Utvikling av AC-stabilisert strømforsyning ved bruk av øyeblikkelig sammenligningsmetode
Elektroniske presisjonsinstrumenter og -utstyr er mye brukt i husholdninger, industriell produksjon, kontorautomatisering, eksperimentell forskning, kommunikasjonsteknikk, medisinsk behandling og andre felt, og drives vanligvis av urbane strømnett. Den nominelle spenningen til det urbane strømnettet er enfaset 220V, som er en kunstig fastsatt ideell spenning. Siden spenningen i hovedenden av strømforsyningsledningen fra transformatoren er (220 pluss 10 prosent ) V og spenningen i enden er (220-10 prosent ) V, kreves det at elektrisk utstyr har en viss evne til å motstå nettspenningssvingninger. Selv om det meste av elektrisk utstyr har evnen til å motstå spenningssvingninger i strømforsyningen, er strømforsyningsspenningssvingninger ifølge statistikk en av årsakene til feil i elektrisk utstyr. Derfor må dette elektriske utstyret bruke regulerte strømforsyninger for å sikre normal drift.
Den stabiliserte strømforsyningen er en enhet som stabiliserer nettspenningen. Den har blitt brukt i mitt land i mange år, for eksempel: glidekontakttypen til servomotoren som driver den spenningsregulerende transformatoren, den variable reaktortypen og den automatiske spenningsstabiliserte strømforsyningen med magnetisk metning.
I prinsippet prøver den ovenfor nevnte regulerte strømforsyningen nettspenningen, sammenligner dem og justerer dem ved hjelp av en servomotor eller en berøringsfri bryter for å stabilisere utgangen av AC-spenningen. Denne typen regulert strømforsyning har generelt dårlig spenningsreguleringseffekt, og nøyaktigheten er 1 prosent ~0,5 prosent .
Den nåværende AC-regulerte strømforsyningen har hovedsakelig følgende problemer:
(1) Bruken av ikke-lineære reaktorer gir ofte harmoniske, som ikke forbedrer kvaliteten på nettspenningsbølgeformen, og noen har ytterligere bølgeformforvrengning som forårsaker harmonisk forurensning til nettet.
(2) Prøvetakingstiden og aktuatorens handlingstid er for lang.
Disse to leddene har stor innvirkning på ytelsen til spenningsstabilisatoren. Prøvetakingsmetoden tar vanligvis i bruk effektiv verdi- eller gjennomsnittsverdisampling, som tar minst flere sykluser; mens servomotoren vanligvis bruker flere sekunder til titalls sekunder på å utføre justeringshandlinger, som er for lang og skadelig for Det er ingen forbedring i spenningsbølgeformen. Disse spenningsstabiliseringsmetodene har ikke tid til å reagere og implementere de raskt skiftende forstyrrelsene i nettspenningen, som for eksempel overspenninger, nedfall, pulsforstyrrelser og høyfrekvente forstyrrelser, som fører til at forstyrrelser passerer gjennom spenningsstabiliseringsenheten og når den elektriske utstyr som ikke kan påvirke elektrisk utstyr. Hvis den beskyttende effekten ikke oppnås, kan det også føre til at det elektriske utstyret ikke fungerer eller til og med blir skadet.
Det kan sees at når nettspenningen endres og forstyrrer, kan utgangsspenningen til den regulerte strømforsyningen raskt gå tilbake til nærhet av merkeverdien, og den sinusformete vekselstrømspenningen med god bølgeform og stabil amplitude vil bli gitt til det elektriske utstyret , som vil sikre sikker og normal drift. Det er store fordeler.
2. Øyeblikkelig sammenligning av AC-spenningsreguleringsmetoder
Det følgende introduserer en ny metode for AC-spenningsstabilisering som kan forbedre mangelen på den ovennevnte AC-spenningsstabiliseringsstrømforsyningen, det vil si å bruke den øyeblikkelige sammenligningsmetoden-bølgeformreparasjonsteknologien for å lage en AC-spenningsstabiliseringsstrømforsyning.
