Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

(51) ИЕ ИЗОб ИЯ ЕТ проектнокий инстий техники торы пере- частотным анием, М.: ВАТЕ В ПЕ еобраэоваения - снищн ости иУстройство я к преобразов ретение относехнике, ю изобретения енной мощнос зателей,Изо ельнойЦел становл ых пок является снижени ти и массогабари РГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-исследовательскийконструкторский и технологичетут силовой полупроводников(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИМЕННОЕ(57) Изобретение относится к пртельной технике. Цель изобретжение установленной момассогабаритных показателей. На фиг,1 - 3 прив схема предлагаемог анты; на фиг. 4 - д характеризующие еУстройство. со ный трансформатор 2, первичными обмо ленные управляемы вспомогательного н управления, соглас 10. едены принципиальная о устройства и ее варииаграммы напряжений, го работу.держит вольтодобавоч с вторичной обмоткой тками 3 и 4, двунаправе ключи 5 и 6, источники апряжения 7 и 8, блок 9 ующий трансформатор выполнено на основе вольтодобавочных трансформаторов, первичные обмотки которого соединены церез два двунаправленных управляемых ключа в четырехплечевой мост с включением в одну из его диагоналей источника вспомогательного напряжения, при этом секции выполнены гальванически развязанными и включены согласно-последовательно в смежные плечи моста, во вторую диагональ которого включен второй аналогичныи источник вспомогательного напряжения, Обеспечение двухтактного режима работы секций первичной обмотки трансформатора с одновременной их параллельной работой по току обеспечивает возможность снижения расхода меди примерно в два раза с соответствующим снижением установлен- Я ной мощности источников вспомогательного напряжения, за сцет чего достигается поставленная цель. 4 ил. Принципиальная структурная схема устройства содержит вольтодобавочный трансформатор 1, вторичная обмотка которого подключена между входным и выходным выводами, а одинаковые первичные обмотки 3 и 4 соединены согласно-последовательно через двунаправленные управляемые клюци 5, 6 в четырехплечевой мост, в диагонали которого включены источники вспомогательного напряжения 7, 8,При указанной структуре соединения первицных обмоток вольтодобавочного трансформатора, управляемых ключевых элементов и источников вспомогательного напряжения, обеспечивается двухтактный режим работы первичных обмоток 3 и 4 за счет их одновременного подключения об.10 15 щим двунаправленныл управляемым ключом 5 (6) к источникам вспомогательных напряжений 7, 8 (8, 7) с соответствующим изменением направления протекания тока и знака вольтодобавки напряжения на вторичной обмотке 2,За счет параллельной работы первичных обмоток 3 и 4 их сечение можно снизить примерно в 2 раза и тем самым снизить установленную мощность и массогабаритные показатели вольтодобавочного трансформатора,Возможны различные модификации предлагаемого регулятора в зависимости от вида источников вспомогательных напряжений: переменного напряжения, двухпульсного выпрямленного, постоянного, импульсного с ШИР,В простейшем случае использования в качестве вспомогательных источников - источников переменного напряжения (фиг, 2), гальванически между собой не связанного за счет, например, использования обмоток согласующего трансформатора 10 (фиг. 3), в качестве управляемых ключевых элементов используются встречно-параллельные пары тиристоров или симисторы, управляемые блоком управления,Работу устройства поясняют времен, ные диаграммы на фиг. 4, где изображены напряжения сети (Ос), напряжение на нагрузке (Он), напряжение на соответствующих вспомогательных источниках напряжения От, Оз, Ое, напряжение на обмотках вольтодобавочного трансформатора Ь О. Диаграммы приведены для различных режимов работы и способов регулирования,При наличии положительной полуволны напряжения на выходе вспомогательных источников напряжения 7 и 8 подается управляющий импульс на двунаправленный управляемый ключ 5 в виде тиристора, прямого включения и через обе первичные обмотки 3, 4 вольтодобавочного трансформатора 1 протекают положительные полуволны тока, обеспечивающие формирование соответствующей вол ьтодобавки к сетевому напряжению с помощью вторичной обмотки 2 трансформатора 1. Соответственно при появлении на выходах вспомогательных источников напряжения 7, 8 отрицательных полуволн напряжения запирается ранее открытый тиристор и подается отпирающий импульс на двунаправленный управляемый ключ 5 в виде тиристора обратного включения. Соответственно через обе первичные обмотки 3 и 4 трансформаторапротекают отрицательные полуволны тока, обеспечивающие на вторичной стороне вольтодобавку отрицательной полуволне 20 25 30 35 40 45 50 55 сетевого нап ряжения, (см. фиг, 4, диаграмма 11).При необходимости снижения сетевого напряжения применяется схема фиг. 3. При положительной полуволне напряжения на вспомогательных источниках напряжения 7 и 8 отпирается двунаправленный управляе, мый ключ 6 на тиристоре прямого включения и через первичные обмотки 3 и 4 протекают полуводны тока в обратном направлении (показаны пунктиром на фиг. 3), обеспечивая формирование отрицательной вольтодобавки на выходе трансформатора, вычитающейся из положительной полуволны сетевого напряжения. Соответственно при появлении отрицательных полуволн свтевого напряжения на вспомогательных источниках напряжения 7 и 8, отпирающий импульс подается на обратный тиристор двунаправленного управляемого ключа 6, обеспечивающий протекание полуволн тока через первичные обмотки 3 и 4 в прямом направлении (сплошные стрелки на фиг. 4). На вторичной обмотке 2 трансформатора 1 формируется положительная вольтодобавка, вычитающаяся из отрицательной полуволны сетевого напряжения (см,диаграмму 12),Фазовое регулирование углов включения двунаправленных управляемых ключей 5, 6 обеспечивает дополнительное плавное регулирование вольтодобавочного и вольтовычитающего напряжений,При использовании в качестве двунаправленных управляемых ключей элементовтранэисторов можно обеспечить не только широкую, но и широтно-импульсно модулируемую вольтодобавку с помощью дополнительного частотного регулирования напряжения вспомогательных источников напряжения путем высокочастотной коммутации транзисторов (диаграмма 13),Формула изобретения 1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена последовательно между входным и выходным зажимами, а первичная обмотка выполнена двухсекцион ной, соединена с двумя двунаправленными управляемыми ключами в четырехплечевой мост, в одну из диагоналей которого включен вспомогательный источник напряжения, отл ича ю щийся тем, что, с целью снижения установленной мощности и массогабаритных показателей, секции первичной обмотки трансформатора выполнены гальванически развязанными и включены в смежные плечи моста согласно- последовательно через соответствующие1674333 Ф двунаправленные управляемые. ключи, причем в другую диагональ включен аналогичный второй источник вспомогательногонапряжения. 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что вспомогательные источники переменного напряжения выполнены в виде обмоток согласующего трансформатора.5.Зубиентова а Проиааодстаанно-иадатальскии коиоинатн Патант", г. Укггород, уа.Гагарина, 10 аказ 2933 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5