Способ регулирования переменного напряжения

(19 02 М 5/2 51)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР). ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Институт электродинамики АН УССР (72) Ю.В,Сидоренко, В.А.Халиков и А.Г.Можаровский(56) Авторское свидетельство СССРМ 679961, кл. 6 05 Р 1/20, 1978,Миловзоров В.П., Мусолин А,К. Дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения, - М Энергоатомиздат, 1986. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Использование: изобретение относитсяк электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Сущность изобретения; при регулировании переменного напряжеИзобретение. относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть. использовано при регулировании переменного напряжения,Целью изобретения является повышение надежности как за счет применения ключей с естественной коммутацией, так и .за счет исключения бросков тока намагничивания,Поставленная цель достигается тем, что после выключения ключей предыдущей ступени регулирования есгественным путем контролируют магнитный поток сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение следующей ступени регулирования в момент равенства этого потока установившемуся значению магнитного потока сердечника трансформатора при ния путем переключения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на режим вольтодобавки, вольтоотбавки или закоротки, после выключения ключей предыдущей ступени регулирования контролируют величину магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение ключей следующей ступени регулирования. в момент равенства этого потока значению установившегося магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при включенных ключах следующей ступени регулирования. Такой способ управления позволяет повысить надежность за счет возможности применения ключей с естественной коммутацией и исключения бросков тока намагничивания, 2 ил. включенных ключах следующей ступени регулирования.В предложенном способе регулирования определяют магнитный поток сердечника трансформатора, который должен в нем установиться после включения следующей ступени регулирования (например - путем интегрирования того напряжения, которое должно подаваться на первичную обмотку трансформатора), Включение же ключей производят после запирания ключевых элементов предыдущей ступени в момент совпадения магнитного потока сердечника с установившимся его значением после переключения.За счет того, что магнитный поток сердечника остается присчитанных пределахкривсй намагничивания, избегается насыщение сердечника трансформатора после переключения, Это позволяет исключить броски тока намагничивания в его первичной обмотке,В качестве примера выполнения данного способа приводится регулирование переменного напряжения при помощи двухобмоточного вольтодобавочного трансформатора 1 (фиг. 1). Такой трансформатор может иметь три ступени регулирования:1. Вольтодобавка ("+", ОвыхОвх) при замкнутых ключах 2, 3.2. Закоротка ("0", Овцх = Овх) при замкнутых ключах 3, 4 или 2, 5.3, Вольтоотбавка ("-", ОвцхОвх) при замкнутых ключах 4, 5.На фиг. 2 представлены зпюры входного напряжения (фиг, 2 а) и управляющих сигналов ключей(фиг.2 б, г, е, э. к, м, о), атакже магнитных потоков сердечника трансформатора для каждого иэ шести возможных вариантов переключения, при чисто активном характере нагрузки:1, Переключение с режима вольтоотбавки в режим вольтодобавки("-." -+ "+"; фиг,2 в, г);2, Обратный переход - с вольтодобавки в вольтоотбавку ("+" -+ "-", фиг. д, е),3, 4, Переходы в режим эакоротки соответственно с вольтоотбавки ("-" -ф "О"; фиг, 2 ж, з) и с режима вольтодобайки ("+" -ф "О"; фиг, 2 и, к).5, б. Переключение с режима закоротки соответственно в режим вольтодобавки ("0" -ф -"+", фиг, 2 л, м) и в вольтоотбавку("0" -+ "-", фиг, 2 н, о),Ток во вторичной и первичной обмотках, а также ключах, при активной нагрузке, совпадают по форме и фазе со входным напряжением (фиг, 2 а), При снятии управляющего напряжения с ключей предыдущей ступени регулирования в момент времени 11 (фиг. 2,б) при всех вариантах переключения, ключи предыдущих ступеней регулирования запрутся естественным путем в момент времени т 2, соответствующий