Устройство для компенсации провалов переменного напряжения

Союз СоветскиеСоциалистическиеРесттубп ик ОЛ И ЙЯ И ЗОБ РЕТЕ Н И Я(51)(Ч. 1";Л. С"; 05 Г 1/30 Государственный камитет до делам изебретеиий и етермтий(53 1 УД К 621,31 б, - ;22 1(088 8) Дата опубликования описания 08.01.80( ээээ) УСтРОйСтВО ДЛЯ КОМПЕНЕАЦ,1 И ггПРаБ.Е.-(сД ПЕРЕМЕНг 10 ГО НАПРЯЖЕН 1 Я является сложно ть схе,ь 1. Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания стабилизаторов постоянного напряжения от источника переменного напряжения, которое в процессе работы может иметь значительные отклонения по амплитуде в течение коротких интет 1 валов времени.Известно устройство, позволяющее компенсировать провалы напряжения, в котором сигнал управления проходит последовательную: цепь из усилителя, фор 10 мирователя импульсов, датчиков напряжения на основном и вольт-добавочном тиристорных ключевь(х элементах регулятора, датчика фазы тока нагрузки 11.Известно также устройство для компенсации провалов переменного напряжения, содержащее основной тиристорный ключевой элемент, силовая цепь которого включена между выводами для подклкг 28 чения питающего истод 1 ника и нагрузки, псдкл 1 сченпе(с гараллельнс и соединенные последовател 1,но вол(,т-е(обавсчный тиристорный ключевой элемент и обмотка вольт-дссагоцнсгс твае(с:1 О 111.: ьтсса, цдт чики напряжения, каждь(й ид кстср ЕхВходом подключен паралле 1 ьнс с"лсвсйТИПИСТС 1 ЫХ КЛЮЧЕЬ -ЕХ Э:1 Е 1 ( . ТСВ. чс П.11тели и схе;1 у совпадения,Нее;Остат 11 см известнсгс устгсйства(.еепью изобретения явля 1 стся упрсИе=- ние уменьшение гасарптсв и веса,Поставленная цель достигается что в устрсйстВе для компенсации про валоВ переменнсгс напряже 11 ия 11 хсд ка.к- ,дсгс ид удкаданных датИ(ксв напряже ция ПОДКЛ(ОЕЕЦ " СОСТ:,ЕЕС 1 В 1 ПЮГЕЕ 1 ч 11 клдстсхемы совпадения, выход которой черед СООТВЕТСТВУЮ(ЦИЙ 11 Д( ф;УТС(.11 ИЕ:,цц:ГВ ПРхвведенных сптрснсв г(одкл с сп к управля:о(цему входу ссстгетствую;лсгс ид указаннь(х тиристорпых клю гвых элем(.:н=тов,. пйп(чем фстсд 1 ат 1:.(ки спгрссв чередвведенные и псслсдсьлате;и (с (.сдип;1 рЕЛЕЙНЕИЙ ЭЛЕ 1 ЕНТ 1; ч; Прч,тс,(; -,-, ц: нсннь(е с вь(вода.111 для70832тающего источника, в случае испопьзования в трехфазной системе питания,один из выводов для подключения нагрузки служит для подключения к одной изфаз питающего источника, кроме того,каждый из датчиков напряжения выполненна двух транзисторах одного типа проводимости, соединенных коллекторами между собой и включенных один - по схемес общей базой, второй - по схеме с общим эмиттером.На фиг, 1 приведена блок-схема предложенного устройства; на фиг, 2 - принципиальная схема, показывающая взаимосвязь и возможное практическое выполне-ние отдельных его узлов,Предложенное устройство (фиг. 1) содержит вольт-добавочный трасформатор 1и нагрузку 2, подключенные к питающему источнику 3 через основной 4 и20вольт-добавочный 5 тиристорные ключевые элементы.Параллельно ключевым элементамподключены.датчики 6 и 7 напряжениячерез схему 8 совпадения и фотоприемники 9-10 оптронов, подключенные к входам,уснлителей 11 н 12. Фотодатчикиоптронов подключены: один - к основному, другой - к инверсному выходу релейного элемента 13, подключенного к пита 30ющему источнику 3 через выпрямитель14. Питание ключевых элементов осуществляется от вспомогательного источника 15,Датчики 6-7 напряжения схема 8 совпаден ия, усилители 1 1-1 2 могут быть выполнены (см. фиг. 2) на транзисторах 16 н резисторах 17. В устройстве (фнг. 2) 4 О в качестве ключевых элементов 4-5 использованы симисторы; питающий источник 3 и нагрузка 2 - трехфазные;схема управления симисторами другой фазы 4 , 5 выполняется аналогично45 схеме управления симисторами 4-.5.