Устройство для регулирования переменного напряжения

(и) 551794 Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1) Дополнительное к авт. свид 22) Заявлеио 08.07.75 (21) 2152200/07 Кл,е 02 Р 13/16 02 М 5/12 05 Г 1/32 присоединением заявки- 23) Приоритет43) Опубликовано 25,03.77,Бюлле 45) Дата опубликования описания осударстееннын иамит Совета Министров ССС по делам изобретений и открытий. Кобзев, В. П. Обрусник,Г. А, Шадр счел овательский институт автоматики и электромехани институте автоматизированных систем управленияи радиоэлектроники учно-иссл и Томско Заявите) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННО НАПРЯЖЕНИЯбрете частност переменного быть использ интервале, При это лирования выходно низ от его номина занном временном осуществления рег пряжения вверх и значения, обмотки лей могут быть вь ций каждая, котор м для го на обоих нелинейнь полнены в виде осс обо е соединяют межд о мостовои схемключают первич едней атора, и в диагональ пою обмотку трансфо относится к электротехникерегуляторам-стабилизаторампряжения и тока, и можетано в качестве исполнительных органов стабилизаторов напряжения в радио- и электронной аппаратуре.Известны устройства для регулирования переменного напряжения, содержащие две встречнссоединенные цепочки, подключенные к зажимам питающей сети и состоящие из 10 согласно-последовательно включенных диода и тиристора каждая, причем параллельно одной из них включен нелинейный дроссель, и вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена последовательно 15 с цепью нагрузки, а первичная подключена к обшей точке соединения указанных цепочек и одному из зажимов питающей сети 1, 2, 3.Недостатком известных устройств является недостаточно высокие энергетические показатели, обусловленные наличием "дроссельного режима" на интервале времени, когда нелинейный дроссель не достиг своего насыщения, а первичная обмотка трансформатора 25 залась отключенной от питающей сети за счет естественного запирания тиристора второй цепочки. Если же параметры нагрузкитаковы; что ток нагрузки спадает до нуляпозже, чем насыщается нелинейный дроссель,наблюдается ограничение диапазона изменения угла регулирования, а следовательно, иугла насыщения ( 3= 2 й, -оС) углом сдвига тока, т.е. постоянной времени нагрузки.Целью изобретения является улучшениеэнергетических показателей устройства приузкодиапазонном регулировании выходногонапряжения,Это достигается тем, что параллельнодругой цепочке подключают второй нелинейный дроссель, благодаря чему исключаетсявозможность "дроссельного режима" на укаНа фиг. 1 и фиг. 2 приведены принципиальные схемы устройства для соответствующих случаев выполнения обмоток нелинейных дросселей, где: 1 - нелинейный дроссель первой цепочки; 2, 3 - диод и тиристор первой 5 цепочки соответственно; 4, 5 - диод и тиристор второй цепочки соответственно; 6 - коммутирующий конденсатор; 7 - нагрузка;8 - вольтодобавочный трансформатор; 9, 10- первичная и вторичная обмотки трансформа тора 8 соответственно; 11 - нелинейный дроссель второй цепочки; 12, 13 - первая и вторая секции обмотки нелинейного дросселя 1 соответственно; 14, 15 - первая и вторая секции нелинейного дросселя 11 со б ответственно.На фиг. 3 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства при активно-индуктивной нагрузке, где 16 - кривая напряжения сети; 1 7 - кривая тока 20 нагрузки; 18 - кривая тока первичной обмотки 9; 19 - кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг. 1); 20 - кривая напряжения на нелинейном дросселе 1; 21 - кривая напряжения на нелинейном дросселе Ы 11; 22 - кривая тока размагничивания нелинейного дросселя 1; 23 - кривая тока намагничивания нелинейного дросселя 11; 24 - кривая тока намагничивания нелинейного дросселя; 25 - кривая тока размагничивания не- ЗО линейного дросселя 1 1; 26 - кривая тока первичноч обмотки 9 после смены полярности напряжения 17; 27 - кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг. 2) со- угол регулирования/3- угол насыщения. ЗбРассмотрим принцип работы устройства, приведенного на фиг. 1, В положительный полупериод (см. фиг. 3) напряжения (кривая 16 ) при переходе тока нагрузки (кривая 1 7) через ноль ( об = ф ) открывается тиристор 3 40 и по цепи; + сети - диод 2 - тиристор 3 -- обмотка 9 - (=) сети начинает протекать ток (кривая 18). При этом к нагрузке 7 будет прикладываться напряжение, равное