Стабилизатор переменного напряжения

п 11 528554 Союз Советских Социалистических РеслубликТосударственный комитет Совета Министров СС,ло делам нзобретенни открытий 1.316.722.1(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕН 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно для питания передающих устройств.Известны стабилизаторы переменного напряжения, содержащие управляемый и неуправляемые ключи, трансформатор связи, регулирующий автотрансформатор и схему управления.Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, соединенный последовательно с выходными клеммами, который по управляющему входу соединен с органом управления, узел сравнения которого подключен параллельно выходным клеммам.С целью уменьшения искажений формы питающего переменного напряжения в предлагаемый стабилизатор введены три трансформатора, балластный элемент, управляемый ключ и два двухполупериодных выпрямителя, ,причем одна диагональ первого двухполупериодного выпрямителя подключена к входным клеммам, а вторая диагональ через первичную обмотку первого трансформатора - к управляемому,ключу, второй двухполупериодный выпрямитель, подключенный к регулирующему элементу, соединен с управляющим входом ключа, кроме того, вторичная обмотка первого трансформатора связана с последовательно соединенными вторичной обмоткой второго трансформатора и балластным элементом, первичная обмотка второго трансформатора соединена встречно-последовательно с вторичной обмоткой третьего трансформатора 5 и входными клеммами, а первичная обмоткатретьего трансформатора подкл 1 очена и выходным клеммам.На фиг, 1 представлена функциональнаясхема предлагаемого стабилизатора; на фпг.1 О 2 - эпюры напряжений на элементах устройства.Стабилизатор переменного напряжения содержит источник переменного напряжения 1, регулирующий элемент 2, орган управления 3, 15 узел сравнения 4, нагрузку 5, два двухполупериодных выпрямителя 6, 7, трн трансформатора 8, 9, 10, управляемый ключ, например, па транзисторе 11 н балластный элемент 12.Первый выпрямитель 6 подключен к источ:о нику переменного напряжения 1, второй выпрямитель 7 - к регулирующему элементу 2.К выходу, первого выпрямителя 6 подключены первичная обмотка, первого трансформатора 8 и транзистор 11, соединенные последова тельно. Выход второго выпрямителя 7 подключен к управляющему входу транзистора 11.вторичная обмотка первого трансформатора 8 связана с вторичной обмоткой второго трансформатора 9 и балластным элементом 12. Перво яичная обмотка второго трансформатора 9 соединена с вторичной оомоткой третьего транс форматора 10 и источником переменного напржения 1, а первичная обмотка третьего трансформатора 10 подключена к нагрузке 5.Стабилизатор работает следующим образом.В начале положительного полупериода питающего напряжения регулирующий элемент 2 находится в непроводщем состоянии, и напряжение на нем изменяется в соответствии с входным напряжением, при этом напряжение иа нагрузке соответствует эпюре на фиг. 2 а, а на регулирующем элементе - на фиг. 2 б. В интервале фазовых углов от 0 до а (где а - момент оппирания регулирующего элемента) источник переменного на)пряжения 1 нагружен на нагрузку (балластный элемент 12), которая связана с ним посредством трансформатора 8, управляемого ключа, например, транзистора 11 и выпрямителя 6, Коллекторная цепь транзистора 11 питается пульсирующим напряжением, снимаемым с выхода двухполупериодного выпрямителя 6, а базовая цепь - напряжением, снимаемым с выхода двухполупериодного выпрямителя 7, вход которого подключен параллельно регулирующему элементу 2. Пульсирующее начгряжение на базе транзистора 11 повторяет форму напряжения на регулирующем элементе 2 (см, фиг. 2 б) и, следовательно, гранзистор 11 находится в проводящем состоянии в ггнтервале фазовых углов от О до а. При фазовом угле а сигнал, поступающий с органа управления 3, переводит регулирующий элемент 2 в проводящее состояние, напряжение на нем уменьшается почти до О, транзистор 11 запирается и нагрузка отключается от источника переменного напряжения, который оказывается подключенным к нагрузке 5. Форма напржени на ней показана на фиг. 2 а. В интервале фазовых углов от л до 2 л (отрицательный полупериод переменного напряжения) работа устройства происходит аналогично.Таким образом, в,промежутке фазовых углов от 0 до а и от л до я+а источник переменного напряжения нагружен на балластный элемент 12, а в промежутке фазовых углов от а до л и от л+а до 2 г - на нагрузку 5. Если величины этих нагрузок близки, то нагрузка источника переменного напряжения остается почти постоянной, а следовательно, и форма переменного напряжения также мало искажена. Форма напряжения источника 1 показана на фиг. 2 в.При изменении, питающего напряжения (например, увеличении действующего значения на величину Л У) и при условии сохранения действующего значения напряжения на нагрузке 5 приращение ЛУ передается в балластный элемент. Полагая падение напряжения на транзисторе 11 постоянным, напряжение на первичной обмотке трансформатора 8 равно7 = (о+Лгде Уо - напряжение на первичной обмотке трансформатора 8 при номинальном значении переменното напряжения. 4Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 8 равноЬ= ( Ыг-ЛЬ) и,5 где и - коэффициент трансформации трансформатора 8. Для кояпенсации приращения иапря;кения п ЛЬ балластный элемент 12 подключен к последовательной цепи, состоящей из вторичных обмоток трансформаторов 1 О 8 и 9, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора 9 должно,быть равно ггЛ КНапряжение на первичной обмотке трансформатора 9 равно152 = ( о с+ Л (.1 )") 3 )где (,осноминальное переменное напряжение,Уз - напряжение на вторичной обмотке 20 трансформатора 10, поэтому для компенсацииприращения напряжения и Ю на балластном элементе необходимо, чтобы коэффициент трансформации трансформатора 9 был равен )г и ( ос = Уз25 Вг)орое условие выполняется при выборекоэффициента трансформации трансформатора 10) равным д:)У,30пде У - напряжение на нагрузке 5.Таким образом, действующее значение напряжения на балластном элементе 12 остается постоянным при изменении переменного над 5 пряжения. Форма напряжения на балластномэлементе показана на фиг. 2 г. В интервале фазовых углов от 0 до а и от л до а+я напряжение на нем равно гг (С/оЛУ), а при фазовых углах от а до л и ог )г+а до 2 тс - 40 на)пряжеиие равно и Л(1 и знак его противоположсн.Формула изобретенияСтабилизатор переменного напряжения, со.45 держащий регулирующий элемент, соединенный последовательно с выходными клеммами, который по управляющему входу соединен с органом управления, узел сравнения которого подключен параллельно выходным клеммам, 50 отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы питающего переменного:апряжения, стабилизатор снабжен тремя трансформаторами, балластным элементом, управляемым ключом и двумя двухполупери одными выпрямителями, причем одна диагональ первого двухполупериодного выпрямителя подключена к входным клеммам, а вторая диагональ через )пер)вичную о)бмотку первого трансформатора - к управляемому клю чу, второй двухполупериодный выпрямительсвязан с регулирующим элементом и соединен со входом управляемого ключа, причем вторичная обмотка первого трансформатора соединена с последовательно соединенными вто ричной обмоткой второго трансформатора ибалластным элементом, первичная обмотка второго трансформатора соединена встрсчнопоследовательно с вторичной обмоткой третьего трансформатора и входными клеммами, а первичная обмотка третьего трансформатора подключена к выходным клеммам. Источники информапин, принятые во внимание при экспертизе: 1. Лвт. св. 316166, кл. 6 05 Г 1/10, 19695 2. Авт. св, 201501, кл. Н 02 р 13/10, 1967 (прототип).