Устройство для регулирования переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1103212 А 05 Г 1/14 Н 02 Н 7/1 ьГ".ЛНЪр ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее трансформатор с М-ступенями регулирования, силовые и дополнительные управляемые ключи по числу ступеней регулирования для их коммутации и блок управления, вход которого соединен с выходами измерительного блока, выполненного в виде 1 Ч + 1 пороговых элементов, выходы которого соединены между собой параллельно и через выпрямитель подключены к входным выводам, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оно снабжено вспомогательным источником питания и 2 1 Ч развязывающими диодами, а блок управления выполнен в виде М-двухвходовых логических элементов И - НЕ, М- одновходовых логических элементов НЕ и М-трехвходовых логических элементов И, причем первый вход каждого из логических элементов И соединен с выходом порогового элемента данной ступени регулирования непосредственно, второй вход - с выходами пороговых элементов данной и последующей ступеней регулирования через соответствующий логический элемент И - НЕ, а третий вход - с выходом соответствующего логического элемента НЕ, вход каждого из которых через соответствующие развязываю- в щие диоды и дополнительные ключи всех других Ыступеней регулирования подклю- фри чен параллельно источнику вспомогательного питания. С:Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах электропитания анодных цепей мощных генераторных ламп, передатчиков различного назначения, а также для электропитания технологического оборудования, например сушильных установок.Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с М-ступенями регулирования, управляемые ключи для их коммутации, блок управления, выполненный в виде формирователей управляющих и селекторных импульсов, логических элементов И, выходы которых соединены с управляющими электродами ключей соответствуюшей ступени регулирования, а входы связаны с указанными формирователями импульсов, и М-выходной пороговый элемент 11.Однако известное устройство характеризуется сложностью блока управления из-за наличия нескольких формирователей управляющих и селекторных импульсов и недостаточной надежностью из-за возможности аварийных режимов работы при изменении напряжения питающей сети ниже или выше предельно допустимых значений.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с Х-ступенями регулирования, силовые и дополнительные управляемые ключи по числу ступеней регулирования для их коммутации и блок управления, вход которого соединен с выходами измерительного блока, выполненного в виде М + 1 пороговых элементов, входы которого соединены между собой параллельно и через выпрямитель подключены к входным выводам 12.Однако известное устройство характеризуется сложностью и недостаточной надежностью работы из-за возникновения аварийных режимов при одновременном замыкании двух или большего числа управляемых ключей.Цель изобретения - упрощение и повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с 1 М-ступенями регулирования, силовые и дополнительные управляемые ключи по числу ступеней регулирования для их коммутации и блок управления, вход которого соединен с выходами измерительного блока, выполненного в виде Х + 1 пороговых элементов, входы которого соединены между собой параллельно и через выпрямитель подключены к входным выводам, снабжено вспомогательным источником питания и 2 Я развязывающими диодами, а блок управления выполнен в виде Х-двухвходовых логических элемен 5 1 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 тов И - НЕ, 1 Ч-одновходовых логических элементов НЕ и Х-трехвходовых логических элементов И, причем первый вход каждого из логических элементов И соединен с выходом порогового элемента данной ступени регулирования непосредственно, второй вход - с выходами пороговых элементов данной и последующей ступеней регулирования через соответствующий логический элемент И - НЕ, а третий вход - с выходом соответствующего логического элемента НЕ, вход каждого из которых через соответствующие развязывающие диоды и дополнительные ключи всех других Хступеней регулирования подключен параллельно источнику вспомогательного питания.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства для регулирования переменного напряжения.Устройство содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого имеет 3 - 1;3 - 2; , 3 - 1 Ч отводов (Х-ступеней регулирования); силовые управляемые ключи 4 - 1;4 - 2;4 - Х, вторичную обмотку 5 трансформатора 1, к выводам которой подключена нагрузка 6, блок 7 управления, входы которого соединены с соответствующими выходами измерительного блока 8, выполненного в виде пороговых элементов 9 - 1; 9 - 2;9 - 1 Ч; 9 - (Ы+ 1); Ы-логических элементов И - НЕ 1 О - 1; 1 О - 2; , 10 - Х; М-логических элементов И 11 - 1; 11 - 2; ., 11 - Х, выпрямитель 12, развязывающие диоды 13 - 1; 13 - 2; , 13 - 6 (для случая 1 Ч = 3), источник 14 вспомогательного питания, Х-логических элементов НЕ 15 - 1; 15 - 2;15 - М и дополнительные управляемые ключи 16 - 1; 16 - 2; , 16 - Х, выполненные, как и силовые управляемые ключи, например, в ви де соответствующей пары контактов электромагнитных реле, управляющие входы которых (обмотки реле) соединены с соответствующими выходами а, б. в блока 7 уп. равления, входные выводы 17 и 18.