Регулятор-стабилизатор напряжения

 

РЕГУЛЯТОР-СТАБИЛИЗАТОР НАЛРЯЖЕНИЯ , содержащий многообмоточный трансформатор с магнитопроводом, две обмотки которого включены последовательно и встречно и встречно-параллельно , включенные тиристорные ключи отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения и снижения массогабаритных показателей, трансформатор снабжен двумя согласно включенными обмотками икоммутирующим элементом, магнитопровод выполнен трехстержневым, на крайних стержнях размещены встречно включенные, обмотки, зашунтированные тиристорными ключами, при этом в цепи по крайней мере одной из встречно включённых обмоток подсоединен коммутирующий элемент, согласно включенные обмотки расположены на среднем стрежне, причем одна из них соединео на последовательно с обмотками крайних стержней, со О5 о /fr i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 2(51) С 05 F 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Фга

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2507990/24-07 (22) 13.07.77 (46) 25.05.80. Бюл. N 19 (72) Ю.Б. Несвижский, В.А. Сахаров и А.А. Ткачев (53) 621.3.077.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

h"- 395822, кл. С 05 F 1/38, 1973 r

2. Патент CIHA N - 3295053, кл. 323-22, 1966 r. (54)(57) РЕГУЛЯТОР-СТАБИПИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий многообмоточный трансформатор с магнитопроводом, две обмотки которого включены последовательно и встречно и встречно-параллельно, включенные тиристорные ключи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения и снижения массогабаритных показателей, трансформатор снабжен двумя согласно включенными обмотками и коммутирующим элементом, магнитопровод выполнен трехстержневым, на крайних стержнях размещены встречно включенные обмотки, зашунтированные тиристорными ключами, при этом в цепи по .крайней мере одной иэ встречно включенных обмоток подсоединен коммутирующий элемент, согласно включенные обмотки расположены на среднем стрежне, причем одна из них соедине- С2 на последовательно с обмотками крайних стержней.

6062

2 встречно включенные обмотки, в сумме добавляя необходимое напряж"" че.

Недостаток известного регулятора заключается в увеличении габаритов, поскольку в нем применен магнитопровод сложной конструкции, имеющий магнитный шунт с зазором. Как следует из принципа работы регулятора-прототипа, в кривой выходного напряжения

10 отсекаются ступеньки, равные диапазону изменения напряжения сети или диапазону его регулирования, что не позволяет получить коэффициент искажений, меньше десяти процентов

15 отИосйтельно номинального напряжения.

1 73

Изобретение относится к устройствам электропитания и может быть использовано в установках, требующих регулирования или стабилизации напряжения, мощности и др., например, в радиопередающих устройствах.

Известны регуляторы-стабилизаторы напряжения, исполнительный орган которых выполнен в виде трансформатора, встречно включенные обмотки которого управляются с помощью полупроводниковых ключей, подключенных к блоку управления. (1) .

Устройство содержит трансформатор, снабженный двумя магнитопроводами, один из которых охватывает обмотка, управляемая с помощью тиристоров от блока управления, а другая обмотка, охватывающая оба магнитопровода и соединенная с выходом устрой- 20 ства, частью витков подключена к питающей сети через две обмотки., включенные .встречно и расположенные на каждом из магнитопроводов.

Известный регулятор-стабилизатор бтличается сложностью конструкции, так как обладает двумя магнитопроводами. Управление производится с помощью отдельных специальных обмоток, расположенных на разных магнитопро- g0 водах и гальванически не связанных с цепью нагрузки.

Недостатком указанного регулятора является также отсутствие возможности плавного подъема и снижения напряже35 ния на включении и выключении.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является регулятор (2) .

Известное устройство представляет собой регулятор напряжения, содержащий регулирующий орган, выполненный в виде вольтодобавочного трансформатора с тремя обмотками, параллельно одной из которых подключены ссединенные встречно-параллельно тиристо— ры. Одна обмотка подключена к нагрузке, а две другие включены последовательно и встречно в силовую цепь °

Иагнитопровод имеет магнитный

50 шунт, который отделяют одну из встречно включенных обмоток от другой.

