Стабилизированный преобразователь переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСЬВХсоцИАлистичесжихРЕСПУБЛИК ааа61;ЯЗЩр ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт электродинамики АН УССРи Научно-производственное объединениеСпектр(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАГ 1 РЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротех.нике, в частности к преобразовательной технике. Цель изобретения - максимальное исИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике.Целью изобретения является максимальное использование установленных мощностей силовых элементов преобразователя и сохранение неизменным коэффициента стабилизации при расширении, сужении или смещении допустимого диапазона изменения сетевого напряжения.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, являющаяся исходноЙ для проектирования; на фиг. 2 - таблица, содержащая различные варианты построения схемы предложенного устройства и показаны изменения нагрузочной способности различных вариантов, а также проиллюстрирована достигаемая адаптация различных вариантов схем к смещению диапазона допустимого изменения сетевого напряжения для случая с/- - =с/ -. =200 В и при определенной нагрузке. 801658331 А 1(51)5 Н 02 М 5/12; сз 05 Е 1/24 пользование установленных мощностей с иловых элементов преобразователя и сохранение неизменным коэффициента стабилизации при расширении, сужении или смещении допустимого диапазона изменения сетевого напряжения. Регулирование напряжения осуществляется изменением числа витков первичной обмотки 6 вольтодобавочного трансформатора 2 и регулировочной обмотки 7 автотрансформатора 1. Часть основной обмотки 3 автотрансформатора 1 и вторичная обмотка 4 вольтодобавочного трансформатора 2 выполнены в виде четного числа идентичных секций. За счет параллельного и последовательного включений упомянутых секций и изменения места подключения вторичной обмотки 4 к секциям обмотки 3 достигается поставленная цель 2 ил. Устройство (фиг. 1 ) содержит а втотрансформатор 1 и вольтодобавочный трансформатор 2. Автотрансформатор 1 содержит основную обмотку 3, выполненную в виде четного числа идентичных секций 3. - 3.2 п. Устройство содержит также секции 3.2 п+1 Вольтодобавочный трансформатор 2 содержит вторичную обмотку 4, которая выполнена в виде четного числа идентичных секций 4.1 - 4.п, а также коммутатор 5, соединяющий отводы первичной обмотки 6 вольтодобавочного трансформатора 2 с отводами регулировочной обмотки 7 автотрансформатора 1, Вторичная обмотка 4 и секции 3.1 - 3.2 основной обмотки 3 соединены последовательно между входным и выходным выводами.Процесс регулирования в устройстве осуществляется замыканием требуемого числа управляемых ключей переменного тока (например, симисторов), при этом устанавли.в; ся требуемый коэффициент передачи напряжция, который изменяется только при уходвыходного напряжения из зоны, ограццчццой значениями минимального и макс ц и ал нного выходных наг(ряжений.Рассмотрим, каким образом изменяются характеристики схемы в различных варианах представленных ца фиг. 2.Расчеты производятся для случая выполнения коммутатора 5 ца четырех управлямых ключах, что обеспечивает шесть дискретных коэффициентов передачи, а также для случая выполнения основной обмотки 3 в виде секций 3.1, 3.2 и 3.3, а вторичной обмогки 4 в виде секций 4.1 и 4,2. Отношение чисел витков секций 3.1 и 3.2 к числу витков секции 3 выбирается из условия минимизации установленных мощностей электромагцитцых элементов равным 0,04.Для схемы варианта 1 (фнг. 2) при диапазоне изменения входного напряжения (/8 относительно номинального (/(/. = = в ),7 - 1,2)/, нестабильность выходного цапряжцяя равна- = 1,094,(/ - минимальное входное напряжен не.Измццявыходного напряжения Л(lн =:== ),45, отсюда (/" =с/+.4,50.В царя;ц;схемы 11 (фиг. 2) вторичця обчока подключена к точке соединецяя скцця 3я 3.2 при заданной точности ;иддржания выходного напряжения ( Ьн нич =+ 4,5 гд ) и неизменном соотношении чисел витков секций 3. - 3.3. Измцецце входного напряжения возможно В пределах (/. = (0,728 в 1,248)С/" .В вариантах 111, 1 Ч, Ч (фиг. 2) секции вторичцой обхотки 4 соединены последовательно ц подключены к свободному выводу секции 3.1 Нагрузка подключается к различным выводам секций 3.1 н 3.2 в разных вариантах. На фиг. 2 указаны для каждого варианта величины соответствующих диапазонов стабилизации (допустимые отклонения входного напряжения, Я от номинального знаяция (./,. ),В вариантах Ч 1, Ч 11, Ч 111 обмотки трансформирующих элементов, стоящие в силовой цепи, соединены параллельно, что естественцо ведег к примерно двойному сужению дояр гямого диапазона изменения входного цапряжция и соответствующему повышению сгабц.