Принцип работы предложенного устройства для компенсации провалов напряжения состоит в следующем.В исходном состоянии, когда напряже- о ние источника 3 достаточно близко к номинальному значению, выходное напряжен ие вып рями тел я 1 4 удерживает релейный элемент 13 во включенном состоянии, при котором через фотодатчик 9 оптрона протекает. ток, а фотодатчик 1 0 оптрона обесточен.Вследствие этого ток может протекать только через фотоприемник 9 оптрона, ко 9 4торый сигналом фотодатчика удрживается в состоянии готовности к включению.В данном режиме работы ключевойэлемент 5 находится в отключенном состоянии, а нагрузка 2 подключена к источнику 3 через включенный тиристорный ключевой элемент 4, Перевод его во включенное состояние осуществляется в каждом полупериоде питающего напряжения, при прохождении тока нагрузки 2 через нулевое значение. В эти моменты времени напряжение необходимой полярности имеется в наличии на обоих элементах 4 и,5; соответственно с обоих датчиков 6-7 напряжения выходные сигналы поступают на схему 8 совпадения, выходная цепь которой начинает пропускать ток от источника 15 к фотоприемникам 9-10 оптронов.Поскольку в состоянии готовности к включению находился только фотоприемпик 9 оптрона, последний включится и ток от источника 15 поступает только на вход усилителя 1 1, в результате чего на его выходе вырабатывается импульс включения тиристорного ключевого элемента 4, и он вновь перейдет во включенное состояние. Включение тиристорного ключевого элемента 4 автоматически вызывает исчезновение сигнала на входе датчика 6 и соответственно на одном входе схемы 8 совпадения.Вследствие этого пропадает сигнал на входе (и выходе) усилителя 11, и фотоприемник 9 оптрона вновь возвращается в состояние. готовности к включению. Если напряжение источника 3 уменьшится ниже допустимого предела, уменьшится напряжение на выходе выпрямителя 14, и релейный элемент 13 перейдет в отключенное состояние, при котором фотодатчик 9 оптрона обесточен, а через фотодатчик 10 оптрона протекает ток. С этого момента времени фотоприемник 9 оптрона ( находившийся в обесточенном состоянии) отключается, и в состояние готовности к включению переходит фото- приемник 10 оптрона. После этого, в конце полупериода напряжения, когда уменьшится до нуля ток через элемент 4 и последний перейдет в отключенное состояние, вновь появится напряжение на обоих элементах 4-э соответственно и на входах датчиков 6-7 и на входах 8 совпадения. Выходная цепь последней начнет пропускать ток от источника 15708к оптроам 9-10, включится фотоприемик 1 0 Оптроа, пяится сигал на входе (и выходе) усилителя 12, элемент 5перейдет во включенное состояние, вслед:.твие чего нагрузка 2 будет подключена к источнику 3 через повышающийавтотрансформатор 1. В каждом последующем полупериоде при прохождениитока через элемент 5 через нулевоезначение элемент 5 будет вновь вклю Очаться в описанной выше последовательности,Зто состояние будет продолжатьсядо тех пор, пока напряжение источника3 вновь не станет достаточно близким 5к номинальному значению, При этомвновь включится релейный элемент 13,потечет ток через фотодатчик 9 оптронаи схема вернется в исходное состояние.