Устройство для получения регулируемогонапряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл.з с присоединением заявки Мо -С 05 Р 1/45 С 05 Г 1/46.632(088.8) Государственный комитет СССР ло делам изобретениИ и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230781, Бюллетень М 9 27 Дата опубликования описания 23,0781(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО НАПРЯЖЕНИЯ тором, при закрытом состоянии тиристора успевает полностью разрядиться на сопротивление нагрузки и получить заряд противоположного знака,который после открытия тиристоранерационально расходуется на токв цепи источника помимо сопротивления нагрузки. Вследствие этого вовсем диапазоне (от удвоенного выходного напряжения до нулевого)постепенно увеличивается пульсациявыходного напряжения, уменьшаетсяжесткость внешней характеристикиустройства, уменьшается КПД, входноесопротивление устройства иэ активно-емкостного становится активноиндуктивным. В диапазоне изменениявыходного напряжения от. 100 до 3325 укаэанные недостатки делают известное устройство практически непригодным.Цель изобретения - повышение жесткости внешнем хаоактеристики и улччшение энергетических похазятелей, атакже оасширение области использования устройства,поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для получения регулируемого напряжения, выпал.неннымв видемостовой схемы.два одних Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть использовано в качестве устройства для получения регулируемого напряжения,Известны устройства регулирования напряжения (1Основными недостатками таких устройств являются мягкая внешняя хаоактеристика, низкие экономические пока О эатели и узкая область их примене, ния.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для получения регулируемого напряжения, выполненное в виде мостовой схемы, два одних смежных плеча которой образованы двумя конденсаторамн, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения 2 О нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста 2(.Однако регулирование выходного напряжения от удвоенного до нудввого состоит в постепенном выводе устройства из действия. Начиная с угла регулирования тиристором 3. ъ 90 О, когда возникает заметное изменение выходного напряжения, конденсатор, имеющий общий вывод с тирис- ЗО Эго 11849,1 660 27 0,5 51 смежных плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоедиыения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста, параллельно конденсатору, обкладка которого подключена к управля-. емому вентилю, подключен дополнительно но введенный вентиль, соединенный с управляемым вентилем одноименными силовыми электрадами.ОКроме того, при регулировании нагрузки переменного тока цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с диагональю переменного тока мостовой схевая, а в диагональ пос тоянного тока включен дополнительно введенный балластный элемент сопротивления.Иа чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства в щ первой модификации исполнения.Устройство содержит мостовую схему, два смежных плеча которой составляют конденсаторы 1 и 2, а два других смежных плеча - вентиль 3 и управляемый вентиль 4. Параллельно конден 5 сатору 2, имеющему общий вывод с управляемым вентилем 4, подсоединен дополнительный вентиль 5,имеющий одноименный с управляемым вентилем электрод н общем выводе. К выводам второй пары подсоединено сопротивление б нагрузки. Если очень мало ннутреннее активное сопротивление мощного источника переменного напряжения, то, с целью ограничения толчков за- З 5 рядных токов через конденсаторы, между сетью и одним из выводов первой пары подсоединяют балластный резистор 7.В этом варианте устройство рабо О тает следующим образом.Когда угол управления с, =0 , тип ристор 4 полностью открыт, и предлагаемое устройство (как н известное) Результаты экспериментов показывают, что в процессе регулирования выходного напряжения от двухкратного до однократного показатели пред лагаемогб устроиства по сравнению с известным улучшаются: пульсация выходного напряжения становится меньше, жесткость внешней характеристики увеличивается вдвое, КПД становит работает аналогично удвоителю выпрямленного напряження. Когда же угол управления сС =180 , тирнстор 4 закрыт, а устройство действует как однополупериодный выпрямитель, у которого параллельно сопротивлению 6 подключен конденсатор 1. Конденсатор 2при этом выведен из действия допол,нительным вентилем 5. Таким образом,напряжение на сопротивлении б нагрузки н процессе. регулирования изменяется от двухкратного до однократного. В промежуточных режимах, коглаугол управления 04,( 180 О, дополнительный вентиль 5 предотвоащаетвозникновение на конденсаторе 2 заряда противоположного знака, чем улучшает энергетические показатели данного устройства по сравнению с .