Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 558 А 17 1)5 Н 02 М 5/257 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИСА ИДЕТЕЛЬС АВТОРСКОМ инение охозяй АТЕЛЬ ПЕРЕотехнино для на наа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объедпо технологии тракторного и сельскственного машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 1365293, кл, Н 02 М 5/257, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 1690129, кл. Н 02 М 5/257, 1990.(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВМЕННОЕ(57) Изобретение относится к электрке и может быть использоварегулирования средней мощности 2грузке переменного тока с синхронным подключением к сети. Сущность изобретения: регулирование мощности обеспечивается изменением относительного времени включения тиристора 1. После достижения напряжения на конденсаторе 10 величины открытия ключевого элемента 6 последний открывается и препятствует протеканию тока через упра вля ющий переход тиристора 1. За счет введения последовательно с управ- ляющим переменным резистором 17 диода 13, соединения разрядного резистора 14 параллельно цепочке из управляющего перехода тиристора 1 и диода 11 и введения в цепь разряда конденсатора 10 резистора 15 обеспечивается плавность регулирования.1 ил5 10 15 дом первого диода 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования средней мощности на нагрузке, питающейся переменным током, при синхронном подключении ее к сети.Известен регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное с использованием релаксационного ЯС-генератора, в котором напряжение на нагрузку подается с помощью тиристора и представляет собой последовательность полных положительных полупериодов напряжения сети, а регулирующий элемент выполнен в виде многопозиционного переключателя с блоком резисторов. Такой регулятор имеет сложный регулирующий элемент и требует пЬдборки резисторов для обеспечения требуемого ступенчатого изменения выходного напряжения от нуля до половины напряжения сети.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, в котором также используется релаксационный ВС-генератор, а регулирующий элемент вйполнен в виде переменного резистора с тремя выводами, который обеспечивает ступенчатое регулирование выходного нэпряжения с помощью симистора от нуля деполного напряжения сети. Недостатком устройства является йедостаточная плавность регулирования, так как вблизи положения переменного резистора, при котором выходное напряжение на нагрузке равно нулю, разрядное сопротивление ЙС-генератора шунтируется частью регулирующего переменного резистора.Цель изобретения - повышение плавности и глубины регулирования выходного наи ряжения.Указанная цель достигается тем, что в регулируемом преобразователе переменного напряжения в переменное, содержащем управляемый вентильный элемент, включенный последовательно с выводами для подключения нагрузки и выводами для подключения сети, последовательную цепочку из первого резистора, первого конденсатора с параллельным ему вторым резистором, первого диода, второго конденсатора и второго диода, ключевой элемент, выполненный в виде порогового элемента, третий и четвертый диоды, третий и четвертый резисторы и управляющий переменный резистор, при этом катод третьего диода соединен с общим выводом второго резистора и анода первого диода, первый вывод третьего резистора и вывод подвижного контакта переменного резисто.ра соединены с общим выводом второго конденсатора и анода второго диода, первый вывод четвертого резистора соединен с первым выводом ключевого элемента, а катод четвертого диода соединен с общим выводом сети и катода ве тильного элемента,Вентильный элемент выполнен в виде тиристора, вывод управляющего электрода которого соединен с катодом второго диода, анод третьего диода, второй вывод ключевого элемента и второй вывод третьего резистора соединен с катодом четвертого диода,анод последнего соединен с пеРвым выводом управляющего переменного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора, а второй вывод четвертого резистора соединен с катоНа чертеже показана принципиальнаясхема устройства, Преобразователь содержит управляемый вентильный элемент - тиристор 1, анод которого соединен с выводом 2 для подключения нагрузки 3, а катод - с выводом 4 для подключения сети, к оставшемуся выводу 5 для подключения сети присоединен свободный вывод нагрузки и последовательная цепочка из первого резистора 6, первого конденсатора 7, параллельно которому подсоединен второй резистор 8, первого диода 9, второго конденсатора 10 и второго диода 11, катод которого соединен с выводом управляющего электрода тиристора ". Преобразователь содержит также третий 12 и четвертый 13 диоды, третий 14 и четвертый 15 резисторы, ключевой элемент 16 и регулирующий переменный резистор 17. Анод диода 13 соединен с первым выводом 18 резистора 17, второй вывод которого 19 соединен с первыми выводами ключевого элемента 16 и резистора 15, катод диода 13 соединен с выводом сети 4, вторым выводом резистора 14, вторым выводом элемента 16 и анодом диода 12, катод последнего соединен с общей точкой конденсатора 7 и анод диода Я, а второй вывод резистора 15 соединен с катодом диода 9.