Источник постоянного напряжения с ограниченным регулированием

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,с присоединением заявки 14 о -Н 02 М 7/12 Государствеииый коиитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150 78 О. Бюллетень М 2 6 е Дата опубликования описания 1507,80(72) Автор изобретения А.Г. Савин Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ОГРАНИЧЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 1Изобретение относится к промышленной электронике и может быть использовано в .качестве исполнительного органа стабилизаторов постоянного напряжения в устройствах электропитания радио- и электронных установок или в качестве источника постоянного тока, регулируемого в небольших пределах. Известно использование в стабилизаторах постоянного тока выпрямителей со ступенчатым регулированием,применяемых с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения и повышения коэффициента мощности, при этом регулируемая вольтодобавка можетвводиться либо на стороне постоянного тока путем последовательного включения вспомогательного выпрямителя, питающегося от отдельного трансформатора с тиристорным регу лятОром на первичной стороне, либона стороне переменного тока основ.ного выпрямителя путем включенияпоследовательно с ним вольтодобавочного трансформатора, сетевая обмот-ка которого через тиристорный регулятор подключена к сети, а третьяобмотка связана с вспомогательным 2выпрямителем, соединенным параллельно с основным,Недостатком устройства, Как ивсех устройств с тиристорным ре 5 гулятором с Фазовым управлениемна первичной стороне трансформатора, является чувствительность к асимметрии углов управления тиристорного регулятора по полупериодам.10 Асимметрия углов вызывает рост намагничивающего тока трансформатораи появление низкочастотных пульсаций выпрямленного напряжения. Этообусловливает жесткие требования15 к качеству системы управленияКроме того, любой отказ одного извстречно-параллельно включенныхтиристоров приводит к возникновению резкой асимметрии, что вызывает20 аварийное отклонение устройства,Наиболее близким к изобретениюявляется источник. постоянного напряжения с ограниченным регулированием,содержащий основной и вспомогатель 25 ный неуправляемые выпрямители, соединенные по постоянному току параллельно, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка котороговключена последовательно в цепь пи 30 тания основного выпрямителя, и748734 формула изобретения тельный неуправляемые выпрямители,щ 0 соединенные по постоянному току параллельно, вольтодобавочный транвторичная связана с вспомогательноювыпрямителем, и вентильный ключ.Цель изобретения - повышениенадежности источника постоянногонапряжения.Указанная цель достигается тем,что в предлагаемом устройстве вентильный ключ подключен параллельновыводам вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора.Изобретение дает возможность устранить чувствительность к асимметрйиуглов управления и, тем самым, повысить надежность работы устройства иснизить требования к системе управ ления.На чертеже изображена йринципиальная схема однофаэного варианта устройства.Устройство содержит основной неуправляемый однофаэный илимногофазный выпрямитель 1, в цепь питаниякоторого включена первичная обмоткавольтодобавочного трансформатора 2,Вторичная обмотка этого трансформатора соединена с вспомогательнымвыпрямителем 3, включенным по постоянному току параллельно и согласно сосновным выпрямителем 1, и с вентильным ключом 4, замыкающим обмоткунакоротко.Работает устройство следующимобразом.Когда вентильный ключ 4 замкнут,ЭДС в обоих обмотках вольтодобавочного трансформатора 2 равна нулюи к основному выпрямителю приложенополное напряжение питания. При раэмыкании ключа 4 в обмотках появляетсяЭДС, велйчина которых зависит от выпрямленного напряжения, схемы выпрямителя и коэффициента трансформации,причем ЭДС в первичной обмотке направлена против напряжения питания. Поэтому напряжение на входе выпрямителя 1 уменьшается, что приводит ксоответствующему уменьшению выпрямленного напряжения. Изменяя длительность замкнутого состояния ключа4, выпрямленное напряжение можноплавно регулировать между двумяуровнями, соответствующими постояннозамкнутому и постоянно разомкнутому .состоянию обмоток трансформатора 2.,При фазовом управлении ключом 4устройство нечувствительно к асимметрии углов управления. При разомкником ключе 4 происходит перемагничивание сердечника трансформатора. При 5синусоидальном напряжении питанияза положительный и отрицательный полупериоды приращения индукции в сердечнике соответственно равны6 =А(4 -СОЗЕ,); Ь Ь=Ь(1- СО 84 ),где А - коэффициент, зависящий отвеличййы напряжения питания и параметров трансформатора; 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ф,; ф 2 - углы управления в обоихполупериодах.Так как в противоположные полу"периоды индукция изменяется в раз-ные стороны и при с(, = о 2 ьВ; - дВ 2,а постоянная составляющая индукциив сердечнике отсутсвует, При о 1 Ю1 2в сердечнике трансформатора появляется постоянная составляющая индукции,которая возрастает до тех пор, покав полупериод с большим ц( не будетдостигнуто насыщение сердечника.При этом увеличение индукции прекращается и устанавливается равенствоЙВ=ЬВ и А 1 = О . Это равенствоимеет следующий физический смысл.В один полупериод перемагничиваниепрекращается при Ф =Ф, из-за замыкания ключа, а противоположныйполупериод перемагничивание прекращается при сА= 6( = 6 иэ-эа насыщения1 2,сердечника до замыкания ключа. Равенство углов обеспечивает равенство напряжений на трансформаторепо величине и фсрме в обоих пблупериодах, что обеспечивает симметриюнапряжений на входе основноговыпрямителя,Отсюда следует, что для регулирования напряжения могут использоваться ключи не только с двустороннейпроводимостью, но и с односторонней,замыкающие обмотку только в один изполупериодов, т.е. вместо двухвстречно-параллельно включенныхтиристоров на фазу можно применятьтолько один, что уменьшает количество элементов силовой части иупрощает систему управления.При этом с целью улучшения симметрии напряжения сердечник вольтодобавочного трансформатора целесообразно выполнять из материала с прямоугольной петлей гистереэиса.Кроме вентильных ключей с двусторонней или односторонней проводимостьюс фазовым управлением,в устройствемогут также использоваться ключис импульснь 1 м управлением. Иапример,для замыкания обмотки трансформатора может быть применен транзисторный или тиристорный прерывательпостоянного тока, подключаемый спомощью дополнительного выпрямителя. Источник постоянного напряжениясограниченным регулированием,содержащий основной и вапомогасформатор, первичная обмотка котброговключена последовательно в цепь питания основного выпрямителя, авторичная связана с вспомогательным748734 Составитель Л. Устинкинаедктор Т. Яковчик ТехредО, Андрейко ,КоррекШароши Заказ 42 3 лиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул, Проектная выпрямителем, и вентильный ключ, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повьааения надежности, вен 46.Тираж 783 ИПИ Государственного делам изобретений и 35, Москва, Ж, Р коми откр ушска тыльный ключ подключен параллельновыводам вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора. гПодписноета СССРийнаб., д. 4/5