Entwicklung einer AC-stabilisierten Stromversorgung unter Verwendung der Instantaneous-Vergleichsmethode
Elektronische Präzisionsinstrumente und -geräte werden häufig in Haushalten, in der industriellen Produktion, in der Büroautomatisierung, in der experimentellen Forschung, in der Kommunikationstechnik, in der medizinischen Versorgung und in anderen Bereichen eingesetzt und im Allgemeinen über städtische Stromnetze mit Strom versorgt. Die Nennspannung des städtischen Stromnetzes beträgt einphasig 220 V, was einer künstlich festgelegten Idealspannung entspricht. Da die Spannung am Kopfende der Stromversorgungsleitung vom Transformator (220 plus 10 Prozent) V und die Spannung am Ende (220-10 Prozent) V beträgt, müssen elektrische Geräte über eine bestimmte Fähigkeit verfügen um Schwankungen der Netzspannung standzuhalten. Obwohl die meisten elektrischen Geräte in der Lage sind, Schwankungen der Stromversorgungsspannung zu widerstehen, sind Schwankungen der Stromversorgungsspannung laut Statistik eine der Ursachen für Ausfälle elektrischer Geräte. Daher müssen diese elektrischen Geräte geregelte Stromversorgungen verwenden, um ihren normalen Betrieb sicherzustellen.
Das stabilisierte Netzteil ist ein Gerät, das die Netzspannung stabilisiert. Es wird in meinem Land seit vielen Jahren verwendet, beispielsweise als Gleitkontakttyp des Servomotors, der den Spannungsregeltransformator antreibt, als variabler Reaktortyp und als automatische spannungsstabilisierte Stromversorgung mit magnetischer Sättigung.
Im Prinzip tastet das oben erwähnte geregelte Netzteil die Netzspannung ab, vergleicht sie und passt sie mithilfe eines Servomotors oder eines berührungslosen Schalters an, um die Ausgabe der Wechselspannung zu stabilisieren. Diese Art von geregelter Stromversorgung hat im Allgemeinen eine schlechte Spannungsregulierungswirkung und die Genauigkeit beträgt 1 Prozent ~0,5 Prozent.
Die aktuelle AC-geregelte Stromversorgung weist hauptsächlich die folgenden Probleme auf:
(1) Die Verwendung nichtlinearer Drosseln führt häufig zu Oberwellen, die die Qualität der Netzspannungswellenform nicht verbessern, und einige weisen zusätzliche Wellenformverzerrungen auf, die zu einer Verschmutzung des Netzes durch Oberwellen führen.
(2) Die Abtastzeit und die Aktionszeit des Aktors sind zu lang.
Diese beiden Verbindungen haben großen Einfluss auf die Leistung des Spannungsstabilisators. Die Stichprobenmethode verwendet im Allgemeinen eine Effektivwert- oder Durchschnittswert-Stichprobe, die mindestens mehrere Zyklen erfordert. Während der Servomotor im Allgemeinen mehrere Sekunden bis mehrere zehn Sekunden benötigt, um Einstellvorgänge durchzuführen, was zu lang und schädlich für die Spannungswellenform ist, kommt es zu keiner Verbesserung. Diese Spannungsstabilisierungsmethoden haben keine Zeit, auf sich schnell ändernde Störungen der Netzspannung wie Überspannungen, Einbrüche, Impulsstörungen und Hochfrequenzstörungen, die dazu führen, dass Störungen durch das Spannungsstabilisierungsgerät gelangen und den Strom erreichen, zu reagieren und diese zu implementieren Geräte, die elektrische Geräte nicht beeinträchtigen können. Wird die Schutzwirkung nicht erreicht, kann es auch zu Fehlfunktionen oder sogar Schäden an der elektrischen Ausrüstung kommen.
Es ist ersichtlich, dass bei Änderungen und Störungen der Netzspannung die Ausgangsspannung des geregelten Netzteils schnell in die Nähe des Nennwerts zurückkehren kann und die elektrische Ausrüstung mit einer sinusförmigen Wechselspannung mit guter Wellenform und stabiler Amplitude versorgt wird , was einen sicheren und normalen Betrieb gewährleistet. Es gibt große Vorteile.
