Регулятор однофазного напряжения

1 и 723736 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 25.03.80. Бюллетень11Дата опубликования описания 27.03.80 до делам изобретений н открытий1Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в тех устройствах фазового регулирования напряжения, где важны такие качества, как простота и широкий диапазон регулирования.Известен регулятор, в котором управляемый по фазе источник питания содержит последовательно подключенные к источнику переменного напряжения тиристор и нагрузку, однопереходный транзистор, стабилитрон конденсаторы, резисторы 1. Однако схема его сложна и не обеспечивает широких пределов регулирования напряжения, так как не обеспечивает диапазона изменения угла регулирования от 0 до 180.Известен также тиристорный регулятор напряжения, содержащий последовательно подключенные к источнику переменного напряжения нагрузку и тиристор, катод которого соединен с одним из выводов переменного резистора, а анод через последовательно включенные диод и резистор подключен к одному из выводов конденсатора и к стабилитрону, а также содержит триггер Шмитта, выполненный на двух транзисторах, и выходной транзисторный ключ со стабилитроном в цепи смещения. Устройство управ 2ления тиристором питается положительной полуволной питающего напряжения, ограниченной стабилитронами, и поэтому не обес печивает регулирования напряжения в широких пределах (О - 110 В), а только 10 - 100 В, так как не обеспечивает изменения угла включения тиристора О - 180. При углах включения тиристора близких к 0 или к 180 амплитуда импульса управления уменьшается и недостаточна для включения тиристора 121.10 Недостатком такого регулятора напряжения является его сложность.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор, содержащий тиристор, силовые электроды которого образуют выходные выводы регулятора, с которыми связана основная цепочка из последовательно включенных диода и конденсатора, точка соединения которых подключена через переключающий элемент, например динистор, к управляющему элект роду тиристора, а также два резистора 131. Однако схема управления тиристором в таком регуляторе не позволяет создать импульс управления при углах включенияид 15 2 О 2 й 36 тиристора 0 - а 1, и а. - . 100". Угол включения тиристора нестабилен в зоне максимальных углоз регулирования, так как в этой зоне резко нарушается линейность заряда конденсатора. Угол вкл 10 чения тиристора нестабилен при колебаниях питаюи его напряжения, так как От колеоаций питающсго напряжения зависит время заряда конденса гора.Цель 0 изобретения являет я расширение диапазоца регулироваця.Это достигается тем, что известный предложенный регулятор снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона и доно.нительного конденсатора, подключеш 10 й параллельно ОсновнОЙ цеиОчке, причем Одна ООкладка,Ополнительного конденсатора и анод упомянутого диода подсоединены к катоду тиристора, анод стабилитроца и Одна Обкладка кОН- децсатора основной цепочки подключены через последовательно соединенные первый резистор и дополнительно взедецный диод к аноду тиристора, другие обкладки уио лянутых конденсаторов соединены между собой, а второй резистор подключен параллельно обеим цепочкам.На фиг. 1 приведена электрическая схема предложенного регуляторы; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.Тиристорный регулятор напряжения содержит Оследоватесьцо Юдключенные к источнику переменного напряжения нагрузку 1 и тиристор 2, катод которого соединен с одним из выводов переменного резистора 3, а анод через иоследовательцо включснные ДОпо;гИтельныЙ диод 4 и резистор 5 ПОД- ключен к одному из выводов конденсатора 6, к аноду стабилитрона 7 и к другому выводу переменного резистора 3. Регулятор снабжен динистором 8 и ДОНО,1 цитель 1 ыми конденсаторами 9, причем анод тиристора 2 соединен с катодом диода 4, управляющий перехоД тиристора 2 соеДицец с кыОдом динистора 8, анод которого соедииен с катодом диода 10. с другим выводом конденсатора 6, с катодом стабилитрона 7 и с одной из обкладок дополнительного конденсатора 9, другая обкладка которого и анод диода 10 соединены с катодом тиристора 2.Тиристорный регулятор напряжения работает следующим образом.