Процесс переключения тока с фотодатчика 9 оптрока на фотодатчик 1 0оптрона (и наоборот) может произойтии во время протекания тока от источника 15 через ранее открытый фотоприемник 9 оптрона ( или 1 О). Поскольку привключении фотоприемника одного оптрона второй автоматически шунтируетсяпервым, переключения тока с фотоприемника одного оптрона в данный моментвремени не произойдет, и зто исключаетодновременное включение элементов 4 и5, т. е. короткое замыкание трансформатора 1,Из изложенного принципа работы устройства следует, что переключение нагрузки 2 с повышенного напряжения наноминальное и наоборот происходит только при прохождении ее тока через нулевое значение, что резко снижает уровенькоммутационных помех в системе питания,В предложенном устройстве можетбыть введено дополнительное, внешнееуправление релейным элементом 13, прикотором обеспечивается одновременноеобесточенное состояние обоих фотодатчиков 9-10 оптронов. Зто дает возможностьиспользовать предложещлое устройствои как бесконтактный выключатель, таккак в этом режиме будут обесточены обатиристорных ключевых элемента 4 и 5.В устройстве, приведенном на фиг. 2,раскрыт один из возможных вариантовпрактической схемы предложенного устройства.55В частности, в нем в качестве тирисгорных ключевых элементов 4-5 приме)нены симисторы. Как следует из фиг. 2,в предложенном устройстве для питаниятрехфазкой нагрузки От трехфазого источика достаточно двухфазного регулятора напряжения (симисторы 4-4 и5-5 управляются одновременно от общего выпрямителя и релейного элемента,причем схема управления симисторов4, 5 идентичча приведенной для симисторов 4-э),Включение транзисторов 16 в датчиках 6-7 напряжения обеспечивает переход их в открытое состояние при любойполярности напряжений на элементах 45, что существенно упрощает устройствов целом.Формула изобретен и я1. Устройство для коллпексаци 1 л провалов переменного напряжения, содержащее основной тиристоркый ключевой элемент, силовая цепь которого включена между Выводами для подключекия питающего и:точкика и нагрузки,. подключенные параллельно и соединенные последоВательно Вольт добавочный тиристсркый ключевой элемент и Обмотка вольт.-добавочного трансформатора датчики напряжения, каждый из которых Входом подключен параллельно силовой цепи сеответствуюшегоз указанных гиристоркых кл 10 чевых элементОВ, усилители и схемусовпадения, о т л и ч а ю гд е е с ятем, что, с целью упрощекня, умеьше:- ния габаритов и веса, выход каждог О иэ указанных датчиков напряжения подключек к соответствующему входу схемы совпадения, выход которой через соответствуюгций из фотоприемников двух введенных оптроков подключен к управляющему входу соответствуюшего иэ указанных тиристоркых ключевых элементов, причем фотодатчики оптрочов через введенные и последовательно соединенные релейный элемент и выпрямитель соединены.с выводами для подключения питающего источника,2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в случае использования в трехфазной системе питания, одик из Выводов для подключения нагрузки слуокит для подключения к одной из фаз питающего источника.3. Усгройство по п. 1, о т л и ч а -:ю тп е е с я тем, что каждый иэ датчиков напряжения выполнеа двух тра=зисторах одного типа проводимости, соеказ 8487/43 Тираж 95 ИИП одписное Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектна 7 О 8 З лиецных коанекторамц между собой и вкцочс цпих оццц - по схеме с общей базой, второй - по схеме с общим эмиттером,Источники информации,пркцятье во внимание при экспертизе 1. Домеников В. И., Казанский Л. . Стабцлизированцые источники электропи 2) 8т 43) суоОй ра/цо;ю/екроцц 3 (цщтурц. Л. "Судостроение", 197 1,с. 229,2. Окунь С. С, и др., Трансформаторцие и трацсформаторно-тцристорцые ре уляторы - стабилизаторы напряжени. И Энергия", 1969, с. 160, рис. 4-13,