Устройство для регулирования и стабилизации переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1051512

3 0 05 F 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHONY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3447064/24-07 (22) 04,06.82 (46) 30.10.83. Бюл. М 40 (72) С.В.Сельский . (71)- Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения (53} 621.316.722(088.8) (56) 1. мвторское свидетельство CCCP

11 319934, кл. г 05 F 5/00 1970

2. Авторское свидетельство CCCP

Е 309346, кп." 05 F 5/00, 1969. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕИЕННОГО ТОКА, содержащее симметричный тиристор, один вывод которого, подключен к входной клемме, а другой вывод через согласующий трансформатор -. к выходной клемме, цепь обратной связи, входом через трансформатор тока соединенную с выходной клеммой, а выходом с одним из входов узла сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к входу усилителя рассогласования, генератор импульсов и фазосдвигающий узел, выход которого через формирователь управляющих импульсов подключен к управляющему входу симметричного тирис" тора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, : что,,с целью повышения точности стабилизации, в него введены импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена; со средней точкой, два транзистора с разным типом проводимости, параметрический стабилизатор тока, выполненный на резисторе и симметричном стабилитронв, и конденсатор, причем первичная обмот. ка импульсного -трансформатора соединена с выходом генератора импульсов, вход которого подключен к входным клеммам, один вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к коллектору транзистора пря" е мой проводимости, а другой - K коллектору транзистора обратной проводимости, эмиттеры и базы обоих тран" зисторов соединены между собой и

Ф подключены к соответствующим выходам усилителя рассогласования, при этом средняя точка вторичной обмотки импульсного трансформатора соединена Qf с эмиттерами транзисторов через по- >we следовательно соединенные параметри- Я 1 ческий стабилизатор тока и конден- > сатор, обкладки которого подключены .к входу фаэосдвигающего узла.

1 10515

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования и стабилизации электрических параметров, таких как ток, напряжение и мощность, в силовых и термометрических цепях мощных электротермических установок. . Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее усилитель с управляемым коэффициентом усиления, коммутационный генератор, фаэочувствительный вы рямитель, усилитель огибающей, амплитудный детектор и источни к опорного напряжения 1 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регулирования.и стабилизации переменного тока, содержа. щее в силовой, цепи последовательно соединенные согласующий трансформатор и симметричный тиристор, цепь обратной связи по току, нагрузки, элемент сравнения, источник опорного напряжения, усилитель сигнала рассогласова ния,, фазосдви гающее устройст во, формирователь управляющих импульсов и элемент, осуществляющий запоминание угла регулирования на время периода питающего напряжения, включенный между выходом усилителя сигнала рассогласования и входом фазосдвигающего устройства, при этом второй вход этого элемента подключен к источнику питающего напряжения, 35 обеспечивающему синхронизацию его работы. Принцип работы устройства основан на периодическом запоминании величины отклонения регулируе40 мого параметра от заданного значения что позволяет исключить. постоянную составляющую тока в силовой цепи регулятора 2 g.

Известные устройства характеризуются низкой точностью стабилизации.

Цель изобретения — повышение точности стабилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дпя регулирования и стабилизации переменного тока, содержащее симметричный тиристор,один вывод которого подключен к входной клемме, а другой вывод через согласующий трансформатор - к выходной клемме, цепь обратной связи, входом через трансформатор тока соединенную с выходной клеммой а выходом с одним из входов узла сравнения, другои i вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход — к входу усилителя рассогласования, генератор импульсов и фазосдвигающий узел,выход которого через формирователь управляющих импульсов подключен к управляющему входу симметричного ти" ри стор а, введены импульсный тр ансформатор, втори чная обмотка которого выполнена со средней точкой, два транзистора с разным типом проводимости, параметрический стабилизатор тока, выполненный на резисторе и сим. метричном стабилитроне, и конденса" тор, причем первичная обмотка импульсного трансформатора соединена с выходом генератора импульсов, вход которого подключен,к входным клеммам, адин вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к коллектору транзистора прямой проводимости,. а другой - к коллектору транзистора обратной проводимости, эмиттеры и базы обоих транзисторов соеди. нены между собой и подключены к со-ответствующим выходам усилителя рас согласования, при этом средняя точка вторичной обмотки импульсного трансформатора соединена с эмиттерами транзисторов через последовательно соединенные параметрический стабилизатор тока и конденсатор, обкладки которого подключены к входу фазосдви» гающего узла.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 питания переменного напряжения, подключенный к входным клеммам симметричный тиристор 2, согласующий трансформатор 3, сопротивление 4 нагрузки, подключенное к выходным клем мам, трансформатор 5 тока, термопреобразователь б, цепь 7 обратной связи, узел 8 сравнения, источник

9 опорного напряжения, репейный усилитель 10 сигнала рассогласования, ключи 11 и 12 на транзисторах, генератор 13 импульсов, импульсный транс.

Форматор 14, параметрический стабилизатор тока на резисторе 15 и симметрйчном стабилитроне 1б, конденсатор

17, Фаэосдвигающий узел 18 и Формирователь 19 управляющих импульсов.