При отрицательной иолуволце питающего напряжения (1 накопительный конденсатор б заряжается от истс:ника питания по цепи диод 4 - резистор 5диод 10 - малое сопротивление нагрузки 1 (фиг. 2 б), При этом кондесатор 9 заряжается аралы напряжением 0,5 В, обусловленным прямым падением напряжения ца диоде 10 (фиг. 2 в). Напряжение на конденсаторе б (Ис ) ограничивается стабилитроном 7 1 ист. 7). Заряд конденсатора б рекращается в моменты времени ж 1=х,когда Напряжение на цем достигает напряжения стабилизации стабилитрона 7, В моменты времени ю 1=ъ 1 диод 4 и диод 10 закрываются, поскольку напряжение на конденсаторе 6 становится больше напряжеция источника питания.С этого момента конденсатор 6 разряжается через переменный резистор 3 на конденсатор 9, перезаряжая его. Так как напряжение на конденсаторе 6 было стабилизировано стабилитроном 7, заряд конденсатора 9 не зависит от колебаний питающего напряжения и определяется только всличинами емкостей б и 9 и величиной переменного резистора 3.При ж( л диод 4 препятствует прохождению положительнои полуволны напряжения источника питания, поэтому ход процессов в схеме не меняется и не зависит от цепи источника питания. В момент времени ъТ =- ютнапряжение на конденсаторе 9 становится равным напряжению отпирания дицистора 8, сопротивление динистора резко падает, и конденсатор 9 разряжается через открытый динистор на управляющий переход тиристора 2. Тиристор включается, и к сопротивлению нагрузки 1 прикладывается напряжение источника питания (см. фиг. 2 г) к. Разряд конденсатора 9 проходит до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным остаточному Надеин 0 напряжения ца динисторе 8, прй этом дииистор выклю. чается. После этого происходит снова заряд конденсатора 9 по цепи конденсатор 6 резистор 3. Конденсатор 6 выбирают такой емкости, чтобы напряжение на конденсаторе 9 при его повторном заряде не достигло напряжения отпирания динистора 8. При следующей отрицательной полуволне питающего наряжения конденсатор 9 перезаряжастся до напряжения 0,5 В, обусловленного прямым падением напряжения на открытом диоде 10. Диод 4 открывается и конденсатор 6 заряжается до напряжения стабилизании стабилитрона. Далее процессы повторяются.Таким образом, включение тиристора 2 возможно во всем диапазоне М от лдо 2 л,длц этого необходимо изменять сопротивление переменного резистора 3. С уменьшением сопротивления этого резистора уменьшается время заряда конденсатора 9 (фиг. 2 в) по цепи конденсатор 6 -- резистор 3, и точка отпирания динистора и включение тиристора переходят из положения А в положение Б (фиг. 2 в), т. е. изменится угол включения тиристора от значения а, до значения а .Применение предложенного тиристорного регулятора напряжения позволяет плавно регулировать угол отпирания тиристора от 0 до 180, а также поддерживать его постоянцым при колебаниях питаюшего напряжения, что способствует расширению диапазоца регулирования напряжения.Формула азобретенияРегулятор однофазного напряжения, содержащий тиристор, силовые электроды723736 г. г Соста внтель Г, МыТехред К. ШуфрнчТнраж 783И П И Государственного ком нто делам нзобретеннй н отМосква, Ж - 35, РаушскаяПП Патент, г. Ужгород, у цнкКорректор Г. РешетнякПодпнсноеета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4 Редактор В, КравцоЗаказ 449(41ЦНИ 113035,нлнал П которого образуют выходные выводы регулятора, связанные с цепочкой из последовательно включенных диода и конденсатора, точка соединения которых подключена через переключающий элемент к управляющему электроду тиристора, а также два резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, он снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона и дополнительного конденсатора, подключенной параллельно основной цепочке, причем одна обкладка дополнительного конденсатора и анод упомянутого диода подсоединены к катоду тиристора, анод стабилитрона и одна обкладка конденсатора основной цепочки подключенычерез последовательно соединенные первыйрезистор и дополнительно введенный диодк аноду тиристора, другие обкладки упомянутых конденсаторов соединены между собой,а второй резистор подключен параллельнообеим цепочкам.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3870903,кл. Н 02 М 1/08, 974.2. Радио 1972,9, с. 55.3. Тиристоры (технический справочник)под ред. Лабунцова В. А., М Энергия,1971, рис. 9 - 7.1