Устройство для регулирования и стабилизации переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕОЪ БЛИН А 1(51) 4 С 05 Г 1/147 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РР;ък 3,";1 ю с, л( 71) Всесоюзный научно-исследователь"ский, проектно-конструкторский и технологический институт вэрывоэащищенного и рудничного электрооборудования(53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 699516, кл. С 05 у 3/06, 1979.Универсальный блок питания УБП. Технический паспорт, схема электрическая принципиальная ЭЮО.350.003.33, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕЮННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Цель изобретения - повышение точг ности и расширение диапазона регулирования, а также повышение надехиости. Это достигается тем, что входы усилителей на транзисторах 10, 1 и 12, 13 шунтированы встречно включенными полупроводниковыми элементами 20 и 21. Входы элементов 20 и 21 подсоединены к выходам стабилизаторов напряхения, входами связанных с выходом автотрансформатора 1. При этом, пороги срабатывания реле 4 и 5 и, следовательно, напрякение на нагруз ке определяются соотношением токов в цепях элементов 20, 21 и резисторов 16,17 и 18,19. Напряжение на конденсаторе 15 значительно превышает порог отпирания транзисторов усилителей, поэтому колебание параметров этих транзисторов при колебаниях температуры окружающей среды не оказывает влияния на токи в резисторах 16,17 и 18,19, а следовательно, и на точность регулирования. 1 з.п. ф-лы, Вша2 ил. вЬТок в цепи диодов 20 и 21 стабилизирован стабилизаторами на стабилитронах 24 и 25 и резисторах 26 и 27.Поэтому с увеличением напряжения наконденсаторе 30 этот ток остаетсяпочти неизменным.,В то же время токив цепях резисторов 16,17 и 18, 19возрастают по мере повышения напряжения на нагрузке и конденсаторе 15.Параметры схемы выбраны так, что вцепи резисторов 16 и 17 меныпе токав диоде 20 при напряжении на нагрузке, меньшем номинального, Когда этонапряжение равно номинальному токи вдиоде 20 и резисторах 16, 17 равныи усилитель на транзисторах 10, 11заперт. Лальнейшее увеличение напряжения на нагрузке и конденсаторе 15приведет к преньппению тока в цепирезисторов 16, 17 над током в диоде20, В этом режиме ток, равный разности между укаэанными токами, потечетчерез вход усилителя на транзисторах10 и 11. Это приведет к включениюусилителя и реле 4, которое разомкнет свой контакт 6 и замкнет контакт7. Электродвигатель отключится иконтакт 2 остановится в положении,соответствующем номинальному напряжению на нагрузке,3 493988Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке при колебаниях напряжения, питающей сети.Цель изобретения - повьппение точности и расширение диапазона регулирования напряжения, а также повышение надежностиНа фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройстна; на фиг.2 - вариант шунтирования входа усилителя база-коллекторным пере ходом транзистора.Устройство содержит автотрансформатор 1 с подвижным контактом 2, электроднигатель 1, вал которого механически связан с подвижным кон тактом 2, блок упранления электродвигателем, состоящий из днух исполнительных реле 4 и 5, контакты которых 6, 7 и 8, 9 включены в цепь питания электродвигателя 3, двух усилителей 25 на транзисторах 10, 11 и 12, 13, в цепи нагрузки которых включены обмотки реле 4 и 5, первый источник питания, выполненный на диоде 14 и конденсаторе 15, с которым через резис торы 16-19 связаны входы усилителей, полупроводниковых приборов (диодов 20, 21 на фиг. 1 или транзистора 20 на фиг.2), шунтирующих входы усилителей, причем входы указанных диодов 20 и 21, через резисторы 22 и,23 присоединены к введенным стабилизаторам напряжения, выполненных, например, на стабилитронах 24 и 25 и резисторах 26,27, через клемму 28 присое диненных к третьему источнику питания на диоде 29 и конденсаторе 30.Устройство содержит также дополнительно введенноереле 31, с замыкающими контактами 32 и 33 и размыкающи ми контактами 34 и 35, второй источник питания, выполненный например, н виде выпрямительного моста 36, конденсатор 37 и диод 38, через который конденсатор 37 присоединен к источнику питания 36.Замыкающие контакты 32 и 33 через включенные последовательно с ними по одному размыкающему контакту 6 реле 4 и замыкающему контакту 8 реле 5 присоединены к одной клемме 39 источника питания 36 и через один замыкающий контакт 7 реле 4 и размыкающий контакт 9 реле 5, присоединены . 4к другой клемме 40 источника питания 36. Обмотка электродвигателя 3 присоединена также через размыкающие контакты 34 и 35 реле 31 и конденсатору 37, Блок управления присоединен к клеммам 41, 28 и 0 источников питания.Устройство работает следующим образом.При подключении устройства к сети, если напряжение сети ниже номинального, токи, поотекающие через диоды 20 и 21 и резисторы 22 и 23, больше токов, протекающих через резисторы 16 и 17 и 18 и 19. В этом случае транзисторы 10-13 закрыты и р- ле 4 5 отключены. Реле 31 включено и его контакты 32 и 33 замкнуты, а 34 и 35 разомкнуты. Электродвигатель через контакты 6 реле 4, 32, 33 релв 31 и 9 реле 5 присоединен к ныпрямителю 36 и вращаясь перемещает контакт 2 по обмотке автотрансформаторв, уменьшая число первичных ее витков. При этом, напряжение на нагрузке и на конденсаторах 15 и 30 растет.5 149При увеличении напряжения на нагрузке выше нормированного значения ток в резисторах 18 и 19 превысит ток в диоде 21 и вызовет включение реле 5, которое разомкнет контакт 9 и замкнет контакт 8. При этом через обмотку электродвигателя потечет ток обуславливающий его вращение и перемещение контакта 2 в сторону увеличения числа первичных витков авто- трансформатора 1, что приведет к снижению напряжения на нагрузкеЭлектродвигатель 3 будет вращаться до тех пор пока ток в резисторах 18 и 19 не окажется равным току в диоде 21. При этом, реле 5 отключится и контакт 2 остановится.