순시 비교 방식을 이용한 AC 안정화 전원장치 개발
정밀 전자 기기 및 장비는 가정, 산업 생산, 사무 자동화, 실험 연구, 통신 공학, 의료 및 기타 분야에서 널리 사용되며 일반적으로 도시 전력망에 의해 구동됩니다. 도시 전력망의 정격 전압은 인위적으로 규정한 이상 전압인 단상 220V이다. 변압기에서 전원 공급선의 헤드 엔드 전압은 (220 + 10퍼센트) V이고 끝 전압은 (220-10퍼센트) V이므로 전기 장비는 다음과 같은 특정 능력이 필요합니다. 그리드 전압 변동에 저항합니다. 대부분의 전기 장비는 전원 전압 변동에 견딜 수 있는 능력이 있지만, 통계에 따르면 전원 전압 변동은 전기 장비 고장의 원인 중 하나입니다. 따라서 이러한 전기 장비는 정상 작동을 보장하기 위해 조정된 전원 공급 장치를 사용해야 합니다.
안정화된 전원 공급 장치는 그리드 전압을 안정화시키는 장치입니다. 그것은 전압 조정 변압기를 구동하는 서보 모터의 슬라이딩 접점 유형, 가변 리액터 유형 및 자기 포화 자동 전압 안정화 전원 공급 장치와 같이 수년 동안 우리나라에서 사용되었습니다.
위에서 언급한 조정 전원은 원칙적으로 그리드 전압을 샘플링하여 비교하고 서보 모터 또는 무접점 스위치를 사용하여 조정하여 AC 전압의 출력을 안정화합니다. 이러한 종류의 조정된 전원 공급 장치는 일반적으로 전압 조정 효과가 좋지 않으며 정확도는 1% ~0.5%입니다.
현재 AC 조정 전원 공급 장치에는 주로 다음과 같은 문제가 있습니다.
(1) 비선형 리액터를 사용하면 계통 전압 파형의 품질을 개선하지 않는 고조파가 발생하는 경우가 많으며 일부는 계통에 고조파 오염을 유발하는 추가 파형 왜곡이 있습니다.
(2) 샘플링 시간과 액추에이터 작동 시간이 너무 깁니다.
이 두 링크는 전압 안정기의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 샘플링 방법은 일반적으로 유효 값 또는 평균 값 샘플링을 채택하며 적어도 몇 사이클이 걸립니다. 서보 모터는 일반적으로 조정 작업을 수행하는 데 몇 초에서 수십 초가 걸리며 너무 길고 유해합니다. 전압 파형의 개선이 없습니다. 이러한 전압 안정화 방법은 서지, 새그, 펄스 교란 및 고주파 교란과 같은 그리드 전압의 빠르게 변화하는 교란에 응답하고 구현할 시간이 없습니다. 전기 장비에 영향을 줄 수 없는 장비. 보호 효과가 달성되지 않으면 전기 장비가 오작동하거나 손상될 수도 있습니다.
그리드 전압이 변경되고 간섭할 때 조정된 전원 공급 장치의 출력 전압이 정격 값 부근으로 빠르게 돌아갈 수 있으며 파형이 좋고 진폭이 안정적인 정현파 AC 전압이 전기 장비에 제공됨을 알 수 있습니다. , 안전하고 정상적인 작동을 보장합니다. 큰 이점이 있습니다.
2. AC 전압 조정 방법의 순간 비교
다음은 위에서 언급 한 AC 전압 안정화 전원 공급 장치의 부족을 개선 할 수있는 새로운 AC 전압 안정화 방법, 즉 순간 비교 방법-파형 복구 기술을 사용하여 AC 전압 안정화 전원 공급 장치를 만드는 방법을 소개합니다.
계통 전압 uin=정격 전압 uS + ⊿u
계통 전압 uin + 제어 전압 uC=출력 전압 uout
그 중 정격전압 uS는 인위적으로 규정한 이상적인 상태에서의 전압이며, ⊿u는 계통전압과 정격전압의 편차이다. 크기에 관계없이 인위적으로 제작한 제어 전압 uC와 그리드 전압 uin에 의해 정격 전압과의 편차가 중첩될 수 있는 한. 인공제어전압 uC가 -⊿u와 같다면 ⊿u가 변하면 그에 따라 -⊿u도 변하고 입력전압 uin과 제어전압 uC는 정격전압 uS와 같도록 중첩된다. 도시 전력망에서 단상 정격 전압의 유효 값은 220V입니다.
