Стабилизатор-ограничитель напряжения переменного тока

 

СТАБИЛИЗАТОР-ЮГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТО- . КА, сопержащий симистор, включенный последовательно между входными и выхопными вывопами, выпрямитель, выход которого подключен к входу формирователя импульсов на однопереходном транзисторе с выходным управляющим трансформатором, .вторичная обмотка которого поцкпючена к управляющему переходу симистора, целитель напряжения , выхоп которого поцключен межцу второй базой оаноперехоаного транзистора формирователя импульсов и точкой соединения выхода выпрямителя . д формирователя импульсов, сглаживаюший фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения на нагрузке, введены разделительньШ трансформатор, дополнительные выпрямитель, аиоц и резистор, при этом первичная обмотка разделительного трансформатора подключена к выходным вывоцам , вторичная обмотка через дополнительный выпрямитель и сглаживающий фильтр SL делителю напряжения, вхоп (Л выпрямителя подключен параллельно симисто1:у, вход делителя напряжения через поспедователЕзНО соединенные дополнительные диод и резистор подключен к выходу выпрямителя. ел 35

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (и) .

3 ».» 05 Г 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - . г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 3459600/2 4-07 (22) 15.07.82 (46) 23.11.83. Бюл. № 43<(72) В. Е. Алексанцров, А. И. Пипко, А. К. Лямцов и А. Л. Иващенко (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 656033, кл. 6 05 F 1/20, 1975, 2. Авторское свицетельство СССР

¹ 648961, кл. С» 05 1/44, 1976.

3. Тиристоры. Технический справочник поц рец. В. А. Лабунцова. М., "Энергия", 1971, с. 237, рис. 9-30. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР-С)ГРАНИЧИТЕЛЬ НА ПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННСГО ТОКА, содержащий симистор, включенный послед ова тель но между вх on ными и выходными выводами, выпрямитель, выход которого подключен к входу формирователя импульсов на однопереходном транзисторе с выходным управляющим трансформатором, .вторичная обмотка которого подключена к упралляюшему перехоцу симистора, целитель напряжения, выход которого поцключен между второй базой оцноперехоцного транзистора формирователя импульсов и точкой соецинения выхоца выпрямителя ..н фсрмирователя импульсов, сглаживающий фильтр, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения на нагрузке, введены разцелительный трансформатор, цополнительные выпрямитель, циоц и резистор, при этом первичная обмотка разцелительного трансформатора подключена к выходным выводам, вторичная обмотка через дополнительный выпрямитель и сглаживающий Ф

Ю фильтр к целителю напряжения, вход выпрямителя поцключен параллельно симистору, вход целителя напряжения через послецовательно соединенные цоиолнитель- C ные циоц и резистор поцключен к выхоцу выпрямителя. с

1 10561

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сетях освещения производственных помещений с лампами цля .накаливания и люминесцентными лампами для ограничения и стабилизаф ции величины действующего значения переменного напряжения на осветительных нагрузках при повышении напряжения сети оч носительно. номинального или установленного значения. 10., Известны схемы тиристорных стабили-,заторов напряжения переменного тока (1 f и С23 ° !

Нецостатком схем является эначи трельная сложность из зв большого количества элементов.

Наиболее близким по техническай сушности к изобретению является стабилизатор напряжении переменного тока, ко. торый содержит симистор, включенный последовательно между вхоцным и выхоцным выводами, выпрямитель, выхоц которого подключен к входу формирователя импульсов на одноперехоцном транзисторе с выходнЫм управляюшим трансформатором, вторичная обмотка когорого ноцключена к управляющему перехоцу симистора; целитель напряжения, выход которого поцключен между второй базой оцноперехоцного транзистора формирователя импульсов и точкой соецииения выхода выпрямителя и формирователя импульсов, сглаживающий фильтр.

Схема использует принцип фазового управлении, т.е. изменения угла провоци35 мости симистора при изменении напряжения сети.

Для компенсации колебаний напряжения сети ввоцится цепь из параллельно соединенных резистора и конденсатора, 40 установленная межцу вы р и формирователем импульсов„с ее помощью к напряжению формирователя добавляется . постоянное напряжение, величина которого изменяется пропорционально изменению напряжения сети. Эта сумма напряжений является междубаэовым напряжением одноперехоцного транзистора (ОПТ).

Уменыцение напряжения сети вызывает соответствующее уменьшение междубазового напряжения, что привоцит к более раннему (при отсчете от начала полупериоца) открытию симистора, т.е. к уменьшению угла эвцержки (или увеличению угла проводимости) и наоборот.

Подбором элементов схемы можно добиться ее работы в качесгве ограничителя-стабилизатора 3 3 °

50 2

Недостатком схемы является низкая точность стабилизации: изменения параметров любого элемента схемы при изменении окружающих условий или с течением времени (коэффициента передачи ОПТ, емкости конденсаторов и т.ll.) привоцят. к существенному изменению величины напряжения йа нагрузке.

Кроме того, известная схема цля получения хороших стабилизирующих свойств (на уровне 2 o) требует значительного запаса по напряжению (не менее 30-40 В). что не позволяет использовать ее в качестве ограничителя напряжения сети.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения.