При шунтировании обмотки тиристорным ключом магнитный поток замыкает- 55 ся через шунт магнитопровода и работает одна обмотка на вычитание, а при закрытых тиристорах работают обе

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение искажений выходного напряжения, снижение размеров и массы регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе-стабилизаторе, содержащем регулирующий орган, выполненный в виде трансформатора, содержащего встречно-включенные обмотки и полупроводниковые ключи, соединенные с блоком управления, трансформатор выполнен на трехстержневом магнитопроводе, на крайниХ стержнях которого размещены встречно-включенные обмотки, а полупроводниковые ключи подсоединены параллельно каждой из упомянутых обмоток, при этом в цепи по крайней мере одной из встречно-включенных обмоток включен коммутирующий элемент, а на среднем стержне расположены две согласно включенные обмотки, причем одна из них соединена последовательно с обмотками крайних стержней.

На фиг ° I приведена схема размещения обмоток на трехстержневом магнйтопроводе; на фиг. 2 — эквивалентная схема соединения элементов регулятора-стабилизатора ь

Регулятор-стабилизатор содержит блок управления 1, соединенный с управляющими электродами, полупроводниковых ключей 2 и Э (например, симметричных тиристоров). На крайних стержнях магнитопровода 4 расположены встречно включенные обмотки 5 и 6.

В цепи этих обмоток включен коммутирующий элемент 7. На среднем равлена через тиристор 2 навстречу напряжению сети, поэтому обмотка 5 не закорачивается, но исключается из работы.

За счет этого и благодаря реакции обмотки 6 магнитный поток частично вытесняется в крайний стержень с обмоткой 5.

Это приводит к тому, что величина до полного замыкания обмотки 6, магнитный поток, создаваемый обмоткой 9, вытесняется из крайнего стержня, на котором расположена обмотка 6 и напряжение на выходе регулятора увеличивается до полного напряжения, подаваемого от питающей сети. Дальнейшее гулятора производится постепенным запиранием тиристора 2. Магнитный поток, создаваемый обмоткой 9, полностью замыкается через крайний стержень, на котором размещена обмотка 5 и в обмотке 5 наводится напряжение, которое добавляется к напряжению сети. Таким образом, на выходе регулятора-стабилизатора можно получить напряжение выше напряжения питающей сети. Уменьшение напряжения на выходе порядке.

В режиме стабилизации выходного напряжения на выход блока управления 1 подается напряжение с нагрузки. мотка 5 разомкнута, а обмотка 6 замкнута тиристором 3.

Как было показано выше, приращение напряжения на выходе регулятора при этом компенсирует падение напряжения на его выходе. И наоборот, при максимальном напряжении сети обмотка 5 разомкнута, обмотка 6 размыкается тиристором 2 и, наводимая в обмотке 6

ЭДС, препятствует росту напряжения на выходе регулятора-стабилизатора. При промежуточных значениях напряжения сети коммутация тиристоров осуществляется таким образом, чтобы обеспечить постоянство напряжения на нагрузке.

В режиме стабилизации мощности в нагрузке регулятор-стабилизатор работает также, как прн стабилизации вы3 7 6062 4 стержне магнитопровода расположены согласно включенные обмотки 8 и 9.

