Регулятор переменного напряжения на управляемых полупроводниковых вентилях

адаз ен;нс.;лннческаяао 684695 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюз СфветскнвСфцюалнстнческфаРвсн ублмв(51)М, Кл.2 с прнсоедмненнем заявки йо Н 02 М 5/00 Н 02 М 1/08 Государственный комитет СССР ио,ведам изобретений и открытий(54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА УПРАВЛЯЕМЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЕНТИЛЯХИзобретение относится к электротехнике и может быть применено для регулирования пер менного напряжения в многофазных системах питания,Известны регуляторы переменного напряжения, в которых для регулирования величины напряжения применяется изменение продолжительности закрытого состояния управляемых вентилей, при этом началом отчитывания этого промежутка времени служит момент перехода тока соответствующей фазы или линии через нулевое значение 11Укаэанные регуляторы имеют сложную схему поскольку сложна схема синхронизации, работающая по току, кроме того, сложной является схема управления вентилями, так как при этси необходимо гальванически изолировать силовые цепи от электронной схемы управления, что требует большого количества разделительных трансформаторов.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является регулятор переменного напряжения, содержащий нуль-орган тока нагрузки, подключенный параллельно вентилям, компаратор напряжения с выпрямителем, две интегрирующие ВСцепочки, схему си нхрони з ации и схемы для управления вентилями 21.Недостатком этого устройства является, как и у предыдущих решений, сложность схемы. Цель изобретения - повьааение надежности и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в регулятор переменного напряжения на управляемых полупроводниковых вентилях, с антипараллельным включением, содержащий нуль-орган тока нагрузки подключенный параллельно вентилям, компаратор напряжения с двумя входами: опорным и управляющим, выпрямитель и две интегрирующие ВС-цепочки, введен задающий генератор со стабилизированным напряжением питания и с регулируемой скважностью импульсов, выход которого соединен с входом первой йС-цепочки опорного входа компаратора и через выпрямитель с входом второй ВС-цепочки управляющего входа компаратора, параллельно которому подключен нуль-орган тока, а выход компаратора подключен к управляющим электродам вентилей.Принципиальная схема регулятора напряжения представлена на чертеже,684695 10 15 20 25 35 30 Регулятор переменного напряжениясодержит один общий для всех фаз за.дающий генератор 1, выполненный набазе блокинг- генератора, питающегосяот источника стабилизированного напряжения, в результате чего импульсызадающего генератора 1 стабилизированы по напряжению,Потенциометр 2 предназначен длярегулирования скважности импульсовгенератора 1.Во все фазы силовой сети включеныидентичные схемы, каждая иэ которыхсодержит нуль-орган 3 тока нагрузкив данной фазе, выполненной на базепараллельных транзисторов, выпрямитель 4, интегрирующие ИС-цепоЧки 5 иб, включенные в силовую сеть полупроводниковые управляемые вентили 7 икомпаратор В напряжения с выходнымтрансформатором 9 и имеющий импульсный выход для управления вентилями 7,Опорный вход компаратора 8 подключенк выходу интегрирующей ВС-цепочки 5,а управляющий вход его подключен квыходу интегрирующей КС-цепочки б.Вход интегрирующей НС-цепочки 5подключен непосредственно к выходузадающего генератора 1 (к выходнойобмотке трансформатора 10), а входинтегрирующей ВС-цепочки б подключенк той же точке через выпрямительныйдиод 11.Регулятор переменного напряженияработает следующим образом.Импульсы, генерированные задающимгенератором 1, стабилизированные понапряжению и имеющие заданную скважность, регулируемую потенциометром2, поступают через отдельные вторичные обмотки трансформатора 10 в электронные схемы во всех фазах. Так каксхемное решение их идентично, то 40дальше рассматривается работа электроннойсхемы в одной фазе.Импульсы задающего генератора 1поступают непосредственно на входинтегрирующей цепочки 5, в результате чего, на выходе ее образуется напряжение, которое подается на одинвход компаратора 8 и выполняет рольопорного напряжения, так как питаниезадающего генератора стабилиэировано,то величина опорного иапряавния навыходе КС-цепочки 5 зависит толькоот сквааности импульсов задающегогенератора.