известным.При г иС=7,4, (где г - сопн о ф ф Н ротивление б; ю - условная частота напряжения сети С - емкость одногоф. оконденсатора) и при изменении выходного напряжения от двухкратного (1,27 Е ) до однократного (0,74 Е результаты сравнительных экспериментальных исследований сведены в таблицуВ таблице приняты обозначения: Р " пульсация выходного напряжения в процентах; .дОд - диапазон изменения выходного напряжения при одинаковом изменении сопротивления нагрузки. КПД - коэффициент полезного действия; Ч в фазовый угол входного сопротивления устройства. В таблице в числителе указаны данные предлагаемого устройства, а в знаменателе - известного устройства. Дополнительно следует учесть, что при выходном напряжении 1,1 Егп известного и 1,07 Е, у предлагаемого устройств соответственно Р =40 и Р=39,8, 06=0,636 Е и 6 Ь=О, 555 Ещ, КПД=0,85 и 0,835, угол М =4 н обоих случаях (индуктивный характео). ся больше, выходное сопротивление остается активно-емкостным, тогла как у.известного оно становится активно-индуктивным, что ухудшает коэффициент мощности (с учетом доугой обычной нагрузки электрической сети).Во второй модификации, когда сопротивление 6 является балластным849166 Формула изобретения ВНИИА 3Тираж 94ЮФилиал ППг.ужгород акаэ 6091 Подписи Патент,л.Проектная4 резистором, а между сетью и одним выводом первой пары подключена нагрузка, например одна иэ обмоток управляемого двухфазного асинхронного двигателя, устройство работает следившим образом.,При пуске двигателя угол управле-. ния тиристором 4 устанавливается с(;-0 вследствие чего входное сопротивление регулируемого выпрямителя будет относительно малым (например, 493623 Ом. если емкость каж-, дого конденсатора 106 мкф и резистор б имеет соответственно 500.225 100 Ом) активноемкостным (способствующим получению сдвига фаз 90 между токами в обмотках двухфазного 15 асинхронного двигателя) и не вызывающим постоянной составляющей тока. При необходимости изменить обороты двйгателя можно установить, например а(когда угол овходного сопротивления 20 станет М =4 инд., величина - соответственно 523728 Ом, и появит- ся небольшая постоянная составляющая тока) или =180 о (когда угол входного сопротивления будет 25 Ч=31 емк., величина - соответственно 1579760 Ом), а у асинхронного двигателя окажется максимально возможной постоянная составляющая тока, создающая тормозной моментТаким образом, особенности предлагаемого преобразователя состоят в следующем.При первом исполнении в качестве вторичного источника регулируемого выпрямленного (и сглаженного) нап ряжения в диапазоне от двухкратного до однократного он имеет более жесткую внешнюю характеристику, а.также улучшенные качественные и энергети" ческие показатели (уменьшение пуль сации выпрямленного напряжения, уве"Ъ личение КПД, сохранение емкостного характера нагрузки). Если, несмотря на недостатки известного устройства при регулировании в диапазоне от 45 однократного напряжения до 3325- ного или нулевого все же такое регулирование потребуется, то для перехода к известному в предлагаемом устройстве достаточно всего лишь отключить дополнительный вентиль, .подсоединенный параллельно конденсатору. При втором исполнении, в качестве, например, органа управления двух. фазным асинхронным двигателем устройство обеспечивает относительно малое и с емкостной составляющей сопротивление при пуске двигателя, а затем при регулировании изменение по фазе и по величине входного сопротивления и (что наиболее важно) создание тормозного момента благодаря появлению постоянной составляющей входного тока. 1. Устройство для получения регулируемого напряжения, выполненное в ниде мостовой схемы, два одних смеж ныл плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения жесткости внешней характеристики и улучшения экономических показателей, а также расширения области применения, параллельно конденсатору, обкладка которого подключена к управляемому вентилю, подключен дополнительно введенный вен-. тиль, соединенный с управляемым вентилем одноименными электродами.2. Устройство для получения регулируемого напряжения по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что при регулировании нагрузки переменного тока цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с диагональю переменног тока мостовой схемы, а в диагональ постоянного тока включен дополнительно введенный балластный элемент сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Харнден. Управляемый вентиль открывает новые воэможности в технике регулирования,-Сб. "Полупроводниковые управляемые вентили". Госэнергоиздат , 1962.2, Авторское свидетельство СССР Р 636763, кл, Н 02 Р 7/36, 1978.