точке перехода тока через ноль. Магнитный поток сердечника Фдо момента времени 12 определится напряжением, приложенным к первичной обмотке Ю 1 трансформатора, а также направлением ее включения, Соответственно, до момента времени 12 на фиг, 2,в, ж показана сплошной линией форма магнитного потока сердечника при включении его в первоначальном состоянии в режиме вольтоот-, бавки, на фиг. 2,д, и - при режиме вольтодобавки и на фиг, 2,л, н, - при закоротке ( Ф = О).55 лирования останется в пределах линейного участка кривой намагничивания. Это позволяет избежать бросков тока намагничивания в первичной обмотке трансформатора за счет ее низкого индуктивного сопротив.ления, определяемого крутизной наклонаучастков этой кривой.) С момента запирания ключей предыдущей ступени регулирования 12 и до моментавремени твк напряжение Оах от первичнойобмотки трансформатора отключено, а сердечник перемагничивается эа счет тока,протекающего по его вторичной обмотке инагрузке трансформатора. Так как номи. нальное напряжение вторичной обмоткивольтодобавочных трансформаторов обыч 10 но не превышает 10-200 значения Овх, тофаза магнитного потока при этом в основном совпадает с фазой тока нагрузки (этопоказано штрихпунктирной линией), а приее активном характере также и с фазой вход 15 ного напряжения.В случаях, представленных на фиг. 2, в,ж, направление приложенное к обмотке Ю 2тока таково, что непосредственно после момента времени 12 происходит перемагничи 20 вание трансформатора в направленииуменьшения абсолютной величины магнитного потока, а в остальных случаях(фиг, 2, д,и, н) дополнительное намагничивание сердечника в сторону увеличения магнитногопотока до значения ФЬахустановившийся магнитный поток Фсердечника при включенных ключах следующей ступени регулирования определитсячерез вольтсекундную площадь напряжения, подключаемого к Щ, До момента времени твк форма установившегосямагнитного потока Фг для переходов ввольтоотбавку (фиг. 2 д, н) и вольтодобавку,ся магнитный поток равен 0 и совпадает сосью времени 1, т.к. напряжение на обмот- .ках чЧ 1 и Ю 2 в режиме закоротки примерноравно нулю (фиг. 2 ж, и),В ключение ключей следующей ступенирегулирования производится в момент совпадения магнитного потока сердечника привсех разомкнутых ключах с определенным45.заранее установившимся магнитным потоком трансформатора следующей ступенирегулирования.Такой выбор момента включения заранее задает намагничивающую силу, определяемую подключаемым напряжением,50 такую по направлению и величине, чтомагнитный поток в сердечнике послевключения ключей требуемой ступени регуТаким образом. сплошной линией на фиг, 2 в, д, ж; и, л, н показано изменение магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при соответствующих переходах и выбранном предложенным способом времени твк, Штрихпунктирной линией показано дальнейшее возможное изменение магнитного потока сердечника при всех разомкнутых ключах (дроссельный режим обмотки Ю 2).Изложенный способ позволяет эффективно регулировать переменное напряжение за счет лучшей электромагнитной совместимости в переходных режимах, при минимальных габаритах сердечника регулирующего трансформатора.Формула изобретения Способ регулирования переменного напряжения путем переключения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на режим вольтодобавки, вольтоотбавки или закоротки, при котором выключение ключей осуществляется естественным пу тем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности за счет применения ключей с естественной коммутацией и исключения бросков тока намагничивания, после выключения ключей предыдущей 10 ступени регулирования контролируют величину магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение ключей следующей ступени регулирования в момент равенства 15 этого потока значению установившегосямагнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при включенных ключах следующей ступени регулирования,1810971 иф оО доп жени г.2 Составитель Ю.СидоренкоРедактор Т,Иванова Техред М,Моргентал Корректор М,Сам ка акаэ 1450 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, Ж, Раущская наб,; 4/5 Т ССС П твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг Гагарина 101