입력전압에 의한 변화는 입력전압을 먼저 샘플링하여 비율계수를 1/A로 하고,
uin/A=(uS + ⊿u1)/A=uS/A + ⊿u1/A
그리드 전압과 주파수 및 위상이 같고 유효 값이 US/A이고 파형이 좋은 참조 전압 ur를 인위적으로 생성합니다. 입력 전압 uin과 ur의 샘플링 값의 차이는 ⊿u1/A, 즉 uin-ur=⊿u1/A이고, 전압 차와 전력은 배로 증폭된다. =A라고 하면 증폭된 값은 ⊿u1이고 ⊿u1을 결합 변압기를 통해 역으로 회로에 중첩합니다. 이때 출력전압은 정격전압, 즉 uout=uS=Aur= ur와 같다. 이때 는 증폭 인자이므로 uout의 성능은 ur에만 관련됩니다. ur는 인공적으로 생성된 실제 전압으로 아날로그 또는 디지털 회로로 얻을 수 있으며 성능 지표가 우수합니다. ur의 안정성은 출력 전압의 안정성도 결정합니다.
위의 분석에서 볼 수 있듯이 순시 비교 교류 전압 안정화 방법의 본질은 입력 전압과 기준 전압을 순시 비교에 사용하여 파형의 결함을 찾고 입력 전압을 개선하고 수리하는 것입니다. 안정성을 달성하기 위해 전압의 중첩을 제어하여 파형. 출력 전압 목적. 출력 전압의 전력 품질은 좋은 파형과 안정적인 진폭으로 ur에 의해 결정됩니다. 입력 전압은 전원 공급 장치의 내부 작동과 안정적인 전압 출력을 위한 에너지만 제공하며 저전력 제어 전압을 사용하여 높은 전력의 안정적인 출력 전압을 얻습니다. 이러한 방식으로 출력 에너지는 그리드에서 제공되며 제어 전압은 정격 전압에서 벗어나는 그리드의 변동 부분을 수리하는 데만 사용됩니다.
마찬가지로 입력전압이 일정하고 부하의 변화로 인해 출력전압이 변할 때 출력전압을 샘플링하여 제어전압 uC2를 유사하게 조정하여 제어전압 uC2를 변화시키지 않고 출력전압 안정성을 유지하도록 한다. 입력 전압에 영향을 미칩니다.
방식의 구현에 있어서 경제성을 고려하여 회로를 단순화하기 위하여 제어전압 uC1의 획득과 제어전압 uC2의 획득을 특정한 회로에 결합하여 그림 3과 같은 기능 블록도를 얻는다. .
입력전압과 기준전압의 비교값과 출력전압과 기준전압의 비교값을 가산기에 의해 더한 후 전압과 전력증폭회로에서 증폭하여 커플링에 의해 제어전압 uC를 얻는다. 입력 전압과 출력 전압 사이에 중첩되는 변압기. 제어 전압 uC는 주로 파형을 복구하고 전원 전압을 조정하는 데 사용되며 동시에 입력 전원과 부하를 분리하는 역할을 합니다.
3. 기존 조정 전원과의 비교
기존의 원리에 의해 만들어진 조정 전원과 비교하여 위의 원칙에 의해 만들어진 조정 전원은 다음과 같은 특징이 있습니다.
(1) 빠른 응답. 고속 선형 전자 장치의 사용, 순간 샘플링 및 순간 실행으로 인해 제어 응답 속도가 매우 빠르고 밀리초 이내에 조정을 완료할 수 있으므로 출력 전압이 정격 전압 부근으로 빠르게 복귀할 수 있습니다. . 따라서 고주파 간섭 및 노이즈를 억제하는 기능이 있으며, 일반 조정 전원에서는 불가능한 밀리초 수준의 간섭을 정화하는 효과가 있습니다.