2. Sofortiger Vergleich von Wechselspannungsregelungsmethoden
Im Folgenden wird eine neue Methode zur Wechselspannungsstabilisierung vorgestellt, die den Mangel an der oben erwähnten Wechselspannungsstabilisierungsstromversorgung verbessern kann, d.
Netzspannung uin=Nennspannung uS plus ⊿u
Netzspannung uin plus Steuerspannung uC=Ausgangsspannung uout
Dabei ist die Nennspannung uS die künstlich vorgegebene Spannung im Idealzustand und ⊿u die Abweichung der Netzspannung von der Nennspannung. Unabhängig von der Größe, solange die Abweichung von der Nennspannung durch die künstlich hergestellte Steuerspannung uC und die Netzspannung uin überlagert werden kann. Wenn die künstliche Steuerspannung uC gleich -⊿u ist, ändert sich bei einer Änderung von ⊿u auch -⊿u entsprechend, und die Eingangsspannung uin und die Steuerspannung uC überlagern sich so, dass sie gleich der Nennspannung uS sind. Im städtischen Stromnetz beträgt der Effektivwert der einphasigen Nennspannung 220 V.
Für die durch die Eingangsspannung verursachte Änderung wird die Eingangsspannung zuerst abgetastet und der Verhältniskoeffizient beträgt 1/A.
uin/A=(uS plus ⊿u1)/A=uS/A plus ⊿u1/A
Erzeugen Sie künstlich eine Referenzspannung ur, die dieselbe Frequenz und Phase wie die Netzspannung hat, der Effektivwert US/A ist und die Wellenform gut ist. Die Differenz zwischen dem Abtastwert der Eingangsspannung uin und ur beträgt ⊿u1/A, d. h. uin – ur=⊿u1/A, und dann werden die Spannungsdifferenz und die Leistung mit der Zeit verstärkt. Sei =A, dann ist der verstärkte Wert ⊿u1 und überlagert dann ⊿u1 umgekehrt über den Kopplungstransformator in die Schaltung. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsspannung gleich der Nennspannung, also uout=uS=Aur= ur. Da es sich derzeit um einen Verstärkungsfaktor handelt, hängt die Leistung von uout nur von ur ab. ur ist eine künstlich erzeugte reale Spannung, die durch analoge oder digitale Schaltkreise gewonnen werden kann und gute Leistungsindikatoren aufweist. Die Stabilität von ur bestimmt auch die Stabilität der Ausgangsspannung.
Aus der obigen Analyse ist ersichtlich, dass der Kern der Wechselspannungsstabilisierungsmethode mit sofortigem Vergleich darin besteht, die Eingangsspannung und die Referenzspannung für den sofortigen Vergleich zu verwenden, um den Mangel der Wellenform herauszufinden und die Eingangsspannung zu verbessern und zu reparieren Wellenform durch Steuerung der Überlagerung der Spannung, um Stabilität zu erreichen. Ausgangsspannung Zweck. Die Leistungsqualität der Ausgangsspannung wird durch ur bestimmt, mit guter Wellenform und stabiler Amplitude; Während die Eingangsspannung nur Energie für den internen Betrieb des Netzteils und einen stabilen Spannungsausgang bereitstellt, wird durch die Verwendung einer Steuerspannung mit geringer Leistung eine stabile Ausgangsspannung mit hoher Leistung erzielt. Auf diese Weise wird die Ausgangsenergie aus dem Netz bereitgestellt und die Steuerspannung wird nur zur Reparatur des schwankenden Teils des Netzes verwendet, der von der Nennspannung abweicht.
