Мостовой фазовращатель

 

Использование: радиотехника, сильноточная электроника, фазовое регулирование интервалов времени отпирания тиратронов и тиристоров. Сущность изобретения: мостовой фазовращатель содержит двухобмоточный трансформатор 1, конденсатор 2, элемент с переменным сопротивлением 3, включающий диоды 4, резистор 5 и источник запирающего смещения 6, и параллельный LC-контур. При изменении величины напряжения источника запирающего смещения 6 изменяется величина активного сопротивления элемента с переменным сопротивлением 3. В результате изменяется фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением мостового фазовращателя, при этом расширяется диапазон линейного регулирования фазы. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и сильноточной электронике и предназначено, в частности, для фазового регулирования интервалов времени отпирания тиратронов и тиристоров.

Известны устройства для регулирования фазы выходного напряжения в мостовом фазовращателе путем изменения соотношения величин активного и реактивного сопротивлений в его плечах.

Однако устройства, построенные по известному принципу, имеют ограниченный диапазон регулирования сдвига фаз, значительную нелинейность и содержат громоздкие конструктивные элементы, в особенности в области низких частот.

Наиболее близким к изобретению является мостовой фазовращатель, содержащий двухобмоточный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом мостового фазовращателя, между выводами вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора включены последовательно соединенные конденсатор и элемент с переменным сопротивлением, образующие мост, при этом средний вывод вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора и точка соединения конденсатора с элементом с переменным сопротивлением являются выходными выводами мостового фазовращателя.

Недостатком известного мостового фазовращателя является нелинейность закона изменения фазы выходного напряжения в функции от управляющего параметра.

Цель изобретения расширение диапазона линейного регулирования фазы выходного напряжения в функции от управляющего параметра.

Для этого в мостовом фазовращателе, содержащем двухобмоточный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом мостового фазовращателя, между выводами вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора включены последовательно соединенные конденсатор и элемент с переменным сопротивлением, образующие мост, при этом средний вывод вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора и точка соединения конденсатора с элементом с переменным сопротивлением являются выходными выводами мостового фазовращателя, плечо моста, содержащее элемент с переменным сопротивлением, выполнено в виде ограничителя тока по минимуму, состоящего из кольцевого диодного моста и последовательно соединенных источника запирающего регулируемого смещения и резистора, подключенных к одной из диагоналей кольцевого диодного моста, а между выходными выводами мостового фазовращателя включен параллельный LC-контур, образующий фильтр первой гармоники.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема мостового фазовращателя; на фиг.2 векторная диаграмма первых гармонических составляющих тока и напряжений на элементах мостового фазовращателя, опирающихся на напряжение 2U_II, образованное на вторичной обмотке двухобмоточного трансформатора мостового фазовращателя между каждым из ее выводов и средним выводом, где U_R и U_c напряжения на элементе с переменным сопротивлением и конденсаторе; на фиг.3 временные зависимости напряжения U на вторичной обмотке двухобмоточного трансформатора мостового фазовращателя и тока i через ограничитель тока по минимуму, обусловленные изменением напряжения источника запирающего регулируемого смещения мостового фазовращателя; на фиг.4 зависимость изменения фазового сдвига первой гармонической составляющей выходного направляющего тока на выходных выводах мостового фазовращателя относительно напряжения на вторичной обмотке двухобмоточного трансформатора мостового фазовращателя.

Мостовой фазовращатель содержит двухобмоточный трансформатор 1, конденсатор 2, элемент с переменным сопротивлением 3, включающий диоды 4, резистор 5 и источник запирающего смещения 6, и параллельный LC-контур 7.

Мостовой фазовращатель работает следующим образом.

При подаче синусоидального напряжения на первичную обмотку двухобмоточного трансформатора 1 образуются две токовые ветви, составляющие мост, первая из которых содержит одну часть вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора 1 и элементы с переменным сопротивлением 3, вторая другую часть вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора 1 и конденсатор 2.

Вектор напряжения U_ϕ на выходных выводах мостового фазовращателя в соответствии с фиг. 2 определяется по величине и изменяется по направлению согласно следующим выражениям: U_R (1) sinϕ (2) где ϕ угол сдвига фаз между входными и выходными напряжениями мостового фазовращателя; m m отношение активного сопротивления элемента с переменными сопротивлениями при закороченном источнике запирающего смещения 6 и реактивного сопротивления χ₂ конденсатора 2.

Изменением величины напряжения источника запирающего смещения регулируется величина активного сопротивления R₅ элемента с переменным сопротивлением.

При этом хотя и искажается форма тока в цепи, как это показано на фиг.3, форма напряжения на выходе мостового фазовращателя остается синусоидальной благодаря подключению LC-контура 7.

Формула изобретения

МОСТОВОЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий двухобмоточный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом мостового фазовращателя, между выводами вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора включены последовательно соединенные конденсатор и элемент с переменным сопротивлением, образующие мост, при этом средний вывод вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора и точка соединения конденсатора с элементом с переменным сопротивлением являются выходными выводами мостового фазовращателя, отличающийся тем, что плечо моста, содержащее элемент с переменным сопротивлением, выполнено в виде ограничителя тока по минимуму, состоящего из кольцевого диодного моста и последовательно соединенных источника запирающего регулируемого смещения и резистора, подключенных к одной из диагоналей кольцевого диодного моста, а между выходными выводами мостового фазовращателя включен параллельный LC-контур, образующий фильтр первой гармоники.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4