(2) 입력 전압의 넓은 적용 범위. 입력 전압은 30% ~ 50% 이상 변동될 수 있으며 대칭적으로 조정될 수 있습니다. 범위가 넓을수록 더 많은 수리 에너지가 필요합니다. 제어 전압의 값은 주로 수요에 따라 결정됩니다. 경제적이고 실용적인 관점에서 (8~10)퍼센트를 취하는 것이 좋습니다.
(3) 전압 조정의 높은 정확도. 기준 전압의 생성 방법에 따라 전압 안정화 효과는 1퍼센트, 0.1퍼센트, 0.01퍼센트에 이를 수 있습니다. 정밀도가 다른 전압 조정기는 요구 사항이 다른 경우에 적합합니다. 1%는 일반적인 전압 안정화 요구 사항에 사용됩니다. 0.1%는 실험실 또는 중요한 산업 장비에 사용됩니다. 0.01%는 기기 검증에 사용할 수 있습니다.
(4) 녹색 전원 공급 장치의 특성을 가지고 있습니다. 이 방법은 먼저 그리드 전압의 파형을 양호한 사인파로 보정한 다음 부하에 전원을 공급합니다. 수리 에너지의 양은 필요에 따라 다릅니다. 이 방법의 본질은 그리드 파형을 보정하는 것이기 때문에 보정된 파형의 왜곡은 일반적으로 1% ~ 0.5% 미만이므로 이 전압 안정화 방법은 녹색입니다.
(5) 특정 환경 보호 특성이 있습니다. 입력 전압이 변경되지 않으면 부하의 다른 특성으로 인해 출력 전압이 변경되고 제어 전압의 해당 변경은 출력 전압을 일정하게 유지하기 위해 특정 고조파 범위 내에서 사용됩니다. 제어 전압은 절연 효과가 있고 입력 전압에 영향을 미치지 않기 때문에 이러한 전압 안정화 방법은 어느 정도 환경 친화적입니다.
(6) 높은 작업 효율. 이 전원 공급 장치의 작동 원리는 저전력이 고전력을 제어하고 효율이 높다는 것입니다. 출력전압의 용량은 주로 그리드에서 가져오며, 제어전압은 일반적으로 그리드 전압이 정격전압에서 벗어나는 부분이므로 제어전원을 제조하는 전력만 소모하면 되므로 효율이 좋다. 매우 높다.
300VA 출력 전원 공급 장치를 예로 들어 보겠습니다. 그리드 전압이 +10% 변동하는 경우 +10% 전력 변동만 제어하면 됩니다. 효율성은 300/(300 + 100)=75퍼센트입니다. 그리고 제어 전원을 만드는 방법의 효율이 높을수록 전체 기계의 작업 효율이 높아집니다.
인버터 방식을 예로 들면 AC/DC, DC/AC 변환 및 전력 증폭기 장치의 효율 제한으로 인해 0.01%의 높은 안정성 전원 공급 장치를 만들기 위해 전반적으로 효율은 다른 손실 없이 30% 미만입니다. 순시 비교 방식을 사용하여 동일한 전력의 조정 전원을 만드는 경우 제어 전원 공급 장치의 전원을 10% 변동을 복구하기만 하면 됩니다. 제어전원을 인버터 방식으로 제작하여도 소비전력은 인버터 방식과 동일합니다. 1/10. 물론 안정도가 높은 정전압 전원장치를 만들 때 순시 비교 방식을 사용하는 것이 인버터 방식을 사용하는 정전압 전원장치보다 효율이 훨씬 높다.
(7) 큰 인덕턴스 및 큰 커패시턴스, 작은 크기, 가벼운 무게, 좋은 출력 파형과 같은 저주파 필터 장치를 사용하지 마십시오. 일반적인 파형 왜곡은 1% ~0.5%입니다.
(8) 이 전압 조정기는 다른 전압 조정기와 캐스케이드 연결할 수 있으며 안정성 정확도 범위가 좁을수록 에너지 소비가 적습니다. 예를 들어 전단 조정기의 안정성 정확도가 2%일 때 5000VA의 전력을 출력해야 한다면 100VA의 제어 전원 공급 장치만 제작하면 되므로 안정성을 확보할 수 있습니다. 0.1퍼센트 이상에 도달합니다.
