Стабилизатор переменного напряжения

(53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень34Дата опубликования описания 25.09.80 по делам нэобретеннй н ейфытнВ(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам электропитания различных устройств.Известны стабилизаторы переменного напряжения 11, 12.Первое из известных устройств содержит нелинейный колебательный контур, симмет, ричный тиристор, согласующий трансформатор с силовым выпрямителем и орган управления 1.Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит инвертор, входом подключенный к входной клемме, выходом через нелинейный колебательный контур - к выходным клеммам, а управляющим входом - к выходу блока управления ицвертором, нелинейный колебательный контур состоит из линейного дросселя, конденсатора, вспомогательного дросселя и цепи из двух встречно-параллельных соединенных тиристоров, причем один вывод линейного дросселя соединен с первым входом нелинейного колебательного контура, другой выводс первой обкладкой кон.денсатора, первым выводом вспомогательного дросселя и первым выходом целиней 2ного колебательного контура, второй вывод вспомогательного дросселя подключен к первому выводу цепи из двух встречно-параллельно соединенцых тиристоров, второй вывод которой подключен к второй обкладке конденсатора и вторым входу и выходу нелинейного колебательного контура, при этом управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления тиристорами, включающего управляющий элемент Д.Недостаток этого стабилизатора, ограничивающий его область применения, заключается в малом диапазоне регулирования выходного напряжения. Этот недостаток вызван следующей причиной. Изменение величины выходного напряжения осуществляется путем изменения времени включения соответствующего тиристора в каждую полуволну выходного синусоидального цацряженця относительно времени прохождения этого напряжения через нулевое значение. При этом, чем раньше включаются тцристоры, тем на большее время в каждую полуволну выходного напряжения закорачцваются конденсатор нелинейттого колебательного контура и выход стабилизатора последовательнойцепью, состоящей из низкоомного вспомога тельного дросселя и тиристоров. Однако, чем больше время тиристоры находятся во вклю;ченном состоянии, тем больше происходи 1расстройка колебательного контура, чт( вызывает резкое увеличение входного реактивного тока этого контура и искажение форм выходного синусоидального напряжения. Это обстоятельство не позволяет изменять выходного напряжения стабилизатора за счет управления тиристорами в контуре более, чем на +.О - 15 й.Целью изобретения является увеличениепределов регулирования выходного напряжения.Цель достигается тем, что в известныйстабилизатор переменного напряжения введены последовательно соединенные узел управления и широтно-импульсный модулятор,причем вход узла управления соединен с управляющим элементом блока управлениятиристорами, а выход широтно-импульсногомодулятора подключен ко входу блока уп равления инвертором.На чертеже представлена схема стабилизатора переменного напряжения,Стабилизатор переменного напрякениясодержит инвертор 1, выходом подключенный к входу управляемого нелинейного колебательного контура 2, состоящего из линейного дросселя 3, конденсатора 4, вспомогательного дросселя 5, одним. выводомподключенного к линейному дросселю 3, авторым выводом к цепи из встречно-параллельно соединенных тиристоров 6 и 7. Управляющие входы тиристоров 6 и 7 подключены к блоку 8 управления тиристорами. В стабилизатор также входят управляющий элемент 9, который соединен с бло- иком 8 управления тнристорами и с узлом 10управления, а последний соединен с широтно-импульсным модулятором 11, выход которого соединен с блоком 12 управленияинвертором,Работа устройства осуществляется следукщим образом,Постоянное входное напряжение инвертор 1 преобразует в высокочастотное прямоугольное напряжение, которое поступает навход управляемого нелинейного колебательного контура 2, настроенного на первую гармонику входного напряжения. На выходе нелинейного колебательного контура 2 напряжение принимает вид, близкий к синусоидальному. Когда первая положительнаяполуводна на выходе нелинейного колеба-тельного контура достигнет заданного значения, включается тиристор 6 за счет подачи на его управляющий электрод напряжения с блока 8 управления тиристорами. В результате этого конденсатор 4 и выход стабилизатора шунтируются низкоомной цепью,состоящей из вспомогательного дросселя Ги вкл 1 оченного тиристора 6, что препятствует дальнейшему увеличению напряжения на выходе стабилизатора. Аналогично происходит при отрицательной полуволне выходного напряжения. При изменении выходного напряжения, вызванного различными дестабилизирующими факторами, блок 8 управления тиристорами включает тиристоры 6 и 7 раньше, если напряжение увеличилось, или позже, если напряжение уменьшилось, относительно времени прохождения выходного напряжения через нулевое значение, что обеспечивает стабилизацию выходного напряжения.