Выпрямитель 4 преобразует импульсызадающего генератора 1 в постоянноенапряаение, величина которого определена скважностью импульсов, Этопостоянное напряжение подается, какна вход интегрирующей КС-цепочки б,выход которой соединен с управляющимвходом компаратора 1, так и на питание компаратора 1.Нуль-орган З.контролирует наличиетока в нагрузке. Это достигается тем,что вход его подключен параллельноУпРавляемому вентилю 7,Если в нагрузке имеется ток, то напряжение на управляемых вентилях 7и, тем садним, йа входе нуль-органа3 ничтожное, выходное сопротивлениенуль-органа 3 также низкое. Так каквыходное сопротивление нуль-органа3 подключено параллельно выходу ВСцепочки б, то в этом случае конденсатор цепочки разряжен через нульорган 3, При переходе тока нагрузкичерез нулевое значение все напряжение питания падает на управляеьыевентили 7, а так как вентили 7 заперты, то и на вход нуль-органа 3. Когда напряжение на входе нуль-органа3 достигает определенной величины, -последний выключается, тем самым еговыходное значение преобретает практически величину сопротивления запертого транзистора, Поскольку напряжение нагрузки составляет не менее127 В, то практически в момент перехода тока нагрузки через нулевоз значение, нуль-орган 3 запирается и происходит синхронизация схемы по нулютока.После эапирания нуль-органа 3 (вмомент перехода тока через нулевоезначение) его шунтирующие воздействия на конденсатор КС-цепочки б исчезает и напряжение на ее выходе и,тем самин, иа управляющем входе компаратора 8 начинает повьыаться помере заряда конденсатора .от выходного напряжения выпрямителя 4. Придостижении напряжением на выходе ВСцепочки б величины равной напряжению на выходе КС-цепочки 5 (опорногонапряжения) компаратор 8 напряженияпереходит в режим генерирования ивключает управляеияе вентили 7. Непосредственно после этого напряжение на управляемых вентилях 7 исчезает, нуль-орган 3 открывается, конденсатор в ВС-цепочке б разряжаетсячерез него, а компаратор В переходитв режим ожидания,Во втором полупериоде напряженияпитания в силовой сети процессы повторяются,Таким образом напряжением на выходе ВС-цепочки 5 (опорное напряжение)определяется промежуток времени, втечение которого после перехода токанагрузки через нулевое значение управляемые вентили 7 остаются запертыми. Чем вьаае это напряжение, тембольше соответствующий промежутоквремени,Интегрирующая НС-цепочка б вместес нуль-органом 3 определяют момент,с которого начинается считываниеэтого промежутка времени (моментперехода тока нагрузки через нулевоезначение) . Регулятор переменного напряжения на полупроводниковых управляеьих вен68 тилях имеет по сравнению с известными техническими решениями следующие технико-экономические преимущества:- схема регулятора проще, поскольку иэ нее исключено большое количество трансформаторов;- регулятор имметрирован в отношении таких дестабилизирующих факторов, как температура окружающей среды и напряжение его питания;- на работу регулятора не влияет изменение напряжения в трехфаэной 1 сети;- регулятор сохраняет работоспособность при индуктивной нагрузке, поскольку синхронизация (определение момента начала считывания времени закрытого состояния управляемых вентилей) схемы происходит по току в нагрузке, прямым эквивалентом которого является напряжение на управляемых вентилях.20 4695 6тилях с антипараллельным включением,содержащий нуль-орган тока нагрузки,подключенный параллельно вентилям,компаратор напряжения.с двумя входами: опорным и управляющим, выпрямитель и две интегрирующие НС-цепочки,5 о т л и ч аю щ и й ся тем, что, сцелью повьвения надежйости и упрощения, он дополнительно снабжен задающим генератором со стабилизированнымнапряжением питания и регулируемой0 скважностью импульсов, выход которогосоединен со входом первой ВС-цепочкиопорного входа компаратора и черезвыпрямитель со входом второй КС-цепочки управляющего входа компаратора,параллельно которому подключен нульорган тока, а выход компаратора подключен к управляющим электродам вентилей,оставитель О. Наказнаяхред С,Мигай Корректор Ю, Макаренк Редактор Д. ЗубовЗаказ 5303/51 Тираж 857 Подписноеосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 лИИП 130 илиал ППППатент , г. ужгород ул, Проектная, 4 формула изобретения Регулятор переменного напряжения на управляеьвх полупроводниковых вен Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 213116, кл, С 0 5 Г 1/00, 1967. 2, Патент США У 3652924,кл, 323-24, 1972 (прототип) .