkumu, un pēc tam uzlabot un salabot ieejas sprieguma viļņu formu un stabilizēt. amplitūda, mainot vadības spriegumu, lai sasniegtu izejas sprieguma stabilitātes mērķi. Tās būtība ir izmantot mazjaudas vadības barošanas avotu, lai iegūtu lielas ietilpības stabila sprieguma izvadi. Tā ir maiņstrāvas sprieguma stabilizācijas metode, kas apvieno zaļo, vides aizsardzību, attīrīšanu, augstu efektivitāti un augstu efektivitāti. Maiņstrāvas regulētajam barošanas blokam, kas izstrādāts, izmantojot šo tehnoloģiju, ir zemu izmaksu, augsta indeksa, zemu izmaksu un vienkāršas vadības īpašības, un to var arī paplašināt līdz lieljaudas regulējamam barošanas blokam atbilstoši vajadzībām.
Izmantojot šo sprieguma stabilizācijas metodi, var nodrošināt augstas kvalitātes maiņstrāvas stabilizētā sprieguma barošanu zinātniskiem pētījumiem, datortelpai, medicīnas iekārtām, rūpnieciskās automatizācijas iekārtām, sakaru iekārtām, apgaismojuma sistēmām, audiovizuālajām iekārtām un citām iekārtām.