Wenn die Eingangsspannung konstant ist und sich die Ausgangsspannung aufgrund von Laständerungen ändert, wird die Ausgangsspannung abgetastet und die Steuerspannung uC2 auf ähnliche Weise angepasst, um die Steuerspannung uC2 zu ändern und die Ausgangsspannungsstabilität aufrechtzuerhalten Auswirkungen auf die Eingangsspannung haben.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bei der Umsetzung des Schemas werden zur Vereinfachung der Schaltung die Erfassung der Steuerspannung uC1 und die Erfassung der Steuerspannung uC2 in einer spezifischen Schaltung kombiniert, um das in Abbildung 3 dargestellte Funktionsblockdiagramm zu erhalten .
Der Vergleichswert der Eingangsspannung und der Referenzspannung und der Vergleichswert der Ausgangsspannung und der Referenzspannung werden durch den Addierer addiert und dann durch die Spannungs- und Leistungsverstärkerschaltung verstärkt, und durch die Kopplung wird die Steuerspannung uC erhalten Transformator, der zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung überlagert ist. Die Steuerspannung uC wird hauptsächlich zur Reparatur der Wellenform, zur Anpassung der Versorgungsspannung und gleichzeitig zur Isolierung der Eingangsstromversorgung und der Last verwendet.
3. Vergleich mit herkömmlichen geregelten Netzteilen
Im Vergleich zur geregelten Stromversorgung nach dem herkömmlichen Prinzip weist die nach dem oben genannten Prinzip hergestellte geregelte Stromversorgung die folgenden Eigenschaften auf:
(1) Schnelle Reaktion. Aufgrund der Verwendung linearer elektronischer Hochgeschwindigkeitsgeräte, sofortiger Abtastung und sofortiger Ausführung ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Steuerung extrem schnell und die Anpassung kann innerhalb von Millisekunden abgeschlossen werden, sodass die Ausgangsspannung schnell in die Nähe der Nennspannung zurückkehren kann . Daher hat es die Funktion, hochfrequente Störungen und Rauschen zu unterdrücken und Störungen im Millisekundenbereich zu beseitigen, was bei herkömmlichen geregelten Netzteilen unmöglich ist.
(2) Breiter Anwendungsbereich der Eingangsspannung. Die Eingangsspannung kann um 30 bis 50 Prozent oder mehr variieren und kann symmetrisch angepasst werden. Je größer der Bereich, desto mehr Reparaturenergie muss bereitgestellt werden. Der Wert der Steuerspannung wird hauptsächlich durch den Bedarf bestimmt. Aus wirtschaftlicher und praktischer Sicht ist es ratsam, (8~10) Prozent zu nehmen.
(3) Hohe Genauigkeit der Spannungsregelung. Je nach Erzeugungsmethode der Referenzspannung kann der Spannungsstabilisierungseffekt 1 Prozent, 0,1 Prozent, 0,01 Prozent erreichen. Spannungsregler mit unterschiedlicher Präzision eignen sich für Anlässe mit unterschiedlichen Anforderungen. 1 Prozent wird für allgemeine Spannungsstabilisierungsanforderungen verwendet; 0,1 Prozent werden für Labore oder wichtige Industrieanlagen verwendet; 0,01 Prozent können zur Instrumentenüberprüfung verwendet werden.
(4) Es weist die Eigenschaften einer Ökostromversorgung auf. Bei dieser Methode wird zunächst die Wellenform der Netzspannung auf eine gute Sinuswelle korrigiert und dann die Last mit Strom versorgt. Die Menge der Reparaturenergie richtet sich nach dem Bedarf. Da der Kern dieser Methode darin besteht, die Gitterwellenform zu korrigieren, beträgt die Verzerrung der korrigierten Wellenform im Allgemeinen weniger als 1 Prozent bis 0,5 Prozent, sodass diese Spannungsstabilisierungsmethode grün ist.
(5) Es verfügt über bestimmte Umweltschutzeigenschaften. Ändert sich die Eingangsspannung nicht, ändert sich aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit der Last die Ausgangsspannung und die entsprechende Änderung der Steuerspannung wird innerhalb eines bestimmten Oberschwingungsbereichs genutzt, um die Ausgangsspannung konstant zu halten. Da die Steuerspannung isolierend wirkt und die Eingangsspannung nicht beeinflusst, ist diese Spannungsstabilisierungsmethode in gewissem Maße umweltfreundlich.
