Преобразователь переменного напряжения в переменное /его варианты/

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации перемеиного напряжения. Цель изобретения - упрощенне. Регулирование напряжения осуществляют, поочередно переключая тиристоры 19-22, Крайние выводы вторичной обмотки 33, перекличаясь в такт с первичной обмоткой , создают на вьгооде 17 устройства потенциал относительно среднего вьшода 36 кусочно-синусоидальной формы с основной частотой, равной частоте сети Для коммутации тиристоров 19-22 используют конденсаторы 27-30 и дроссели 23-26. Поставленная цель - упрощение достигается сокращением числа тиристоров с узлами искусственной коммутации путем объ€ единения анодов и катодов диодных пар 34, 35 демодулятора с ,соответст (Л вующими вьшодами диодов 1-12 диод- . ных мостов. 3 с.п. ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„ 12675 2

iSo 4 Н 02 М 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я З

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3914,107/24-07 (22) 24.06.85 (46) 30.10.86. Бюл. ¹ 40 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В. В. Голубев, К. А. Липковский, 10. В, Агеев, Б. Д. Бирук, М. П. Панфиленко и В. С. Иванов (53) 621,314.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 648960, кл. Н 02 М 5 257, 1979.

Кобзев А. В. Многозонная импульсная модуляция. Новосибирск: Наука, 1979, с. 304, рис. 7.1. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (ЕГО ВАРИАНТ!!) (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения. Цель изобретения — упрощение. Регулирование напряжения осуществляют, поочередно переключая тиристоры 19-22. Крайние выводы вторичной обмотки 33, перекхпзчаясь в такт с первичной обмоткой, создают на выводе 17 устройства потенциал относительно среднего вывода 36 кусочно-синусоидальной формы с основной частотой, равной частоте сети. Для коммутации тиристоров !9-22 используют конденсаторы

27-30 и дроссели 23-26. Поставленная цель — упрощение достигается сокращением числа тиристоров с узлами искусственной коммутации путем объединения анодов и катодов диодных пар 34, 35 демодулятора с соответствующими выводами диодов 1-12 диод- . ных мостов. 3 с.п. ф-лы. 5 ил.

1267562

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и может найти применение для построения устройств для регулирования и стабилизации переменного напряжения средней и большой мощности.

Целью изобретения (em вариантов, является упрощение.

На фиг. 1-3 изображены принципиальные схемы устройства по первому, второму и третьему вариантам соотЬ ветственно; на фиг. 4 — структурная схема системы управления устройством по первому варианту; на фиг. 5 — диаграммы напряжений на элементах системы управления на обмотках трансформатора и на нагрузке.

Устройство (фиг, 1) по первому варианту содержит четыре выполненных на диодах 1-4, 5-8, 9-12, 13-16 диодных моста, выводами перемейного тока включенных попарно и последовательно между входными выводами 17 и 18, выводы постоянного тока которых зашунтированы полностью управляемыми ключами в виде тиристоро:в

19-22, соединенных последовательно с соответствующими коммутирующими дросселями 23-26, коммутирующие конденсаторы 27-30, включенные между одноименными выводами тиристоров 19, 20 и 21, 22, и трансформатор 31, первичная обмотка 32 которого включена между объединенными выводами переменного тока диодных .мостов,, а вторичная 33 своими крайними вывода-. ми подключена к средним точкам последовательных диодных пар 34, 35 демодулятора, разноименные выводы которых подключены к одноименным вь водам постоянного тока диодных мостов на диодах 1-4 и 9-12, своими выводами

Беременного тока подключенных к одному входному выводу 17. Промежуточный вывод вторичной обмотки 33 трансформатора 31 подключен к выходному выводу 36, к которому подключается один вывод нагрузки 37. Другой ее вывод может быть подключен к любому иэ входных выводов 17 18. В первом случае (фиг. 1) устройство работает на полную мощность нагрузки, осуществляется глубокое регулирование переменного напряжения. Во втором — устройство работает в режиме вольтодо-.. бавки и рассчитано на мощность узкодиапазонного регулирования, что

1О

55 требуется при стабилизации перемен-ного напряжения.