Nettspenning uin=merkespenning uS pluss ⊿u
Nettspenning uin pluss styrespenning uC=utgangsspenning uout
Blant dem er merkespenningen uS spenningen i den ideelle tilstanden kunstig spesifisert, og ⊿u er avviket til nettspenningen fra merkespenningen. Uansett størrelse, så lenge avviket fra merkespenningen kan overlappes av den kunstig produserte styrespenningen uC og nettspenningen uin. Hvis den kunstige styrespenningen uC er lik -⊿u, når ⊿u endres, endres også -⊿u tilsvarende, og inngangsspenningen uin og styrespenningen uC er overlagret for å være lik merkespenningen uS. I det urbane strømnettet er den effektive verdien av enfaset nominell spenning 220V.
For endringen forårsaket av inngangsspenningen, samples inngangsspenningen først, og forholdskoeffisienten er 1/A,
uin/A=(uS pluss ⊿u1)/A=uS/A pluss ⊿u1/A
Lag kunstig en referansespenning ur, som har samme frekvens og fase som nettspenningen, den effektive verdien er US/A, og bølgeformen er god. Forskjellen mellom samplingsverdien til inngangsspenningen uin og ur er ⊿u1/A, det vil si uin—ur=⊿u1/A, og deretter forsterkes spenningsforskjellen og effekten med ganger. La =A, så er den forsterkede verdien ⊿u1, og legg deretter ⊿u1 inn i kretsen i revers gjennom koblingstransformatoren. På dette tidspunktet er utgangsspenningen lik merkespenningen, det vil si uout=uS=Aur= ur. På dette tidspunktet, siden det er en forsterkningsfaktor, er ytelsen til uout kun relatert til ur. ur er en ekte spenning generert kunstig, som kan oppnås av analoge eller digitale kretser, og har gode ytelsesindikatorer. Stabiliteten til ur bestemmer også stabiliteten til utgangsspenningen.
Det kan sees fra analysen ovenfor at essensen av den øyeblikkelige sammenligningen AC-spenningsstabiliseringsmetoden er: å bruke inngangsspenningen og referansespenningen for øyeblikkelig sammenligning for å finne ut mangelen på bølgeformen, og for å forbedre og reparere inngangsspenningen bølgeform ved å kontrollere superposisjonen av spenningen, for å oppnå stabilitet. formål med utgangsspenning. Strømkvaliteten til utgangsspenningen bestemmes av ur, med god bølgeform og stabil amplitude; mens inngangsspenningen kun gir energi til den interne driften av strømforsyningen og stabil spenningsutgang, og en stabil utgangsspenning med høy effekt oppnås ved å bruke en laveffekts styrespenning. På denne måten leveres utgangsenergien av nettet, og styrespenningen brukes kun til å reparere den fluktuerende delen av nettet som avviker fra merkespenningen.
Tilsvarende, når inngangsspenningen er konstant og utgangsspenningen endres på grunn av endringer i lasten, samples utgangsspenningen, og kontrollspenningen uC2 justeres på lignende måte for å endre kontrollspenningen uC2 for å opprettholde utgangsspenningsstabiliteten uten påvirker inngangsspenningen.
For å ta hensyn til økonomien i implementeringen av ordningen, for å forenkle kretsen, kombineres anskaffelsen av styrespenningen uC1 og anskaffelsen av styrespenningen uC2 i en spesifikk krets for å oppnå det funksjonelle blokkskjemaet vist i figur 3 .
Sammenligningsverdien for inngangsspenningen og referansespenningen og sammenligningsverdien av utgangsspenningen og referansespenningen legges til av adderen, og forsterkes deretter av spennings- og effektforsterkerkretsen, og styrespenningen uC oppnås av koblingen transformator, som er overlagret mellom inngangsspenningen og utgangsspenningen . Styrespenningen uC brukes hovedsakelig til å reparere bølgeformen, justere strømforsyningsspenningen, og samtidig spille rollen som å isolere inngangsstrømforsyningen og belastningen.
3. Sammenligning med konvensjonelle regulerte strømforsyninger
Sammenlignet med den regulerte strømforsyningen laget av det konvensjonelle prinsippet, har den regulerte strømforsyningen laget av prinsippet ovenfor følgende egenskaper:
(1) Rask respons. På grunn av bruken av høyhastighets lineære elektroniske enheter, øyeblikkelig sampling og øyeblikkelig utførelse, er kontrollresponshastigheten ekstremt rask, og justeringen kan fullføres i løpet av millisekunder, slik at utgangsspenningen raskt kan gå tilbake til nærheten av merkespenningen . Derfor har den funksjonen til å undertrykke høyfrekvent interferens og støy, og har effekten av å rense interferens på millisekundnivå, noe som er umulig for vanlige regulerte strømforsyninger.