Регулятор-стабилизатор подключен к нагрузке 10 и зажимам 11, 12 питающей сети. 5

Регулятор-стабилизатор работает следующим образом. В режиме регулирования при главном подъеме и снижения напряжения на нагрузке коммутирующий элемент 7 находится в выключен- 10 вычитающегося напряжения от обмотки ном состоянии. При этом нагрузка 6 снижается и напряжение на выходе подключена к питающей сети через об- регулятора повышается.. мотку 8, расположенную на среднем Далее, при замкнутой обмотке 5 стержне магнитопровода, обмотку 6, постепенно открывается тиристор 3 расположенную на крайнем стержне, и 15 управляемый полупроводниковый ключ

2, с помощью которого производится подъем напряжения, подаваемого на нагрузку от нуля до максимального значения. В этом режиме напряжение на нагрузке имеет резко выраженную несинусоидальную форму, поскольку увеличение напряжения на выходе реподъем и снижение напряжения производится регулированием угла отсечки синусоидального напряжения полупро- 25 водниковым ключом, Однако, за счет исключения обмотки 5 иэ силовой цепи при разомкнутом ключе 7, увеличивается индуктивность трансформатора, уменьшающая искажение формы тока нагрузки.

После подъема напряжения на выходе регулятора-стабилизатора до требуемой величины коммутирующий эле- регулятора производится в обратном мент 7 переводится в замкнутое сос35 тояние, подключая тиристор 2 параллельно обмотке 5.

При этом последовательным замыканием и размыканием тиристоров 2 и 3 При минимальном напряжении сети обпроизвовится плавное регулирование

40 напряжения на нагрузке в заданных пределах.

Например, увеличение напряжения производится в следующей последовательности. Первоначально оба тирис45 тора 5 и 6 закрыты и магнитный поток, создаваемый обмоткой 9 среднего стержня, наводит электродвижущую силу в обмотках 5 и 6, уменьшающую наf пряжение на выходе регулятора по

50 сравнению с напряжением питающей сети. Затем, постепенно увеличивая время открытого состояния тиристора

2, производится замыкание обмотки 5 при разомкнутой обмотке 6.

S5

В момент отпирания тиристора 2 ток силовой цепи проходит через него, электродвижущая сила обмотки 5 напСоставитель Р.В. Лисин

Техред М.моргент

Корректор Л. Патай

Редактор Г.Яковлева

Тираж 65

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпис ное

Заказ 4930

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

3 73 ходного напряжения, с тем лишь отли,чием, что на входе блока управления

J напряжение пропорционально мощности в нагрузке.

Существенным преимуществом предлагаемого регулятора-стабилизатора яв ляется значительное снижение искажений формы кривой выходного напряжения, благодаря чему коэффициент искажений не превышает 57 относительно номинального напряжения, так как обмотки 5 и 6 работают поочередно, добавляя или снижая напряжение, а во время пауз мгновенное напряжение на выходе регулятора равно напряжению сети.

Кроме того, возможность плавного подъема и снижения напряжения на выходе регулятора при включении и выключении нагрузки позволяет устранить

6062 d нежелательные экстратоки в нагрузке, которые могут BblBecTH pe из с гоя.

Последнее обстоятельство особенно важно при использовании предлагаемого

5 регулятора-стабилизатора для питания накальных цепей мощных генераторных ламп.

В зависимости от желаемых пределов регулирования и величины стабилизи10 раванного выходного напряжения или мощности в нагрузке при минимальных искажениях форм тока в нагрузке, могут быть различны варианты включения обмоток,к нагрузке и питающей сети

1I5

Например, схемы включения обмоток, показанные на фиг. 5, 7, позволяют получить наибольшие пределы регулирования выходного напряжения с минимальным искажением.

Регулятор-стабилизатор напряжения Регулятор-стабилизатор напряжения Регулятор-стабилизатор напряжения Регулятор-стабилизатор напряжения 

 

Похожие патенты:

Вптб // 409209

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для стабилизации напряжения сети переменного тока, 380/220 В, 50-60 Гц

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электрических сетях, снабженных автоматическими регуляторами-стабилизаторами переменного сетевого напряжения повышенного быстродействия

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для стабилизации напряжения сети переменного тока

Изобретение относится к электротехнике , в частности к стабилизаторам переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике , в частности к стабилизаторам переменного напряжения
Наверх