Указанная цель цостигается тем, что в с габилиэа гор-ограничитель, соце ржаший симистор, включенный послецовательно мйкцу входными и выхоцными выводами, выпрямитель, выхоц которого пццключен к вхоцу формирователя импульсов íà одноперехоцном транзисторе с выхоцным управляющим трансформатором, вторичная обмотка которого поцключена к управляющему переходу симисторв, делитель напряжения, выхоц которого поцключен межцу второй базой оцноперехоцного транзистора формирователя импульсов и точкой соеци нения выхода выпрямителя и формироввте» ля импульсов, сглаживающий фильтр, ввецвны разцелительный трансформатор, цо- i полнительные выпрямитель, диод и резистор, при этом первичная обмотка разделительного трансформатора подключена к выхоцным выводам, вторичная обмотка через цополнигельный выпрямитель и сглаживающий фильтр - к целителю напряжения, вхоц выпрямителя подключен параллельно симистору, вхоц делителя напряжения через последовательно соединенные дополнительные циоц и резистор подключен к выхоцу выпрямителя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема с табилйзаторв-ограничителя.

Стабилизатор-ограничитель напряжения переменного тока содержит силовой элемент симистор 1, включенный последовательно с нагрузкой 2, выпрямитель 3, поцключенный параллельно симис гору 1, формирователь 4 импульсов, подключенный к выхоцу выцрямителя 3 и включающий формирователь 5 импульсов опорного напряжения, интегрирующую:цепь 6, вход которой подключен. к abixoay формиройтеля 4 импульсов опорного напряжения, оцноперехоцный транэисгор (ОПТ) 7, уп3 1056 равляюший трансформатор 8, причем выход интегрируюшей цепи 6 включен межцу эмиттером ОПТ 7 и оцним концом первичной обмотки управляюшего трансформатора 8, второй конец которой. соеаинен с первой базой ОПТ 7, а вторичная обмотка. выхоаного трансформатора 8 поцключена к управлявшему перехоцу симистора 1; цепь обратной связи по напряжению наг: рузки, представляюшую выпрямитель 9, ip поцключенный че реэ разделительный, трансформатор 10 параллельно нагрузке 2, сглаживаюший фильтр 11„вход коI торого подключен к выхоцу выпрямителя 9, целитель 12 напряжения, вход ко»- !5 торого подключен к выхоцу сглаживаюше. го фильтра 11, а выхоц подключен межцу1 второй базой ОПТ7 и концом первичной обмотки выхоцного трансформатора 8, соединенным с интегрирующей цепью, и цепь20 обратной связи по напряжению сети, праце ставля ющую последовательно соединенные циоц 13 и резистор 14, включенные межау выходом выпрямителя 3 и вхоцом делителя напряжения. 25

Схема работает слецуюшим образом.

В начале каждого полупериоца напря жение- сети приложено к силовому элементу 1. Это напряжение поцается на .выпрямитель 3, выпрямляется и затем подаетсязО . на формирователь 5 импульсов опорного напряжения,,на выходе которого образуются трапецеицальные импульсы постоянной амплитуды. Эти импульсы поцаются на интегрируюшую цепь 6, обеспечиваюшую плавно нарастаюшее напряжение на эмит» тере ОПТ 7. Выпрямитель 9 через раз-. делительный трансформатор 10 подключен параллельно нагрузке 2. Выпрямленное им напряжение через сглаживаюший фильтр 134р подается íà вход целителя 12 напряжения.

Сна же поцается напряжение, пропорциональное сетевому, с выхода выпрямителя 3 через послецовательно соециненные диод 13 и резистор 14. С выхоца целите-45 ля 12 напряжение подается в межцубазовую цепь ОПТ 7.

Величина этого напряжения опрецеляет время отпирания ОПТ и возникновения s цепи эмиттер - первая база ОПТ вЂ” о первичная обмотка трансформатора 8 импульса, который через вторичную обмот»

150 4 ку этого трансформатора, подключенного к управляюшему переходу симистора 1, отпи рает симистор, обеспечивания в оставшузэ ся часть полупериода ток в нагрузке 2.

Любое изменение, например, увеличение напряжения на нагрузке 2, вызванное изменением величины напряжения сети или параметров схемы, вызывает пропорциональнм увеличение междубазового напря» жения ОПТ 7, а значит требует болЬшего времени нарастании напряжения .на эмит» тере qo значения, цостаточного цля от» пирания ОПТ. Это привоцит к увеличению угла зацержки (уменьшению угла провоцимости) симистора и, следовательно, к уменьшению напряжения на нагрузке, т.е. происхоцит стабилизация напряжения.

Параметры целителя 12 напряжения и величина сопротивления резистора 14 оп

" рецеляют величину напряжения загрузки, с которой начинается ограничение.

Иараметры сглаживаюшего фильтра 11 опреаеляют, какое значение напряжения

{максимальное, цействуюшее или какое либо цругое) поцлежит ограничению. Все зависит от того, какому значению напряжения иа нагрузке пропорционально напряжение на выхоае целителя к моменту отпирания симистора.

Применение комбинированной обратной связи значительно улучшает стабилиэируюшие свойства схемы как при иэ» менении параметров элементов схемы, так и при изменении напряжения сети благоцаря суммарному возцействию обеих связей.

Использование предлагаемой схемы выгодно отличает ее от известной, поскольку значительно повышает каче ство стабилизации напряжения нагрузки, что очень важно, так как увеличение напряжения в осветительной сети сверх

220 В на кажцые 5% сокрашает срок службы ламп накаливания в asa раза.

Используя ограничитель с выхоцным напряжением (на нагрузке), составляюшем

98-95% номинального значения напряжения сети можно цобиться увеличения ресурса ламп накаливания в 1,5 - 2 раза уже при номинальном напряжении сети. По мимо значительного увеличения срока службы ламп схема обеспечивает зкономию электрической энергии.

1056150

Составитель Е. Финогенов

Рецактор P. Бипика Техрец C.Ìèt.óíîaà Корректор О, Тигор

Заказ 9304/40 Тираж 874 Поцписное . ВНИИПИ Госуцарсгвенного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ПГ3П "Патент", r. Ужгороц, ул. Проектная, 4