При отключении устройства от сети или значительном падении напряжения сети за пределы регулирования, в том числе при исчезновении напряжения сети, реле 31 отключается и своими контактами 32 и 33 отключает электродвигатель 3 от блока управления. Одновременно оно замыкает контакты 34 и 35 и подключает электродвигатель 3 к заряженному конденсатору 37. При этом, электродвигатель 3, вращаясь, перемещает контакт 2 в положение, соответствующее максимальному напряжению сети, т.е. максимальному числу первичных витков. Это исключает появление аварийных токов и напряжений в обмотке авто- трансформатора и элементах устройства и предотвращает выход их из строя при подаче напряжения на устройство после его отключения при сниженном напряжении. Такое построение схемы позволяет также существенно расширить диапазон регулирования за счет снижения порога минимально-допустимого напряжения сети.Разрегулировка блока управления и выход из строя его элементов, приводящие к одновременному включению реле 4 и 5 не вызывают появления аварийных токов как в прототипе и полного выхода из строя устройства.Как видно из описания работы блока управления предложенного устройст" ва, пороги срабатывания и отключения реле 4 и 5 и следовательно, нап 1ряжение на нагрузке определяются соотношением токов в цепях диодов 20, 21 и резисторов 16, 17 и 18, 19. Напряжение ыа конденсаторе 15 значительно превьппает напряжение порога 3988 ьотпирания транзисторов 1 О, 11 и 12,13, колеблющееся в пределах 1 - 2 ВПоэтому изменение параметров транзисторов 10 - 13 при колебаниях температуры окружающей среды не оказывает влияния на токи в резисторах 16,17 и 18, 19 и, следовательно, на точность регулирования напряжения на наг 10 рузке.При шунтировании входов усилителей на транзисторах 10, 11 и 12, 13диодами 20, 21 источники сравниваемых токов гальванически соединенымежду собой и через резисторы этихцепей (например 26, 22, 17, 16) протекает ток, обусловленный порогом отпирания диодов 20, 21, Поэтому сопро-.- тивления этих резисторов должны20выбираться достаточно высокими длятого, чтобы эти токи не оказываливлияния на точность работы устройства. При необходимости снизить этисопротивления и обеспечить высокую25 точность работы вход усилителя 1 О,11 (12,13) фиг. 2 может быть эашунтирован база-коллекторным переходомтранзистора 20 (21), эмиттер базовыйпереход которого должен быть включен в цепь стабилизированного токакак диод 20 (21). В этом случае сравниваемые токи не могут перетекатьиз одной цепи в другую независимо отсопротивлений резисторов 26, 22, 17,- 16 (27, 23, 19, 18),Таким образом, устройство позволяет повысить надежность эа счетисключения аварийных токов и напряжений в его цепях, точность и диапа"40зон регулирования напряжения на нагрузке исключением влияния параметровтранзисторов блока управления на работу устройства применением измерительной схемы сравнения стабилиэиро 455 ванного тока с током, пропорциональным напряжению на нагрузке.Формула изобретения501, Устройство для регулированияи стабилизации переменного напряжения, содержащее автотрансформатор,подвижный контакт которого подключен1 входному выводу, один иэ выводов 55соединен с общей шиной, а другойс выходным выводом, электродвигатель,вал которого механически связан сподвижным контактом автотрансформатора, блок управления, состоящий иэЗаказ 4109/44 , Тираж 788 Подписное Ф ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 10 двух реле, контакты которых включены в цепь питания электродвигателя, двух усилителей, в цепи нагрузки каж" дого из которых включена обмотка соответствующего реле, первый источник питания, входом соединенный с соответствующим отводом автотрансформатора и общей шиной, а выходом через соответствующие резисторы - с входами усилителей, второй источник питаЭния входом соединенный с одним из отводов автотрансформатора и общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ,и расширения диапазона регулирования, вход каждого усипигеля эашунтнрован соответствующим встречно включенным введенным полупроводниковым элементом, входы которых через соответствующие введенные резисторы подсоединены к выходам соответствующих введенных стабилизаторов напряжения, входы которых подключейы к выходу введенного третьего источника пита" ния ВхОдОм сВяэаннОГО с Одним иэ отводов автотрансформатора и общей шиной, причем соответствувцие выводы питания электродвигателя черезразмыкающий контакт первого реле изамыкающий контакт второго реле связаны с первым выходнымвыводом второго источника питания, а через замыкающий контакт первого реле и размыкающий контакт второго реле " с вторым выходным выводом второго источим.ка питания.2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введенодополнительное реле, обмотка которого включена между выходными выводамивторого источника питания, а раэиикающие контакты соединены с соответствующими обкладками введенного кон денсатора, который череЪ введенныйдиод подключен к выходным выводамвторого источника питания, при этомсвязь выводов питания электродвигателя с замыкающими и размыкающими кон" 25 тактами реле осуществлена через замыкающие контакты дополнительногореле.