(6) Hohe Arbeitseffizienz. Das Funktionsprinzip dieses Netzteils besteht darin, dass eine niedrige Leistung eine hohe Leistung steuert und es einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Die Kapazität der Ausgangsspannung wird hauptsächlich aus dem Netz entnommen, und die Steuerspannung ist im Allgemeinen der Teil, in dem die Netzspannung von der Nennspannung abweicht, sodass sie nur den Strom zur Herstellung der Steuerstromversorgung verbrauchen muss, sodass der Wirkungsgrad beträgt extrem hoch.
Nehmen Sie als Beispiel das 300-VA-Ausgangsnetzteil: Wenn die Netzspannung um plus 10 Prozent schwankt, müssen Sie nur die plus 10 Prozent Leistungsschwankung kontrollieren. Der Wirkungsgrad beträgt 300/(300 plus 100)=75 Prozent. Und je höher die Effizienz der Methode zur Herstellung der Steuerstromversorgung ist, desto höher ist die Arbeitseffizienz der gesamten Maschine.
Nehmen Sie als Beispiel die Wechselrichtermethode: Um eine hochstabile Stromversorgung von 0,01 Prozent zu erzeugen, ist die Gesamtleistung aufgrund der AC/DC-, DC/AC-Umwandlung und der begrenzten Effizienz des Leistungsverstärkergeräts begrenzt Der Wirkungsgrad liegt ohne weitere Verluste unter 30 Prozent. Wenn die Methode des sofortigen Vergleichs verwendet wird, um eine geregelte Stromversorgung mit der gleichen Leistung herzustellen, ist es lediglich erforderlich, die Leistung der Steuerstromversorgung zur Reparatur von 10-Prozent-Schwankungen heranzuziehen. Selbst wenn die Steuerstromversorgung im Wechselrichterverfahren hergestellt wird, entspricht die verbrauchte Leistung nur dem des Wechselrichterverfahrens. 1/10. Offensichtlich ist bei der Herstellung einer hochstabilen geregelten Stromversorgung die Effizienz der Verwendung der Momentanvergleichsmethode viel höher als die der geregelten Stromversorgung unter Verwendung der Wechselrichtermethode.
(7) Verwenden Sie keine Niederfrequenzfiltergeräte wie große Induktivität und große Kapazität, geringe Größe, geringes Gewicht, gute Ausgangswellenform und die allgemeine Wellenformverzerrung beträgt 1 Prozent ~0,5 Prozent.
(8) Dieser Spannungsregler kann mit anderen Spannungsreglern kaskadiert werden. Je enger der Stabilitätsgenauigkeitsbereich eingestellt wird, desto geringer ist der Energieverbrauch. Wenn beispielsweise die Stabilitätsgenauigkeit des Vorstufenreglers 2 Prozent beträgt und eine Leistung von 5000 VA ausgegeben werden muss, muss nur eine 100 VA-Steuerstromversorgung hergestellt werden, und die Stabilität kann mehr als 0,1 Prozent erreichen.
(9) Es kann eine schnelle Schutzschaltung verwendet werden. Wenn auf der Lastseite ein plötzlicher Kurzschlussfehler auftritt, wird die Steuerstromversorgung sofort außer Betrieb gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Kopplungstransformator einer Drossel (der Kopplungstransformator ist ein Transformator, der die Steuerstromversorgung einführt), der die Funktion hat, das Wachstum des Kurzschlussstroms zu begrenzen. Nach Beseitigung der Störung nimmt die Steuerstromversorgung ihre Arbeit selbstständig wieder auf.