Схема устройства по второму вари-анту (фиг. 2) отличается от схемы фиг. 1 наличием четырех пар тиристоров демодулятора 38-41 (вместо двух пар диодов), средние выводы которых также подключены к крайним выводам вторичной обмотки 33, а крайние раз\ ноименные выводы — к соответствующим выводам постоянного тока диодных мостов 1-4 и 9-12. Наличие двух пар дополнительных тиристоров демодулятора позволяет подключать вторичную обмотку в произвольном направлении и, таким образом, осуществлять реверс sbrходного кусочно-синусоидального напряжения относительно напряжения сети. Устройство согласно фиг. 2 может быть использовано в качестве ревер- . сивного двухполярного вольтодобавоч/ ного регулятора (стабилизатора переменного напряжения).

Устройство по третьему варианту (фиг. 3) отличается от устройств по первым двум вариантам тем, что крайние выводы вторичной обмотки 33 трансформатора 31 подключены каждый через тиристорные пары 38, 42 и 39, 43 к выводам постоянного тока диодных мостов 1-4, 5-8 и 9-12, 13-16 соответственно, Структурная схема системы управления (фиг. 4) устройством по первому варианту содержит задающий генератор 44, выход которого соединен с входом пересчетного устройства 45, два выхода которого соединены каждый с входом одного из расширителей 46 и 47. Выход расширителя 46 соединен с входом формирователя 48 непосредственно, а с входом формирователя

49 — через ячейку HE 50. Выход расширителя 47 соединен с входом формирователя 51 непосредственно, а с входом формирователя 52 — через ячейку

НЕ 53. Выходы формирователей соеди". нены с управляющими переходами тиристоров полностью управляемых ключей:

48 — с 20, 49 « с 19, 51 — с 22, 52 — с 21, Устройство по первому варианту . (фиг. 1) работает следующим образом. Задающий генератор 44 системы управления (фиг, 4) формирует узкие импульсы Б,,„ (фиг. 5), частота которых находится в линейной зависимости от напряжения, управляющего генера1267562 тором 44. Попадая на пересчетное устройство 45, импульсы распределяются на две последовательности импульсов с меньшей в два раза частотой, которые подаются на расширители 46, 47, 5

Полученная после расширения 46 последовательность импульсов в прямом

Uzz и инверсном U< после ячейки

НЕ 50 виде подается на формирователи

49, 48 и после усиления — на тиристоры 19, 20. Последовательность импульсов U через формирователь 51 подается на управление тиристором

22 и после инвертирования в ячейке

HE 52 и усиления в формирователе

52 в, виде Б 1 (фиг. 5) подается на управление тиристором 21, В результате поочередного переключения тиристоров 19, 20 и 21, 22 на первичной обмотке 32 трансформатора 31 формируется импульсное напряжение U c частотой, вдвое меньшей частоты.задающего генератора 44 П,„, но выше частоты сети с синусоидальной огибающей. Такую же форму U имеет и магнитная индукция в сердечнике трансформатора. Крайние выводы вторичной обмотки 33, переключаясь в такт е первичной обмоткой, создают на выводе 17 регулятора потенциал 30 относительно среднего вывода 36 кусочно-синусоидальной формы с основной частотой, равной сетевой. Оставляя неизменной ширину импульсов, формируемую расширителями 46, 47, и меняя частоту тактовых импульсов 11. „, можно . регулировать среднее и дейст-! вующее значения напряжения сетевой частоты на выводах 17, 36 или 18, 36. 40

В моменты одновременного проводящего состояния тиристоров 19, 2) вторичная обмотка 33 трансформатора 31 замыкается накоротко, создаются условия для протекания реактивного 4 тока нагрузки в моменты нулевого напряжения на ней. Одновременное включение тиристора 20, 22 и связанный с этим разрыв цепи нагрузки при описанном алгоритме управления исключены.

Коммутация тиристоров 19-22 происхо;. дит следующим образом. При включенном состоянии тиристора 19 коммутирующие конденсаторы 27, 28 заряжаются до напряжения сети каждый через диоды

1-4 с указанной на фиг. 1 полярностью.

При включении тиристора 20 к тиристору 19 мгновенно прикладывается обратное напряжение, равное сумме напряжений на конденсаторах 27, 28.

