Устройство для регулирования и стабилизации переменного тока

(54) (57) ьстеойство для РегьлиРОвдНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕИЕННОГО ТОКА,содержащее симметричный тиристор,один вывод которого, подключен квходной клемме, а другой вывод через согласующий трансформатор -. квыходной клемме, цепь обратной связи, входом через трансформатор токасочиненную с выходной клеммой, авыходом с одним из входов уела сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к входу усилителярассогласования, генератор импульсов и фазосдвигающий узел, выходкоторого через формирователь управляющих импульсов подключен к управАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТ ОПИСАНИ ТОРСНОМУ СВИДЕТ(71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СИ 319931, кл." 05 Г 5/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССМ 309346, кп." 05 Г 5/00, 1969ляющему входу симметричного тирис" тора,о т л и ч а ю щ е. е с я тем, , чтос целью повышения точности ста" билиэации, в него введены импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена, со средней точкой, два транзистора с разным типом проводимости, параметрический стабилизатор тока, выполненный на резисторе и симметричном стабилитронв, и конденсатор, причем первичная обмот" . ка импульсного трансформатора соеди. нена с выходом генератора импульсов, вход которого подключен к входным клеммам, один вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к коллектору транзистора пря" мой проводимости, а другой - к коллектору транзистора обратной проводимости, эмиттеры и базы обоих тран" зисторов соединены между собой и подключены к соответствующим выходам усилителя рассогласования, при этом средняя точка вторичной обмотки им" пульсного трансформатора соединена с эмиттерами транзисторов через последовательно соединенные параметрический стабилизатор тока и конденсатор, обкладки которого подключены к входу фаэосдвигающего узла.10515Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования и стабилизации электрических параметров, такихкак ток, напряжение и мощность, всиловых и термометрицеских цепяхмощных электротермицеских установок,. Известно устройство для регулирования переменного напряжения,содержащее усилитель с управляемымкоэффициентом усиления, коммутационный генератор, Фаэочувствительный выпрямитель, усилитель огибающей, амплитудный детектор и истоцник опорного напряжения Г 1 1Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсяустройство для регулирования.и стабилизации переменного тока, содержа. щее в силовой, цепи последовательносоединенные согласующий трансформатори симметрицный тиристор, цепь обратной связи по току, нагрузки, элементсравнения, источник опорного напряжения, усилитель сигнала рассогласования Фазосдвигающее устройство,формирователь управляющих импульсови элемент, осуществляющий запоминание угла регулирования на время периода питаоцего напряжения, включенный между выходом усилителя сигнала рассогласования и входом фазосдвигающего устройства, при этом вто.рой вход этого элемента подключенк источнику питающего напряжения,35обеспецивающему синхронизацию егоработы. Принцип работы устройстваоснован на периодическом запоминании величины отклонения регулируе 40мого параметра от заданного знацениячто позволяет исключить. постояннуюсоставляющую тока в силовой цепирегулятора 2 1.Известные устройства характеризуются низкой тоцностью стабилизации,Цель изобретения - повышение точности стабилизации.Поставленная цель достигаетсятем, цто в устройство дпя регулирования и стабилизации переменноготока, содержащее симметричный тиристор,один вывод которого подключенк входной клемме, а другой выводчерез согласующий трансформатор - к 55выходной клемме, цепь обратнойсвязи, входом через трансформатортока соединенную с выходной клеммой а выходом с одним из входов узла сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к входу усилителя рассогласования, генератор импульсов и Фазосдвигающий узел,выход которого через Формирователь управляющих импульсов подключен к управляющему входу симметричного ти" ристора, введены импульсный трансФорматор, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, два транзистора с разным типом проводимости, параметрический стабилизатор тока, выполненный на резисторе и сим метрицном стабилитроне, и конденса" тор, причем первичная обмотка импульсного трансформатора соединена с выходом генератора импульсов, вход которого подключен,к входным клеммам, адин вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к коллектору транзистора прямой проводимости, а другой - к коллектору транзистора обратной проводимости, эмиттеры и базы обоих транзисторов соеди нены между собой и подключены к соответствующим выходам усилителя раь согласования, при этом средняя тоцка вторичной обмотки импульсного трансФорматора соединена с эмиттерами транзисторов через последовательно соединенные параметрический стабилизатор тока и конденсатор, обкладки которого подключены к входу Фазосдви гающего узла.На Фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу. Устройство содержит истоцник питания переменного напряжения, подклюценный к входным клеммам симметричный тиристор 2, согласующий трансформатор 3, сопротивление 4 нагрузки, подключенное к выходным клем мам, трансФорматор 5 тока, термопреобразователь б, цепь 7 обратной связи, узел 8 сравнения, истоцник 9 опорного напряжения, репейный усилитель 10 сигнала рассогласования, ключи 11 и 12 на транзисторах, генератор 13 импульсов, импульсный транс Форматор 11, параметрический стабили. затор тока на резисторе 15 и симметричном стабилитроне 1 б, конденсатор 17, Фаэосдвигающий узел 18 и Формирователь 19 управляющих импульсов.10515 35 45 3На фиг.2 Ообозначает сетевоепитающее напряжение, 32 - отрицатель.ные импульсы тока генератора 13,синхронизированные с моментом прохождения сетевого напряжения О 1 череэнулевое значение, Т - период сетевого питающего напряжения, + Онапряжение на выходе релейного усилителя сигнала рассогласования, 02 - напряжение на обкладках электрическогоконденсатора 17. О - график напряжения О 2 в увеличенном в ) раэ масштабедля наглядности пояснения работыустройства, 7 - время в с, 0 и О 5,два уровня напряжения на обкладкахкойденсатора 17, при достижениикоторых сигнал на выходе цепи 7обратной связи равен соответственнодвух различным по величине значениямопорного напряжения, Гр - момент вре.мени включения большего по величинезначения опорного напряжения, 7 момент времени переключения опорногонапряжения с большего значения наменьший уровень, который соответствует выходному напряжению цепи 7 обратной связи при напряжении управления на обкладках конденсатора 17,равном 05,Устройство для регулирования истабилизации переменного тока работает по принципу импульсной компенсации сигнала рассогласованияи сведения ошибки стабилизациипрактически к нулевому значению.Предположим, что в исходномсостоянии устройства опорное напряжение равно нулю, симметричный тиристор 2 закрыт и ток в цепи сопротивления 4 нагрузки. отсутствует.Если в момент Т (фиг.2) включить максимальное значение опорногонапряжения, то на выходе узла 8 сравненияфиг,) возникнет сигнал рассогласования ьО, который с помощьюрелейного усилителя 10 с большимкоэффициентом усиления преобразуетсяв строго ограниченный по уровню перепад электрического напряжения д Цположительной полярности. Сигнал +ВОоткрывает транзисторный ключ 12, который подключает к конденсатору 17зарядную цепь, состоящую их правойполовины вторичной обмотки импульсного трансформатора 14, параметрического стабилизатора тока. По этой 55зарядной цепи короткими токовымиимпульсами Э (фиг,2 ), сформированными,с помощью автономного генератора 13 12 4в моменты времени перехода мгновенного питаоцего напряжения О через нулевое значение, заряжается электрический конденсатор 17. В промежутках между токовыми импульсами Э кон;денсатор 17 сохраняет свой заряд бла, грдаря высоким входным сопротивлениямблока 18 и параметрического симметричного стабилитрона 16. Напряжение О на обкладках конденсатора 17. начинает возрастать по ступенчатому закону, При этом угол регулирования симметричного тиристора 2 также изменяется по ступенчатому закону. Тиристор 2 постепенно открывается, и в сопротивлении 4 нагрузки увеличивается ток. Когда ступенчато возрастающее напряжение ОЗ достигнет и не много превысит величину О 4, напряжение на выходе блока 7 обратной связи также немного превысит величину опорного напряжения. В этот момент времени напряжение й О скачком изменит свой знак и станет отрицательным, транзисторный ключ 12 закроется и отключит зарядную цепочку конденсатора 17, действие токовых импульсов )э прервется и рост напряжения на обкладках конденсатора 17 прекратится. В тот же самый момент времени отрицательное напряжение дОоткроет транзисторный ключ 11, который подключит к конденсатору 17 разрядную цепь, состоящую из левой половины вторичной обмотки импульсного трансформатора 14, параметрического стабилизатора тока, По этой разрядной цепи к конденсатору 17 поступит отрицательный импульс тока 32, который ступенчато уменьшит напряжение О , и оно снова станет немного меньше уровня О , цто уменьшит угол регулирования симметричного тиристора 2, а следовательно, и тока в цепи сопротивления 4,нагрузки и сигнала на выходе блока обратной связи 7. При этом сигнал 101 снова скачком изменит свой знак и процесс регулирования повторится, транзистор 11 закроется, а транзистор 12 откроется и на одну ступеньку снов а повысит напряжение на конденсаторе 17 и так далее,Если в момент Г (фиг.2 ) уменьшит величину опорного напряжения ( фиг.1 ) или уменьшить сопротивление нагрузки 4, то напряжение станет отрицательным и откроет транзисторный клюц 11, церез который отрицательными разрядными токовыми импульсамл 3 кон.ФааГакаэ 8665/47 874 Подписн ВНИИПО Т илиал ППП "Патент Ужгород, ул. Пров 3 10515 денсатор 17 начнет разряжаться по сту пенчатому закону.Когда напряжение О на обкладках конденсатора 17 станет меньше соот,ветствующего значения О, напряже ние йЦ скачком изменит свой знак, транзистор 11 закроется, а транзистор 12 откроется и пропустит зарядный токовый импульс Э , который на одну ступеньку поднимет напряжение, 10 и оно снова превысит значение О, при котором сигнал на выходе блока обратной связи станет больше опор 12 бного напряжения и сигнал дОсноваскачком изменит свой знак.Таким образом, с погрешностьюв пределах одной ступени величинаС 1 будет поддерживаться на соответствующем уровне, обеспечивая темсамым стабилизацию заданного электрического параметра тока, напряжения, мощности или температуры ) силоявой цепи электротермической установки с высокой точностью,Изобретение позволяет повыситьточность стабилизации,