Преобразователь работает следующим образом.В установившемся РЕжиме конденсатор 10 заряжается от сети синусоидальным однополупериодным, опережающим напряжение на 80" током, ограниченным конденсатором 7 (резистор 6 ограничивает коммутационные токи, резистор 8 - разрядный, ток в отрицательные полупериоды проходит через диод 12). Пока напряжение на конденсаторе 10 не достигло порогового напряжения элемента 16 (в качестве которого используется, например, динистор) большая часть тока из сети проходит в положительный полупериод через управляющийпереход тиристора 1 по цепи: вывод 5, резистор 6, конденсатор 7, диод 9, параллельно соединенные конденсатор 10 и последовательная цепочка из резистора 15 и части переменного резистора 17 между выводами 19 и подвижным, диод 11, управляющий переход тиристора 1, вывод 4. Тиристор 1 открывается и на нагрузку 3 подается последовательность положительных полупериодов напряжения сети до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 10 не превысит пороговое напряжение элемента 16, после чего он откроется .Открывание ключевого порогового элемента 16 вызывает разряд конденсатора 10 через резистор 15 и далее через параллельные Цепочки: первой из элемента 16 и разрядного резистора 14 и второй из части резистора 17 от вывода 19 до подвижного вывода. Положительная полуволна тока из сети будет при этом проходить после диода 9 через резистор 15.и элемент 16, минуя управляющий переход тиристора,1. Последний не открывается и напряжения на нагрузке 3 нет до тех пор, пока ток в элементе 16 не упадет ниже значения тока удержания, так как это возможно, когда через элемент 16 не протекает опережающий поддерживающий ток из сети, то открывание тиристора 1 после паузы произойдет в самом начале следующего положительного полупериода, когда будет заряжаться конденсатор 10 тем же опережающим током из сети.В результате процесса заряда и разряда конденсатора 10 на нагрузку 3 будет подаваться последовательность полных полупериодов напряжения сети и длительность этой последовательности и паузы между ними будет зависеть от положения подвижного контакта резистора 17.Совмещение подвижного контакта резистора 17 с выводом 18 при заряде конденсатора 7 шунтирует управляющий переход тиристора 1 и напряжение на нагрузке 3 равно нулю, совмещение подвижного контакта резистора 17 с выводом 18 делает невозможным открытие элемента 16 и напряжение на нагрузке 3 равно напряжению сети. При промежуточных положениях подвижного контакТа резистора 17 напряжение на нагрузке 3 меняется с плавно-ступенчато от нуля до половины напряжения сети.Резистор 15 включен в цепь разряда конденсатора 10 для замедления разряда его и уменьшения наименьшей величны напряжения на нагрузке, не равной нулю: при открытом элементе 16 ток из сети, протекая по резистору 15 и поддерживая открытым элементом 16, создает падение напряжения, направленное встречно напряжениюна конденсаторе 10 и препятствует его разряду,5 Диод 13 препятствует разряду конденсатора 10 при открытом элементе 16 черезчасть резистора 17 между выводом 18 и подвижным выводом, При малых выходных напряжениях при этом разряд конденсатора10 10 идет только на параллельно соединенныерезисторы 17 и 14 и пауза имеет наибольшую длительность, при перемещении по-движного контактарезистора 17 к выводу 19 плавно уменьшается длительность паузы и 15 растер время включенного состояния тиристора 1, что обеспечивает плавно-ступенчатое регулирование выходного напряжения (без диода 13 перемещение подвижного контакта от вывода 18 повышает выходное .20 напряжение от нуля, затем понижает доминимума и далее повышает плавно до половины напряжения сети).Формула изобретенияРегулируемый преобразователь пере менного напряжения в переменное, содержающий управляемый вентильный элемент, включенный последовательно с выводами для подключения нагрузки и выводами для подключения сети, последовательную цепоч ку из первого резистора, первого конденсатора с параллельйым ему вторым " резистором, первого диода, второго конденсатора и второго диода, ключевой элемент, выполненный в виде порогового элемента, 35 третий и четвертый диоды, третий и четвертый резисторы и управляющий переменный резистор, при этом катод третьего диода соединен с общим выводом второго резистора и анода первого диода, первый вывод 40 третьего резистора и вывод подвижногоконтакта переменного резистора соединены с общим выводом второго конденсатора и анода второго диода, первый вывод четвертого резистора- с первым выводом клю чевого элемента, а катод четвертого диода -с общим выводом сети и катода вентильного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с1 гцелью повышения плавности и глубины регулирования, вентильный элемент выпол нен в виде тиристора, вывод управляющегоэлектрода которого соединен с катодом второго диода, анод третьего диода, второй вывод ключевого элемента и второй вывод третьего резистора соедйнены с катодом 55 четвертого диода, анод последнего - с первым выводом управляющего переменного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора, а второй вывод четвертого резистора с катодом первого диода.