4. Effekte anwenden
Mit dieser Regelungsmethode wurde zunächst ein kompensierendes, stabilisiertes Netzteil entwickelt. Die Hauptidee besteht darin, die Netzspannung mit negativer Rückkopplung zu steuern, mit einer Stabilität von 0,1 Prozent, einer Wellenformverzerrung von 1 Prozent und einer Leistung von 100 VA. Da die Auswahl an Geräten zu dieser Zeit begrenzt war und die Schutzgeschwindigkeit nicht mit anderen Problemen mithalten konnte, konnte diese Art der geregelten Stromversorgung nicht populär gemacht und angewendet werden. Anschließend wurden das ursprüngliche Designschema, die Geräteauswahl, die schnelle Schutzeingangsschaltung usw. durch den Einsatz von Sofortvergleichs- und Wellenformreparaturtechnologie optimiert. Nach mehreren Verbesserungen und Tests verfügt das stabilisierte AC-Netzteil mit 300 VA Ausgangsleistung für die Überprüfung von Stromzählern über praktische Funktionen und die tatsächliche Messung erreicht die folgenden Indikatoren:
Wenn sich die Eingangsnetzspannung um plus 10 Prozent ändert, gemessen mit einem digitalen Voltmeter, überschreitet die maximale Stabilität der Ausgangsspannung nicht plus 0,03 Prozent/3 Minuten und die Ausgangswellenformverzerrung beträgt<0.5%.
Das geregelte Netzteil weist folgende Eigenschaften auf:
(1) Die Schaltkreise bestehen alle aus analogen Geräten, die einfach auszuwählen und kostengünstig sind.
(2) Das Funktionsprinzip des Netzteils besteht darin, dass eine niedrige Leistung eine hohe Leistung steuert und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Es müssen nur 30 VA Steuerleistung bereitgestellt werden, um eine Ausgangsleistung von 300 VA zu erreichen.
(3) Die Ausgangsleistungsröhre benötigt keine kombinierte Röhre. Wenn die Ausgangsleistung der gesamten Maschine 300 VA beträgt, kann, da nur 30 VA Steuerleistung benötigt wird, nur ein Paar Hochleistungsröhren für die Ausgabe verwendet werden und es ist keine luftgekühlte Wärmeableitung erforderlich;
(4) Starke Anti-Interferenz-Fähigkeit. Während des Tests wird der dreiphasige Elektroschweißvorgang an derselben Stromversorgungsleitung im selben Raum der Stromversorgung durchgeführt und die Ausgangsspannung springt nicht;
(5) Das vom Assistenten gemäß diesem Entwurf unabhängig hergestellte geregelte Netzteil weist dieselben technischen Indikatoren auf, was zeigt, dass die Entwurfsmethode sehr konsistent ist.
5. abschließend:
Sofortige Vergleichsmethode – Wellenform-Reparaturtechnologie. Das Grundprinzip bei der Herstellung einer geregelten Stromversorgung besteht darin, den Abtastwert der Eingangsspannung mit der Referenzspannung zu vergleichen, um den Mangel der Wellenform herauszufinden, und dann die Wellenform der Eingangsspannung zu verbessern, zu reparieren und zu stabilisieren die amplitude durch ändern der steuerspannung, um den zweck der ausgangsspannung stabilität. Sein Kern besteht darin, ein Steuernetzteil mit geringem Stromverbrauch zu verwenden, um einen stabilen Spannungsausgang mit großer Kapazität zu erhalten. Es handelt sich um eine Methode zur Stabilisierung der Wechselspannung, die Grün, Umweltschutz, Reinigung, hohe Effizienz und hohe Effizienz integriert. Das mithilfe dieser Technologie entwickelte AC-geregelte Netzteil zeichnet sich durch niedrige Kosten, hohen Index, niedrige Kosten und einfache Steuerung aus und kann je nach Bedarf auch zu einem geregelten Hochleistungsnetzteil erweitert werden.
Mithilfe dieser Spannungsstabilisierungsmethode kann eine qualitativ hochwertige AC-stabilisierte Spannungsversorgung für wissenschaftliche Forschung, Computerräume, medizinische Geräte, industrielle Automatisierungsgeräte, Kommunikationsgeräte, Beleuchtungssysteme, audiovisuelle Geräte und andere Geräte bereitgestellt werden.