С целью уменьшения выходного напряжения за счет ручной установки изменяют положение движка потенциометра 9 (управля ющий элемент блока управления тиристорами) таким образом, чтобы тиристоры 6 ивключались относительно времени прохождения выходного напряжения через нулевое значение раньше по сравнению с включением их при номинальном выходном напряжении. Одновременно при изменении положения движка потенциометра 9 изменяется входное сопротивление и напряжение на входе узла 10 управления, который воздействует на широтно-импульсный модулятор 1 таким образом, что приводит к уменьшению ширины импульсов (увеличению паузы на нуле), поступающих с блока 12 управления инвертором на базы транзисторов инвертора, если он выполнен в транзисторном варианте. Это в свою очередь, вызывает уменьшение амплитуды первой гармоники на выходе инвертора 1, на которую настроен нелинейный колебательный контур 2. В результате этого время, в течении которого конденсатор 4 и выход стабилизатора оказываются закороченными низкоомной цепью, состоящей из вспомогательного дросселя 5 и тиристоров 6 и 7, остается таким же,как и в случае номинального выходного напряжения, при котором соблюдается оптимальный режим нелинейного колебательного контура 2. Таким образом, выходное напрякение можно уменьшать практически до нулевого значения при сохранении оптимального режима нелинейного колебательного контура 2 (не возрастают входной реактивный ток и не происходит искажение синусоидальной формы выходного напряжения). При этом необходимо соблюдать условие регулирования: при уменьшении напряжения на выходе управляемого нелинейного колебательного контура 2 путем управления тиристорами 6 и 7, необходимо одновременно уменьшать амплитуду первой гармоники на входе управляемого нелинейного колебательного контура 2 за счет широтно-импульсной модуляции напряжения, поступающего с выхода инвертора 1,Предлагаемое устройство позволяет получить стабилизированное синусоидальное напряжение с возможностью плавной регулировки его"амплитуды от значения близкого к нулевому до номинального. что763866 Составитель С. Чернышева Техред К. Шуфрич Кор Тираж 956 По рствеиного комитета СССР зобретеиий и открытий - 35, Раушская наб д. 4 э, г. Ужгород, ул, ПрЬектн ктор М. Вигуласиое Редактор Т. КЗаказ 6281/4В узнецов НИИПИ Госуд по делам и 35, Москва, Ж ППП Патеи4 волит значительно расширить область применения стабилизаторов данного вида.формула изобретенияСтабилизатор. переменного напряжения, содержащий инвертор, входом подключенный к входной клемме, выходом через нелинейный колебательный контур - к выходным клеммам, а управляющим входом - к выходу блока управления инвертором, нелинейный колебательный контур выполнен в виде линейного дросселя, конденсатора, вспомогательного дросселя и цепи из двух 1 в встречно-параллельно соединенных тиристоров, причем один вывод линейного дросселя соединен с первым входом нелинейного колебательного контура, другой вывод - с первой обкладкой конденсатора, первым выводом вспомогательного дросселя и1 первым выходом нелинейного колебательного контура, второй вывод вспомогательного дросселя подключен к первому выводу цепи из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, второй вывод которой подключен к второй обкладке конденсатора и вторым к входу и выходу нелинейного колебательного контура, при этом управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления тиристорами, включающего управляющий элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения пределов регулирования выходного напряжения, в него введены последователь но соединенные узел управления и широтно- импульсный модулятор, причем вход узла управления соединен с управляющим элементом блока управлення тиристорами, а выход широтно-импульсного модулятора подключен ко входу блока управления инвертором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР485430, кл, б 05 Р 1/46, 974.2. Патент США3435248, кл. 307 - 46,1973.