Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН 50 4 Н 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нститут инженеровительства торные78.СССР1982,СССР1983 УЕМЫЙ ПРГОБРАЗОВАНАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕение относится кь изобретениявочных возможнос ЛЬННОЕ(54) РЕ ГУЛИ ПЕРЕМЕННОГО (57) Изобре технике, 1 е ние регулир ект о асширеей и СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1(71) Харьковский икоммунального стро(5 б) Кублановский Я.С,Тириустройства, М.: Энергия, 1Авторское свидетельствоР 981971 кл. С 05 Р 1/44,Авторское свидетельствоР 103741 б, кл. Ч 02,Р 13/3 2улучшение энергетических характеристик. Устройство может работать в двух режимах. Первый режим предусматривает работу устройства с активной нагрузкой, второй - с газоразряд ными нагрузками. При первом режиме работы тиристор 4 подключает входные выводы 1 к выходным выводам 2 в нача ле полупериода сетевого напряжения и отключает входные выводы 1 от выходных выводов 2 при появлении сигнала на выходе Аазосдвигающего блока 14. При втором режиме включение тиристора 4 происходит с задержкой относительно начала полупериода на угол, заданный Аазосдвигающим блоком 11. Эа счет обеспечения работы в двух режимах достигается поставленная цель. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике.Целью иэобретения является расширение регулировочных возможностей и улучшение энергетических характеристик.На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма работы преобра зователя.Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное(фиг. 1) содержит входные выводы 1, выходные выводы 2, между которы ми включен диодный мост 3, в диагональ которого включен запираемый тиристор 4. Катод тиристора 4 подключен к общей точке "0" источника 5 постоянного тока. Положительный 20 вывод источника 5 соединен через эмиттерно-коллекторный переход первого транзистора 6 с ограничительным резистором 7. Отрицательный вывод источника 5 соединен через после довательную цепочку из эмиттерноколлекторного перехода второго тран. зистора 8 и эмиттерно-коолекторного перехода фототиристора оптрона 9 с ограничительным резистором 10. Другие 30 выводы ограничительных резисторов 7 и 10 соединены вместе и подключены к управляющему выводу тиристора 4. База-эмиттерный переход первого транзистора 6 подключен к выходу фазосдвигающего блока 11, вход которого соединен с выходом первого блока 12 питания, вход которого соединен с входными выводами 1. Вход второго блока 13 питания подключен к входу 0 второго фазосдвигающего блока 14, выход .которого соединен с база-эмиттерным переходом второго транзисто. ра 8, К .выходу второго блока 13 питания подключена также последователь" 5 ная цепочка из светодиодов первого оптрона 9, второго оптрона 15 и ограничительного резистора 16. Фототиристор второго оптрона подключен к выходу первого блока 12 питания, анодом - к положительному и катодом - к отрицательному полюсам. Схемы фазосдвигающих блоков 11 и 14 содержат времязадающие цепочки из резисторов 17 и конденсатора 18, подключенных к эмиттеру однопереходного транзистора 19, вторая база которого соединена с положительным выводом блока питания через третий резистор 20,а первая база подключена к отрицательному выводу блока питания через первичную обмотку трансформатора 21,вторичная обмотка которого являетсявыходом фазосдвигающего блока 11.Схемы блоков 12 и 13 питания одинаковы. Их входом служит сторона переменного тока выпрямительного моста 22, к стороне постоянного тока которого подключен параметрический стабилизатор напряжения из резистора 23и стабилитрона 24. Выводы стабилитрона 24 являются выходом блока питания.База фототранзистора первого оптрона 9 соединена с коллектором черезрезистор 25, Вход источника 5 соединен с входными выводами 1. На фиг. 2представлена диаграмма работы преобразователя, где диаграммы 26-30 относятся к первому режиму работы, а31-35 - к второму.На диаграммах 26, 31 представленосетевое напряжение; на диаграммах 27,32 - сигнал на выходе фазосмещающегоблока 11; на диаграммах 28, 33 в .сигнал на выходе фазосмещающего блока14; на диаграммах 29, 34 - ток в управляющем выводе тиристора 4; 30, 35напряжение на выходных выводах.К входным выводам 1 приложеносинусоидальное напряжение (диаграммы 26, 31).Устройство может работать вдвух режимах,Первый режим: отпирание тиристора 4 в начале синусоиды переменногонапряжения и запирание в любой точке полупериода.Второй режим: отпирание тиристора 4 в любой точке полупериода синусоиды переменного напряжения суглом Ы, и запирание тиристора в точке синусоиды с углом Ы относительно момента отпиранияПервый режим предусматривает работу устройства с активной нагрузкой с опережающим сдвигом фаэ.Второй режим предназначен дляработы устройства с гаэоразрядныминагрузками, например с дуговымиртутными лампами.Работа устройства в первом режиме.