(2) Bredt bruksområde for inngangsspenning. Inngangsspenningen kan variere med 30 prosent ~50 prosent eller mer, og den kan justeres symmetrisk. Jo bredere rekkevidde, jo mer reparasjonsenergi må tilføres. Verdien av styrespenningen bestemmes hovedsakelig av etterspørselen. Fra et økonomisk og praktisk synspunkt er det tilrådelig å ta (8~10) prosent .
(3) Høy nøyaktighet av spenningsregulering. Avhengig av genereringsmetoden for referansespenningen, kan spenningsstabiliseringseffekten nå 1 prosent , 0.1 prosent , 0.01 prosent . Spenningsregulatorer med ulik presisjon er egnet for anledninger med ulike krav. 1 prosent brukes til generelle spenningsstabiliseringskrav; 0.1 prosent brukes til laboratorier eller viktig industrielt utstyr; 0,01 prosent kan brukes til instrumentverifisering.
(4) Den har egenskapene til grønn strømforsyning. Denne metoden korrigerer først bølgeformen til nettspenningen til en god sinusbølge, og leverer deretter strøm til lasten. Mengden reparasjonsenergi avhenger av behovet. Siden essensen av denne metoden er å korrigere rutenettets bølgeform, er forvrengningen av den korrigerte bølgeformen generelt mindre enn 1 prosent til 0.5 prosent , så denne spenningsstabiliseringsmetoden er grønn.
(5) Den har visse miljøvernegenskaper. Hvis inngangsspenningen ikke endres, endres utgangsspenningen på grunn av belastningens forskjellige natur, og den tilsvarende endringen av styrespenningen brukes innenfor et visst harmonisk område for å holde utgangsspenningen konstant. Siden styrespenningen har en isolasjonseffekt og ikke påvirker inngangsspenningen, er denne spenningsstabiliserende metoden miljøvennlig til en viss grad.
(6) Høy arbeidseffektivitet. Arbeidsprinsippet for denne strømforsyningen er at lav effekt kontrollerer høy effekt, og den har høy effektivitet. Kapasiteten til utgangsspenningen er hovedsakelig hentet fra nettet, og kontrollspenningen er vanligvis den delen der nettspenningen avviker fra nominell spenning, så den trenger bare å forbruke kraften til å produsere kontrollstrømforsyningen, så effektiviteten er ekstremt høy.
Ta 300 VA utgangsstrømforsyningen som et eksempel: hvis nettspenningen svinger med pluss 10 prosent, trenger du bare å kontrollere pluss 10 prosent strømsvingninger. Effektiviteten er 300/(300 pluss 100)=75 prosent . Og jo høyere effektiviteten til metoden for å lage kontrollstrømforsyningen, desto høyere er arbeidseffektiviteten til hele maskinen.
Ta invertermetoden som et eksempel: å lage en 0.01 prosent høystabil strømforsyning, på grunn av AC/DC, DC/AC-konverteringen og begrensningen av effektiviteten til effektforsterkerenheten, den generelle effektiviteten er under 30 prosent uten andre tap. Når du bruker den øyeblikkelige sammenligningsmetoden for å lage en regulert strømforsyning med samme effekt, er det bare nødvendig å lage strømmen til kontrollstrømforsyningen for å reparere 10 prosent svingninger. Selv om styringsstrømforsyningen er produsert ved hjelp av invertermetoden, tilsvarer den forbrukte kraften kun den til invertermetoden. 1/10. Åpenbart, når du lager en regulert strømforsyning med høy stabilitet, er effektiviteten ved å bruke den øyeblikkelige sammenligningsmetoden mye høyere enn den for den regulerte strømforsyningen ved bruk av invertermetoden.
(7) Ikke bruk lavfrekvente filterenheter som stor induktans og stor kapasitans, liten størrelse, lett vekt, god utgangsbølgeform, og den generelle bølgeformforvrengningen er 1 prosent ~0,5 prosent .
(8) Denne spenningsregulatoren kan kobles sammen med andre spenningsregulatorer, og jo smalere stabilitetsnøyaktighetsområdet er satt, desto mindre blir energiforbruket. For eksempel, når stabilitetsnøyaktigheten til fortrinnsregulatoren er 2 prosent, hvis det er nødvendig å gi ut 5000 VA strøm, trenger den bare å produsere en 100 VA kontrollstrømforsyning, og stabiliteten kan nå mer enn 0,1 prosent.