При этом выход выпрямителя 12 соединен с входами измерительного блока 8, а его вход - с входными выводами 17 и 18 устройства,Устройство работает следующим образом.Напряжение с выхода выпрямителя 12, пропорциональное величине напряжения питающей сети, поступает на вход измерительного блока 8, т, е, на входы всех измерительных элементов 9 - 1; 9 - 2; , 9 - (1 Ч + 1), При этом порогсрабатывания измерительного элемента 9 - 1 соответствует наименьшему допустимому значению напряжения сети, измерительного элемента 9 - 2 - номи. нальному, а измерительного элемента 9 - Х- максимально допустимому значению этого напряжения, Порог срабатывания компаратора 9 - (1 Ч + 1) соответствует напряжениюсети, превышающему максимально допустимое его значение.При напряжении питающей сети, равному наименьшему допустимому его значениюсрабатывает измерительный элемент 9 - 1и на его выходе появляется сигнал (логическая единица), на всех остальных измерительных элементах с 9 - 2 до 9 в (М + 1)напряжение на выходе при этом равно нулю. В результате на выходе логического элемента И - НЕ 10 - 1 также появляется на 10пряжение, поступающее на первый вход логического элемента И 11 - 1. Так как все управляемые ключи 4 - 1; 4 - 2; , 4 - Я в исходном состоянии выключены, то на выходелогических элементов НЕ (инверторов)15 - 1; 15 - 2; , 15 - И имеются при этомнапряжения логических единиц, и, следова- .тельно, на все три входа логического элемента И 11 - 1 поступает сигнал (напряжение) логической единицы, что обеспечиваетвключение управляемого ключа 4 - 1, Приэтом первичная обмотка 2 трансформатора1 через отвод 3 - 1 подключается к входнымвыводам 17 и 18, на которые подано напряжение питающей сети, и к нагрузке б прикладывается номинальное рабочее напряжение. Одновременно замыкается дополнительный управляемый ключ 16 - 1, и квходам логических элементов НЕ 15 - 2 и15 - Х через развязывающие диоды 13 - 1и 13 - 2 поступает сигнал (напряжение) логической единицы от источника 14 вспомогательного питания. На выходе логическихэлементов НЕ 15 - 2 и 15 - И появляется напряжение логического нуля, которое запирает логические элементы И 11 - 2 и 11 - М,вследствие чего исключается возможностьложного срабатывания управляемых ключей4 - 2 и 4 - Х,При повышении напряжения сети до номинальной величины срабатывает измерительный элемент 9 - 2, при этом на выходеизмерительного элемента 9 - 1 также продолжает оставаться сигнал логической единицы, в результате на выходе логическогоэлемента И - НЕ 10 - 1 появляется сигналлогического нуля, при этом логический элемент И 11 - 1 выключает управляемый ключ4 - 1. Одновременно на первом и втором вхо 45дах логического элемента И 11 - 2 появляется сигнал логической единицы, а на его третьем входе такой же сигнал появляется только после полного выключения ключа 4 - 1 (перелета контактов 16 - 1 в разомкнутое состояние). Только после этого на выходе логического элемента И 11 - 2 появляется напряжение логической единицы, обеспечивающее включение управляемого ключа 4 - 2 Напряжение сети при этом прикладывается к среднему отводу 3 - 2 первичной обмотки 2 трансформатора 1, и на нагрузке б появляется напряжение близкое к номинальному. При этом включается дополнительный управляемый ключ 16 - 2 (замыкается контактная пара 16 - 2) и на входы логических элементов НЕ 15 - 1 и 15 - М поступает напряжение логической единицы от вспомогательного источника 14, вследствие чего логические элементы И 11 - 1 и 11 - Я запираются, и тем самым исключается возможность ложного срабатывания управляемых ключей 4 - 1 и 4 - 1 М. При повышении напряжения сети до максимально допустимого значения на выходе измерительного элемента 9 - Х появляется напряжение логической единицы. При этом аналогично описанному выше происходит выключение управляемого ключа 4 - 2, и после включения дополнительного ключа 16 - 2 на выходе логического элемента И 11 - М появляется сигнал на включение управляемого ключа 4 - И.Наконец, если напряжение сети превышает максимально допустимое значение, то срабатывает измерительный элемент 9 - (М + + 1), при этом на выходах всех измерительных элементов имеются сигналы логических единиц, а на выходах всех логических элементов И - НЕ и элементов И появляются напряжения (сигналы) логического нуля. В результате чего все управляемые ключи 4 - 1 4 - 2; , 4 - М выключены, а трансформатор 1 и нагрузка 6 оказываются обесточенными, чем и обеспечивается защита их от перенапряжения.Аналогично при уменьшении напряжения сети за пределы наименьшего допустимого значения на выходах всех измерительных элементов 9 - 1; 9 - 2; , 9 - (М + 1) также находятся сигналы логических нулей, при этом трансформатор 1 также оказывается обесточенным, что обеспечивает защиту нагрузки б при снижении питающего напряжения за пределы допустимого напряжения.уфлыгинКоПотета СССкрытийнаб., дл. Проек арственного ком зобретений и о Ж - 35, Рву шскат, г. Ужгород,4/5тная дактор С. Лисинказ 4979/36ВН ИИПИ Госу по делам 13035, Москва,илиал ППП Патен