ьцотц выходного напряжения (здесь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55/=С/.-. 2,450, а )=1,05). Поня 1 но, что в реальном стабилизаторе при этом необходимо изменение уставок пороговых элементов системы управления, контролирующих уход выходного напряжения за пределы зоны, ограниченной значениями свих нин = (/" -. 0,9755 и СУ..-. =(/.-. Х Х 1,0245Сужение диапазона допустимого изменения сетевого напряжения, сопровождающееся повышением точности поддержания выходного напряжения, в вариантах Ч 1, Ч 11, Ч 111 позволяет существенно повысить мощности нагрузок, подключаемых к стабилизатору, т. к. параллельно соединенные обмотки могут пропускать максимальные токи, вдвое большие чем в исходном варианте 1. На фиг. 2 наглядно проиллюстрирована достигаемая адаптация стабилизатора к смещению диапазона допустимого изменения сетевого напряжения при подключении к нему определенной нагрузки для случая С/в. ном = =(/.ы. нам =220 В, а также возможность питания от стабилизатора существенно большей нагрузки Р, если сетевое напряжение изменяется в более узком диапазоне.Следует отметить, что при обратном подключении сети и нагрузки (сеть - к выходным выводам устройства, а нагрузка - к входным), получается 8 вариантов схем устройства, обеспечивающих формирование шести дискретных уровней выходного напряжения. В пяти из этих вариантов при некоторой неизменной степени регулирования можно обеспечить сдвиг диапазона регулирования вверх и вниз от номинального значения. В остальных трех вариантах при вдвое меньшей степени регулирования также осуществляется соответствующий сдвиг диапазона регулирования, который здесь явля. ется более узким. Как и в случае стабилизации, в последних трех вариантах регулятора можно осуществлять питание примерно вдвое более мощной нагрузки. Обмотки обоих трансформирующих элементов, размещенные в цепи силового тока, могут разбиваться и на большее, но обязательно четное число секций, например на 4 или 6 (ца практике вряд ли потребуется большее дробление), что ведет к резкому возрастанию числа возможных модификаций (17 при четырех секциях, 28 при шести секциях).Следует подчеркнуть, что здесь в любом случае имеет место не последовательное соединение вторичных обмоток нескольких электромагнитных элементов, а именно разделение вторичной обмотки одного элемента ца четное число одинаковых секций. Эти секции в маломощных устройствах могут быть намотаны в параллель. В мощных же устройствах, где силовые обмотки выполняют шннкой, следует стремиться к приблизительно равной длине используемой/Х Фиг. 1 шинки для каждой секции и строго контролировать равенство чисел, витков секций.Дополнительным требованием при конструировании устройства по предлагаемой структуре является необходимость обеспечить выводы всех требуемых точек на специальный механический щит или соединитель, где можно осуществить требуемые пересоединения концов секционированных обмоток и выбрать требуемые при эксплуатации параметры диапазона стабилизации, точности стабилизации и допустимой мощности нагрузки. Стабилизированный преобразователь переменного напряжения, содержащий силовой трансформатор с основной и регулировочной обмотками, вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого вклю О чена в цепь силового тока, и полупроводниковый коммутатор, содержащий управляемые ключи переменного тока, соединяющие отводы первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора и регулировочной обмотки силового трансформатора, отлицан щийся тем, что, с целью максимально,использования установленных мощностей сп ловых элементов преобразователя и сохра нсния неизменным коэффициспгз сгабили а. ции при расширении. сужгнии пли смещении допустимого диапазона изменения сетевого напряжения, силовой трансформатор выполнен в виде автотрансформатора, вторичная обмотка вольтодобавочного грансформатора и часть основной обмотки авто- трансформатора выполнены в виде четного числа отдельных однотипных секций с равным числом витков, упомянутые секции соединены последовательно или параллельно, при этом вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена между первым выводом для подключения сети или нагрузки и одним из выводов секций основной обмотки автотрансформатора, свободный вывод основной обмотки автотранс форматора, вторые выводы для подключения сети и нагрузки объединены в общую точку, а свободный вывод для подключения сети или нагрузки подключен к одному из вы. водов секций основной обмотки автотранс форматора.ннов Редактор Г КурковаЗаказ 2435НИИПР 1 Государственного ко13035, Моск11 роизводственно-издательски Составитель И Голехред А Кравчукираж 395 игета по изобретения а, Ж 35, Раушска комбинат Патент,Корректор М Самборская Подписноеи открытиям при ГКНТ ССС на б., д. 4/5Ужгород, ул. Гагарина, 1 О