(9) En rask beskyttelseskrets kan brukes. Når den øyeblikkelige kortslutningsfeilen oppstår ved lastenden, vil styrestrømforsyningen slutte å fungere umiddelbart. På dette tidspunktet tilsvarer koblingstransformatoren en reaktor (koblingstransformatoren er en transformator som introduserer styrestrømforsyningen), som har som funksjon å begrense veksten av kortslutningsstrømmen. Etter at feilen er eliminert, vil styrestrømforsyningen gjenoppta arbeidet av seg selv.
4. bruke effekter
I utgangspunktet ble en kompenserende stabilisert strømforsyning utviklet ved bruk av denne kontrollmetoden. Hovedideen er å kontrollere nettspenningen med negativ tilbakemelding, med en stabilitet på 0.1 prosent , en bølgeformforvrengning på 1 prosent og en effekt på 100VA. På grunn av det begrensede utvalget av enheter på den tiden, kunne ikke beskyttelseshastigheten holde tritt med andre problemer, denne typen regulert strømforsyning kunne ikke populariseres og brukes. Etterpå ble det originale designskjemaet, enhetsvalg, inngangskrets for hurtig beskyttelse osv. optimalisert ved å bruke øyeblikkelig sammenligning og bølgeformreparasjonsteknologi. Etter flere forbedringer og tester har den 300VA utgangseffekt AC-stabiliserte strømforsyningen laget for verifisering av elektriske energimålere praktiske funksjoner, og den faktiske målingen når følgende indikatorer:
Når inngangsnettspenningen endres med pluss 10 prosent , målt med et digitalt voltmeter, overskrider ikke maksimal utgangsspenningsstabilitet pluss 0,03 prosent /3 minutter, og utgangsbølgeformforvrengningen er<0.5%.
Den regulerte strømforsyningen har følgende egenskaper:
(1) Kretsene er alle sammensatt av analoge enheter, som er enkle å velge og billige;
(2) Arbeidsprinsippet for strømforsyningen er at lav effekt kontrollerer høy effekt og har høy effektivitet. Trenger bare å lage 30 VA kontrollkraft for å oppnå 300VA effekt;
(3) Utgangsrøret trenger ikke et kombinert rør. Når utgangseffekten til hele maskinen er 300VA, siden bare 30VA kontrollkraft er nødvendig, kan bare et par høyeffektrør brukes for utgang, og ingen luftkjølt varmeavledning er nødvendig;
(4) Sterk anti-interferens evne. Under testen utføres den trefasede elektriske sveiseoperasjonen på samme strømforsyningslinje i samme rom som strømforsyningen, og utgangsspenningen hopper ikke;
(5) Den regulerte strømforsyningen uavhengig produsert av assistenten i henhold til dette designet har de samme tekniske indikatorene, som viser at designmetoden er veldig konsistent.
5. avslutningsvis:
Øyeblikkelig sammenligningsmetode - bølgeformreparasjonsteknologi Det grunnleggende prinsippet for å lage en regulert strømforsyning er å sammenligne samplingsverdien til inngangsspenningen med referansespenningen for å finne ut mangelen til bølgeformen, og deretter forbedre og reparere inngangsspenningsbølgeformen og stabilisere amplituden ved å endre kontrollspenningen, for å oppnå hensikten med utgangsspenningsstabilitet. Essensen er å bruke en strømforsyning med lav effekt for å oppnå en stabil spenningsutgang med stor kapasitet. Det er en AC-spenningsstabiliseringsmetode som integrerer grønt, miljøvern, rensing, høy effektivitet og høy effektivitet. Den AC-regulerte strømforsyningen utviklet ved å bruke denne teknologien har egenskapene til lav pris, høy indeks, lav kostnad og enkel kontroll, og kan også utvides til en høyeffekts regulert strømforsyning etter behov.
Bruk av denne spenningsstabiliseringsmetoden kan gi høykvalitets AC-stabilisert spenningsforsyning for vitenskapelig forskning, datarom, medisinsk utstyr, industrielt automasjonsutstyr, kommunikasjonsutstyr, belysningssystem, audiovisuelt utstyr og annet utstyr.