Под действием этого напряжения он запирается и восстанавливает свои запирающие свойства раньше, чем конденсаторы 27, 28 разрядятся через диоды 1-4. Накопленная при этом энергия в дросселе 23 переходит в конденсаторы, перезаряжая их. После полного перезаряда конденсаторы готоны к выключению тиристора 20. Аналогично происходит коммутация тиристоран 21 и 22, Устройство по второму варианту (фиг. 2) работает аналогично описанному по первому варианту. Кроме тиристаров 19-22 в устройстве постоянно"работают две пары 38, 39 (40, 41, тири с opoB демодулятора ° Cii>i i.1я импульсы управления с тиристарон 38, 39 (40, 41) и подавая их на 40, 41 (38, 39), трансформатор 31 кз режима нольтадабанки (нольтоотбавки) переводят н режим нальтаотбанки (нальтодабанки).

Устройство па третьему варианту (фиг. 3) работает аналогично, при-чем если управление подается на тиристарные пары 38, 39, устройство работает н режиме вальтодобаначпага узкадиапазаннага стабилизатора, а при постоянной подаче управления на тиристарные пары 42, 43 - н режиме глубокадиапазаннага регулятора (стабилизатора) . Возможен и третий режим, когда управление подается на тиристорные пары 38, 42, или 39, 43, тогда выходное напряжение регулируется и диапазоне между минимальным напряжением нольтодобавочного режима и максимальным напряжением режима согласующего трансформатора. При периодической смене указанных режимов можно получить широкадиапазонное ..регулирование напряжения с улучшенным гармоническим составом выходного напряжения.

Формула изобретения

1, Преобразователь переменного напряжения н переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выноды постоянного тока соответствующих диадных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно и последовательно вклю- . чены между входными выводами, и транВ 12675 сформатор с первичной обмоткой„ началом и концом подключенной к объединенным выводам переменного тока соответственно первой и второй пары последовательно соединенных диодных мостов, и вторичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным разноименным выводам соответственно первой и второй пар последовательно соединенных диодов демодулятора, а промежуточным выводом — к одному выходному выводу;,второй выходной вывод которого подключен к первому входному выводу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью 15 упрощения, первая и вторая пары диодов демодулятора другими разноименными выводами подключены к соответствующим выводам постоянного тока диодных мостов соответственно первой и 20 второй.их пар, подключенных своими выводами переменного тока к одному из входных выводов.

2. Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выводы постоянного тока диодных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно и последовательно включены между вход- З0 ными выводами, и трансформатор с первичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным выводам переменного тока соответственно первой и второй пар последовательно соединенных диодных мостов, и вторичной обмоткой, своим промежуточным выводом подключенной к одному выходному выводу, причем второй выходной вывод подключен к первому входному выводу, и 50 два вентильных моста демодулятора, вы" воды переменного тока которых подключены к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора так, что первый вывод вторичной обмотки подключен к 45 первым выводам первого и второго вентильных мостов демодулятора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, вентильные мосты демодулятора выполнены на тиристорах,50 вторые входные выводы переменного тока вентильных мостов демодулятора

62 ь подключены к второму крайнему выводу вторичной обмотки трансформатора, а выводы постоянйого тока первого и второго вентильных мостов демодулятора подключены к соответствующим выводам постоянного тока диодных мостов соответственно первой и второй их пар, подключенных своими выводами переменного тока к одному иэ входных выводов.

Ф

3. Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выводы постоянного тока диодных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно и последовательно включены между вход-. ными выводами, и трансформатор с первичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным выводам переменного тока соответственно первой и второй пары последовательно соединенных диодных мостов, и вторичной обмоткой, подключенной началом к объединенным разноименным выводам первой и второй пар последовательно соединенных вентилей демодулятора, концом — к объединенным разноименным выводам третьей и четвертой пар последовательно соединенных вентилей демодулятора, а промежуточный вывод трансформатора подключен к одному выходному выводу, при этом второй выходной вывод подключен к первому входному выводу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения, другие выводы первой и второй пар последовательно соединенных вентилей демодулятора соединены с одноименными выводами постоянного тока соответственно первого и второго последовательно включенных диодных мостов, .а другие выводы третьей и четвертой пар последовательно соединенных вентилей демодулятора соединены .с одноименными выводами постоянного тока соответственно третьего и четвертого последовательно включенных диодных мостов, причем пары по-" следовательно соединенных вентилей ,цемодулятора выполнены на тиристорах.

)267562 (Рис. 8

1 267 562

Составитель. В. Руденский

Редактор M. Келемеш Техред,П.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5792/55

Производственно-полиграфическое предприятие,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Г ) Г "3

79 l ю!! zz I г1 l

1 з