сумме напряжений первичной и вторичной обмо ток 9, 10 трансформатора 8 (кривая 19) осуществляется вольтодобавка. Сердечник нелинейного дросселя 1 остается насыщенным, так как обмотка 12 закорочена и на ней нет падения напряжения (кривая 20), а дроссель 11 намагничивается, поскольку к нему приложено сетевое напряжение (кривая 21), При заданном угле коммутации сС =х, открыквается тиристор 5, Конденсатор 6, заряженный полярностью, приведенной на фиг. 1 без скобок, запирает тиристор 3 и перезаряжается по контуру; обкладка - тиристор 5 - обмотка 9 - сеть - диод 2 - обкладка. Одновременно начинает размагничиваться нелинейный дроссель 1 (кривая 22) и насыщает- ф ся дроссель 11 (кривая 23), но теперь сетевое напряжение 16 будет приложено к обмотке 12 (кривая 20), Когда напряжениена конденсаторе 6 сравняется с напряжением 16 сети отпирается диод 4, образуетсяконтур, обхватывающий первичную обмотку9 вольтодобавочного трансформатора 8, покоторой протекает ток (кривая 24),После смены полярности напряжения сетипри ос = Я (отрицательный полупериод) нелинейный дроссель 1 начинает намагничиваться, ток (кривая 24) продолжает протекать в прежнем направлении и достигает нулевого значения в момент сС =р К , приэтом тирисэор 5 естественно закрывается.Ток нагрузки (кривая 17) меняет направление и пс контуру; обмотка 9 - обмотка 14насыщенного дросселя 11 - протекает ток(кривая 25). В момент времени оо = /5насыщается сердечник нелинейчого дросселя1 (кривая 22), а нелинейный дроссель 11начинает размагничиваться (кривая 23),через обмотку 12 дросселя 1 протекает ток(кривая 26) по цепи: (+) сеть - обмотка 9 обмотка 12 - (-) сеть, который спадаетдо нуля при сб = ц ф 2 У . На интервалеАк , о( ( к к нагрузке прикладываетсясетевое напряжение, а на интервалахДсс сС и /3 д 6 со2 й - с вольтодобавкой, Выходное напряжение (кривая 19)будет синфазно с сетевым (кривая 16) исимметричным в оба полупериода, В случаеспадания тока (кривая 1 7) до нуля позжемомента насыщения оС = (3 сердечниканелинейного дросселя 1 т,е. при сс = ( +Тсб - /3 то для исключения короткого замыкания сети через открытые диод4, тиристор 5 и обмотку 12 насыщенногодросселя 1 необходимо повторно открытьтиристор 3. Этот случай показан на фиг. 3пунктиром. Здесь на интервалек(А(+ К через тиристор 3, диод 2 иобмотку 9 этот ток протекает встречно напряжению сети, а после смены его полярности ток (кривая 26) протекает через обмотку 12, минуя обмотку 14 дросселя 11, Изфиг, 3 видно, что ток нагрузки (кривая 17)представляет собой сумму токов 18, 24,25, 26, протекающих по отдельным элементам устройства. Устройство на фиг. 2 отличается тем, что здесь после "вольтодобавки" с момента оС = обудет происходить "вольтодобавкаф (см, фиг, 3), так как выходное напряжение (кривая 27) будет определяться разностью сетевого напряжения и напряжения вторичной обмотки 10. Это позволяет расширить зону регулирования выходного напряжения по сравнению с устройством фиг. 1.551794 7 Формула изобретения 1, Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее две встречно-последовательно соединенные цепочки, подключенные к соответствующим входным выводам и состояшие из согласно-последовательно включенных диода и тиристоракаждая, причем параллельно одной из них включен нелинейный дроссель, и вольтодобавоч- р ный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена последовательно с цепью нагрузки, а первичная подключена к обшей точке соединения указанных цепочек с одним из входных выводов, о т л и ч а ю - р ш е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей при узкодиапазонном регулировании выходного напряжения.параллельно другой цепочке подключен второй нелинейный дроссель.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю -ш е е с я тем, что обмотки нелинейныхдросселей выполнены в виде двух секций,соединенных по мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмоткауказанного трансформатора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР453781, М.Кл. Н 02 Р 13/16, 1974.2. Авторское свидетельство СССР319932, М.Кл. Ст 05 Г 1/22, 19713. Патент США3732485,М. Кп,"6 05 Р 1/30, 1973.551794 Составитель Д. Фуфлыгинактор Е. Скляревская Техред А. Богдан Корректор А. Власеик 5/32НИИПИ Гос Тираж 902 Подписирственного комитета Совета Министпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб.,лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,в СССР