(9) 빠른 보호 회로를 사용할 수 있습니다. 부하 끝에서 순간 단락 오류가 발생하면 제어 전원 공급 장치가 즉시 작동을 멈춥니다. 이때 커플링 트랜스는 리액터(커플링 트랜스는 제어 전원을 도입하는 트랜스)에 해당하며 단락 전류의 증가를 제한하는 기능이 있습니다. 오류가 제거되면 제어 전원 공급 장치가 자체적으로 작업을 재개합니다.
4. 효과 적용
처음에는 이 제어 방법을 사용하여 보상 안정화 전원 공급 장치가 개발되었습니다. 주요 아이디어는 0.1%의 안정성, 1%의 파형 왜곡 및 100VA의 전력으로 네거티브 피드백으로 그리드 전압을 제어하는 것입니다. 당시에는 제한된 장치 선택으로 인해 보호 속도가 다른 문제를 따라갈 수 없었기 때문에 이러한 종류의 조정된 전원 공급 장치는 대중화되고 적용될 수 없었습니다. 이후 순시 비교 및 파형 복구 기술을 이용하여 독창적인 설계 방식, 소자 선택, 고속 보호 입력 회로 등을 최적화하였다. 몇 가지 개선 및 테스트를 거쳐 전기 에너지 미터의 검증을 위해 만들어진 300VA 출력 전력 AC 안정화 전원 공급 장치는 실용적인 기능을 갖추고 있으며 실제 측정은 다음 지표에 도달합니다.
디지털 전압계로 측정한 입력 그리드 전압이 +10% 변할 때 최대 출력 전압 안정성은 +0.03%/3분을 초과하지 않으며 출력 파형 왜곡은 다음과 같습니다.<0.5%.
조정 전원 공급 장치에는 다음과 같은 특성이 있습니다.
(1) 회로는 모두 아날로그 장치로 구성되어 있어 선택이 쉽고 저렴합니다.
(2) 전원 공급 장치의 작동 원리는 저전력이 고전력을 제어하고 효율이 높다는 것입니다. 300VA 전원 출력을 달성하려면 30VA 제어 전원만 있으면 됩니다.
(3) 출력 전원 튜브는 결합 튜브가 필요하지 않습니다. 전체 기계의 출력 전력이 300VA일 때 30VA 제어 전력만 필요하기 때문에 한 쌍의 고전력 튜브만 출력에 사용할 수 있으며 공랭식 방열이 필요하지 않습니다.
(4) 강력한 간섭 방지 능력. 테스트 중에 삼상 전기 용접 작업은 전원 공급 장치의 동일한 방에 있는 동일한 전원 공급 라인에서 수행되며 출력 전압은 점프하지 않습니다.
(5) 이 디자인에 따라 보조자가 독립적으로 생산하는 조정 전원 공급 장치는 동일한 기술 지표를 가지며 이는 디자인 방법이 매우 일관성이 있음을 보여줍니다.
5. 결론:
순시비교방식 - 파형수리 기술 정류전원을 만드는 기본원리는 입력전압의 샘플링 값을 기준전압과 비교하여 파형의 결점을 찾아낸 다음 입력전압 파형을 개선하여 수리하여 안정화시키는 것이다. 출력 전압 안정성의 목적을 달성하기 위해 제어 전압을 변경하여 진폭. 그 본질은 저전력 제어 전원 공급 장치를 사용하여 대용량 안정적인 전압 출력을 얻는 것입니다. 녹색, 환경 보호, 정화, 고효율 및 고효율을 통합하는 AC 전압 안정화 방법입니다. 이 기술을 이용하여 개발된 AC 전원공급장치는 저비용, 고인덱스, 저비용, 용이한 제어의 특성을 가지고 있으며, 필요에 따라 고전력 조정전원으로도 확장이 가능하다.
이 전압 안정화 방법을 사용하면 과학 연구, 컴퓨터실, 의료 장비, 산업 자동화 장비, 통신 장비, 조명 시스템, 시청각 장비 및 기타 장비에 고품질 AC 안정화 전압 전원 공급 장치를 제공할 수 있습니다.