45

На фиг.2 0„обозначает сетевое питающее напряжение, Э - отрицатель ные импульсы тока генератора 1 3, синхронизированные с моментом прохождения сетевого напряжения 0 через нулевое значение, 7 - период сетевого питающего напряжения, + U напряжение на выходе релейного усилителя сигнала рассогласования, 0> - напряжение на обкладках электрического конденсатора 17. U> - график напряжения О>в увеличенном в g раэ масштабе для наглядности пояснения работы устройства, Y. - время в с, Ц и 05 .два уровня напряжения на обкладках койденсатора 17, при достижении которых сигнал на выходе цепи 7 обратной связи равен соответственно двух различным по величине значениям опорного напряжения, Гр — момент вре.мени включения большего по величине значения опорного напряжения, 7.!момент времени переключения опорного напряжения с большего значения на меньший уровень, который соответству- 25 ет выходному напряжению цепи 7 обратной связи при напряжении управления на обкладках канденсатора 17, равном 05 .

Устройство для регулирования и стабилизации переменного тока работает по принципу импульсной компенсации сигнала рассогласования и сведения ошибки стабилизации практически к нулевому значению.

Предположим, что в исходном состоянии устройства опорное напряжение равно нулю, симметричный тиристор 2 закрыт и ток в цепи сопротивления 4 нагрузки. отсутствует.

Если в момент Т (фиг.2) включить максимальное значение опорного напряжения, то на выходе узла 8 сравнения (фиг.!) возникнет сигнал рассогласования zU, который с помощью релейного усилителя 10 с большим коэффициентом усиления преобразуется в строго ограниченный по уровню перепад электрического напряжения д Ц„ положительной полярности. Сигнал +dU открывает транзисторный ключ 12, который подключает к конденсатору 17 зарядную цепь, состоящую их правой половины вторичной обмотки импульсного трансформатора 14, параметрического стабилизатора тока. По этой 55 зарядной цепи короткими токовыми импульсами 3 (фиг.2 ), сформированными, с помощью автономного генератора 13

12 4 в моменты времени перехода мгновенного питающего напряжения 0 через нулевое значение, заряжается электрический конденсатор 17. В промежутках между ToKQBblMH импульсами Э кон денсатор 17 сохраняет свой заряд бла, годаря высоким входным сопротивлениям блока 18 и параметрического симметричного стабилитрона 16. Напряжение U на обкладках конденсатора 17. начинает возрастать по ступенчатому закону, При этом угол регулирования симметричного тиристора 2 также изменяется по ступенчатому закону.

Тиристор 2 постепенно открывается. и в сопротивлении 4 нагрузки увеличивается ток. Когда ступенчато возрастающее напряжение UЗ достигнет и не. много превысит величину U4, напряжение на выходе блока 7 обратной связи также немного превысит величину опорного напряжения. В этот момент времени напряжение D Ц„ скачком изменит свой знак и станет отрицательным, транзисторный ключ l2 закроется и отключит зарядную цепочку конденсатора 17, действие токовых импульсов ) прервется и рост напряжения на обкладках конденсатора 17 прекратится. В тот же самый момент времени отрицательное напряжение йО„откроет транзисторный ключ ll, который подключит к конденсатору 17 разрядную цепь, состоящую из левой половины вторичной обмотки импульсного трансформатора 14, параметрического стабилизатора тока. По этой разрядной цепи к конденсатору 17 поступит отрицательный импульс тока З2, который ступенчато уменьшит напряжение ОЗ, и оно снова станет немного меньше уровня U,,что уменьшит угол регулирования симметричного тиристора 2, а следовательно, и тока в цепи сопротивления 4,нагрузки и сигнала на выходе блока обратной связи 7. При этом сигнал 10 снова скачком изменит свой знак и процесс регулирования повторится, транзистор 11 закроется, а транзистор 12 откроется и на одну ступеньку снова повысит напряжение на конденсаторе 17 и так далее.

Если в момент Г„(фиг.2 ) уменьшит величину опорного напряжения (фиг.1 ) или уменьшить сопротивление нагрузки 4, то напряжение станет отрицательным и откроет транзисторный ключ 11, через который отрицательными разрядными токовыми импульсамл 3 кон.

%май

ВНИИПИ Заказ 8665/47 Тираж 874 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10515 денсатор 17 начнет разряжаться по сту. пенчатому закону.

Когда напряжение О на обкладках конденсатора 17 станет меньше соот,ветствующего значения U, напряже- 5 ние йО скачком изменит свой знак, транзистор 11 закроется, а транзистор

l2 откроется и пропустит зарядный токовый импульс Э, который на одну ступеньку поднимет напряжение, 10 и оно снова превысит значение U, при котором сигнал на выходе блока .обратной связи станет больше опор12 б ного напряжения и сигнал дц„снова скачком изменит свой знак.

Таким образом, с погрешностью в пределах одной ступени величина

U будет поддерживаться на соответствующем уровне, обеспечивая тем самым стабилизацию заданного электрического параметра (тока, напряжения, мощности или температуры ) силоч вой цепи электротермической установки с BbtcoK0H точностью.

Изобретение позволяет повысить точность стабилизации.