Устройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентильного преобразователя

ш 1 432475 Союз Советских Социалистических Республик(32) ит осударстеенный комитетСовета Министров СССРпо делам изооретвнийи открытий Опубликовано 15.06.74, Б Дата опубликования опи(72) Авторы изобретен ф. П, Каляев и В. Н. Дудниковнститут физики высоких давлений 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ВЪХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобретение относится к устройствам фазоимпульсного управления преобразователями с управляемыми вентилями в устройствах автоматического регулирования и вторичных источниках электропитания.Известные устройства для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентиль- ного преобразователя, содержащие фазосдвигающий блок с сетевым трансформатором с несколькими вторичными обмотками и измерителем амплитуды напряжения сети, орган сравнения и управляемые вентили, не обеспечивают высокой точности стабилизации выходного напряжения во всем рабочем диапазоне из-за отсутствия линейной зависимости между выходным напряжением вентильного преобразователя и управляющим напряжением органа сравнения, на второй вход которого подается синхронное с сетью опорное напряжение, форма которого определяет характеристику вход - выход всего устройства.Устройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения управляемогопреобразователя должно обладать высокой линейностью характеристики управления, определяющей точность стабилизации этого устройства. При этом фазовая характеристика фазосдвигающего устройства не должна отличаться от арккосинусоидальной, необходимой для линейности характеристики управления вентильным преобразователем, который обладает косинусоидальной зависимостью среднего значения выходного напряжения от угла регулирования.5 Для повышения линейности зависимости выходного напряжения преобразователя управляющего напряжения в предлагаемом устройстве фазосдвигающий блок снабжен трехполюсным ключом и КС-мостом, одна диаго- О наль которого подключена к одной из вторичных обмоток сетевого трансформатора со средней точкой, являющейся общей для входов органа сравнения, а другая диагональ соединена с трехполюсным ключом, управляющие 5 цепи которого соединены через формирователипрямоугольного напряжения к другим вторичным обмоткам сетевого трансформатора, при этом измеритель амплитуды напряжения сети подключен к последовательно соединенным О резисторам, общая точка которых подключенак выходу трехполюсного ключа.На чертеже представлена принципиальнаясхема описываемого устройства.Первичная обмотка 1 трансформатора 2 25 подключена к тем же фазам сети, с которымисоединена через управляемые вентили нагрузка. С вторичной обмотки 3 трансформатора 2, средняя точка которой является общей точкой всего устройства, противофазные напряжения 30 подаются на фазосдвигающий блок, выполнеыго г 5 зо 3ный на резисторах 4 и 5 и конденсаторах 6 и 7. С выхода фазосдвигающего блока напряжения, сдвинутые на +90 относительно сетевого напряжения, подаются па трехполюсный ключ 8, который управляется по коллекторно- базовым переходам противофазными токами, формируемыми ограничителями, выполненными на стабилитронах 9 - 12, резисторах 13 - 1 б и подключенными к обмоткам 17 и 18 трансформатора 2. Таким образом, на выходе ключа возникает периодическое напряжение с чал стотой, в два раза превышающей частоту сети, описываемое в интервале от 0 до л функцией косинуса: где У, - амплитуда напряжения сети,и - коэффициент трансформации,а - круговая частота напряжения сети,1 - время. Это напряжение через конденсатор 19 суммируется на резисторе 20 с отрицательным постоянным напряжением, пропорциональным амплитуде сетевого напряжения, поступающим с измерителя амплитуды, выполненного на конденсаторе 21, диодах 22, 23, подключенных к обмоткам 24, 25 трансформатора 2. Причем соотношение между резисторами 20 и 2 б выбрано так, что величина постоянного отрицательного напряжения на резисторе 20, пропорционального амплитуде напряжения сети, равна амплитуде консинусоидального напряжения на нем, т. е. напряжение на резисторе 20 будетУ, = -- " (1+ соз а 1) (2)и Это напряжение в качестве опорного поступает на один из входов сравнительного устройства 27, представляющего собой диоднорегенеративный компаратор, на второй входкоторого подается управляющее напряжениеУунр. Каждые полпериода сетевого напряжения в момент равенства опорного и управляющего напряжений диодно-регенеративный компаратор генерирует импульс, который с выходных обмоток 28, 29 поступает на управляющиеэлектроды вентилей, т. е. моменты возникновения импульсов на выходе фазосдвигающегоблока определяются из равенства:- У = -- (1 + соз аг); (3)иагссоз 1 " Ц , (4)У,где О=л - а 1 - угол регулирования управляемых вентилей,35 40 45 50 55 Таким образом, изменяя величину управлягющего напряжения от 0 до - Кпо линейномуизакону, можно изменять угол регулирования вентилей от 0 до 180 по закону арккосинуса, При этом среднее значение напряжения на нагрузке преобразователя, определяемое из известного выражениялУ р --- У, з 1 п аИа 1 = " (1 - соз 6),л - дпосле подстановки значения О из выражения (4) имеет вид; т. е. прямо пропорционально управляющему напряжению и в указанных пределах его изменения не зависит от напряжения сети.При изменении амплитуды напряжения сети пропорционально ей изменяются амплитуда косинусоидального напряжения на выходе фазовращательной цепи и выходное напряжение измерителя амплитуды, а следовательно, и угол регулирования вентилей. Причем, при увеличении сетевого напряжения угол регулирования уменьшается, при уменьшении - увеличивается. При постоянной величине управляющего напряжения это свойство фазосдвигающего устройства обеспечивает стабилизацию среднего значения напряжения на нагрузке с высокой точностью. Предмет изобретенияУстройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентильного преобразователя, содержащее фазосдвигающий блок с сетевым трансформатором с несколькими вторичными обмотками и измерителем амплитуды напряжения сети, орган сравнения и управляемые вентили, отличающее" я тем, что, с целью повышения линейности зависимости выходного напряжения преобразователя, фазосдвигающий блок снабжен трехполюсным ключом и КС-мостом, одна диагональ которого подключена к одной из вторичных обмоток сетевого трансформатора со средней точкой, являющейся общей для входов органа сравнения, а другая диагональ соединена с трехполюсным ключом, управляющие цепи которого подсоединены через формирователи прямоугольного напряжения к другим вторичным обмоткам сетевого трансформатора, при этом измеритель амплитуды напряжения сети подключен к последовательно соединенным резисторам, общая точка которых подключена к выходу трехполюсного ключа.432475 гг оставитель Л. СтрелкиТекред Л, Акимова трова ишева аказ 3317 ИПИ ипографи Санино Редактор С. Хейфи Изд,183 сударственно по делам и Москва, Ж.35