При наличии на входных выводах1 напряжения сети переменного токафазосдвигающий блок 11 в начале каждого полупериода генерирует импульсытока (диаграмма 27), которые обеспе 14835чивают открывание транзистора 6 и подачу на управляющий переход тиристора 4 управляющих импульсов с фазо. вым углом отпирания относительно начала полупериода, равном 1 = О5 (диаграмма 29). Угол генерации сигнала управления фазосдвигающим блоком 11 осуществляется параметрами времяэадающей цепочки иэ резисторов 17 и конденсатора 18 и напряжением переключения однопереходного транзистора 19, При подаче импульса на тиристор 4 данный тнристор отпирается и через нагрузку течет ток, при этом на выходных выводах 2 будет присутствовать напряжение диаграммы 30, которое поступает на вход блока 13 питания, с выхода которого стабилизированное напряжение поступает на фазосдвигающий блок 14 и на светодиоды оптронов 9 и 15. Фототиристор оптрона 15 отпирается и шунтирует входные цепи 1 фазосдвигающего блока 11. 25Таким образом, до конца полуволны сетевого напряжения, в которой фаэосдвигающий блок 11 сформировал свой первый отпирающий импульс (диа-. грамма 27), формирование последующих импульсов данным фаэосдвигающим блоком 11 исключено.При подаче напряжения на вход фазосдвигающего блока 14 оно начинает формировать свой импульс управления (диаграмма 28) с углом фазового сдвига е 1 относительно момента приложения напряжения на нагрузку. Данный. угол определяется параметрами цепочки из резисторов 17, конденсато ра 18 и напряжения переключения транзистора 19, так как схемы фаэосдвигающих блоков 11 и 14 одинаковы. При формировании фазосдвигающим блоком 14 сигнала 28 управления открывается транзистор 8, который подключает отрицательный вывод источника 5 пита- ния через эмиттерно-коллекторный переход фототиристора оптрона 9 и ограничительного резистора 10 к управ О ляющему переходу тиристора 4. Наличие в данной цепи фототиристора 9, рабо" тающего в режиме управляемого фототиристора, обеспечивает регулирование величины тока управления в зависимости от точки полуволны сетевого напряжения, в которой сформирован сигнал 28 управления. Таким образом, к управляющему электроду тиристора 71 64 приложен сигнал 29 управления, Так как сигнал упраления отрицательной полярности, тиристор 4 запирается и остается запертым до конца полуволны сетевого напряжения. При переходе сетевого напряжения через нуль фототиристор оптрона 15 запирается, обеспечивая подачу напряжения на фаэосдвигающий блок 11. Процесс управления тиристором 4 в следующем полупе- . риоде повторяется (см. фиг. 2)Рабо та устройства в первом режиме обеспечивает опережающий сдвиг фаз, т,е. генерацию в сети реактивной мощности и улучшение энергетических характеристик устройства.Работа устройства во втором режиме аналогична первому с той разницей, что угол отпирания Ы в котором формируется положительный сигнал управления (диаграмма 32), может устанавливаться в любой точке полупериода относительно нулевого значения синусоиды, а угол запирания Ыэ, при котором формируется отрицательный сигнал управления (диаграмма 33), устанавливается в зависимости от момента приложения напряжения диаграммы 35 к нагрузкеРежим 2 предусматривает возможность установки угла отпирания , тиристора 4 в пределах от 0 до 90, а угол запирания - в пределах 90-180 относительно нулевого значения полуволны сетевого напряжения, Это обеспечивает регулировку действующего значения .напряжения на нагрузке при неизменной амплитуде сетевого напряжения, что создает.благоприятные условия для регулирования мощности газоразрядных нагрузок, например дуговых ртутных ламп или люминесцентных ламп.формула изобретенияРегулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий подключенный между входными и выходными выводами диодный мост, в диагональ которого включен тиристор, источник постоянного тока, подключенный положительным полюсом через цепочку из эмиттерно-коллекторного перехода первого транзистора и первого ограничительного Резистора к управляющему выводу тирис тора, база-эмиттерный переход первого транзистора подключен к выходуТираж 646 Подписное го комитета по изобретениям и открыт 5, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4 м при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 101 первого фазосдвигающего блока, вход которого соединен с выходом первого блока питания, соединенного входом с входными выводами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей и улучшения энергетических характеристик, введены второй блок питания, второй фазосдвигающий блок, второй транзистор, второй и третий ограничительные резисторы, транзисторный и тиристорный оптроны, источник постоянного тока имеет двуполярный выход, тиристор выполнен запираемым, причем катод тиристора соединен с нулевым выводом двуполярного источника постоянного тока, отрицательный вывод источника постоянного тока через цепочку из эмиттерно-коллектор- ного перехода фототранзистора пер 0 вого оптрона и второго ограничительного резистора подключен к точкесоединения управляющего вывода тиристора с первым ограничительным резистором, вход второго блока питания подключен параллельно выходнымвыводам, выход второго блока питаниясоединен с входом второго фазосдвигающего блока, выход которого под"ключен к база-эмиттерному переходувторого транзистора, к выходу второго блока питания подключена цепочкаиз последовательно соединенных светодиодов первого, второго оптронови третьего ограничительного резистора, к выходу первого блока питанияподключен фототиристор второго оптрона анодом к положительному и катодом 20 к отрицательному выводам первого блока питания.