Устройство для управления трансформаторами с магнитной коммутацией

Сотоз СоветсиикСоциалистическиеРеспублии О ПЕ И ЗОБРЕТЕЙ ИЯ пи 743156 Ф(23) Приоритет Опубликовано 25,06.80. Бюллетень .% 23Дата опубликования описания 27.06.80 ао делам изобретений и открытий( 7 1 ) Зая в ител ОРдена Лен а оРдена ТРУдового КРасного Знамени инститУт электросварки им, Е, О, Патона АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРАМИ С МАГНИТНОЙ КОММ УТ АЦИЕ Й 1Изобретение относится к электротехнической промышленности, выпускающей регуляторы и регуляторы-стабилизаторы напряжения и тока преимущественно на базетрансформаторов и автотрансформаторов смагнитной коммутацией.Известно устройство для управлениятрансформаторами с магнитной коммутациейвитков, содержащее узел измерения и задания напряжения (тока), своим выходом подтоключенный к исполнительному элементу,выполненному в виде дифференциального бесконтактного полупроводникового реле, выход которого через усилители мощности подсоединены к обмоткам управления, обес 15печивая их попеременное включение 11.Эта релейная транзисторная схема управления и обеспечивает дифференциальное подмагничивание ярм трансформатора с магнитной коммутацией,20Для получения раздельного управленияярм трансформатора в исполнительныйалемент дополнительно введено второе поляризованное полупроводниковое реле, при 2этом входы обоих реле зашунтированы резисторами и соединены между собой последовательно встречно, а выходы подключены к соответствующим обмоткам управпения ярм трансформатора 21.Недостатки известного устройства юля управления трансформаторами с магнитной коммутацией заключаются в невозможности применения одной и той же схемы управления для грансформаторов различной мощности, что очень важно при выпуске серии источников питания ряда мощностей, унт- фнкации, а также взаимозаменяемости; в релейностн схемы, несмотря на значительную индуктивность обмоток управления ярм и наличии шунтирующих диодов, которая вызывает колебания вькодного напряжения рь. гуляторов-стабилизаторов, что отрицатель но сказывается на работе потребителей, повышает коэффициент нелинейных искаже ний; в сложности и недостаточной нпюя ности схемы управления; в подборе одина-, кового типа транзисторов выходных усилителей мощности для их параллельного соз 743единения и введение уравнителей тока; вбольшом токе холостого хода трансформаторов, а, следовательно, значительных потерях и низких КПД; в невозмокности одной и той же схемой управления обеспечить5при необходимости дифференциальное илираздельное управление ярм трансформатора,Целью изобретения является унификация устройства для управления трансформаторами с магнитной коммутацией различных мощностей, исключение колебанийвыходного напряжения трансформатора,упрощение схемы утгравления, повышениеее надежности, уменьшение тока и потерь 15холостого хода, повьпцение КПД трансформатора.Это достигается тем, что в исполнительный элемент введено два импульсныхфэзосдвигакицих блока, состоящих из узласинхронизации, генераторов пилообразногонапряжения и формирователей импульсов,причем выход узла синхронизации подключен к параллельно согласно соединеннымвходам генераторов пилообразного напряжения, выходы. которых подключены кпоследовательно встречно соединеннымвходам формирователей импульсов, и кэтим же входам подключен выход измерительного моста с искусственной нулевой 30точкой, выходы формирователей импульсов через управляемые выпрямители, выполненные на тиристорах, управляющиеэлектроды которых через защитные диодыи маломощный тиристор соединенные с ка- З 5тодами указанных тиристоров подключенык соответствующим обмоткам управленияярм трансформатора, а во входные цепиформирователей импульсов введены регулируемые резисторы,40На чертеже приведена принципиальнаяэлектрическая схема устройства для управления трансформаторами с магнитной коммутацией.Устройство для управления трансформаторами с магнитной коммутацией содержиттрансформатор 1, узел 2 сравнения напряжения, два импульсных фазосдвигающих блока, состоящих из общего узла 3 синхронизации, генераторов 4 и 5 пилообразного 50напряжения и формирователей импульсов 6и 7, и два управляемых выпрямителя 8 и9 на тиристорах.Трансформатор 1, регулируемый магнитной коммутацией и выполненный по авто:трансформаторной схеме, содержит силовые обмотки, расположенные на магнитопроводе. Нерегулируемая часть витков 10 156расположена в нижнем окне магнитотровода, а регулируемая часть витков 11 расположена в верхнем окне магнитопровода,образованном верхним и средним управляемыми ярмами с обмотками 12 и 13подмагничивания, Путем изменения постоянного тока в обмотках 12 и 13 верхнего и среднего управляемых ярм изменяетс.ся потокосцепление части витков обмотки11, расположенной в верхнем окне, и,следовательно изменяется выходное напряжение трансформатора в диапазоне плавного регулирования.На одном из стержней в нижнем окнемагнитопровода расположены обмотка 14питания управляемых выттрямителей 8 и 9со средней точкой и обмотка 15 синхронизации. Обмотка 14 питания и обмотка 15синхронизации не обязательно должны бытьрасположены на магнитопроводе силовоготрансформатора, они могут быть расположены на отдельном трансформаторе питания.Узел 2 сравнения напряжения содзржитвыпрямительный мост 16, вход которогоподключен на выход силового трансформатора 1 с магнитной коммутацией, Одинвыход выпрямительного моста 16 черезрезистор 17 подключен к одному из входов параметрического (нелинейного) моста,а второй выход подключен ко второму входу параметрического моста. Между входами параметрического моста включен конденсатор 18. Параметрический мост собран на двух кремниевых стабилитронах 19и 20 и резисторах 21 и 22,Выхода параметрического моста через делитель на резисторах 23 и 24 подключен на вход импульсного фазосдвигающего устройства. Делитель служит для создания искусственной нулевой точки,Узел 3 синхронизации выполнен на дио дах 25-30 и резисторах 31 и 32, Он служит для согласования работы фазосдвигающего устройства с управляемым выпрямительным мостом.Выход узла 3 синхронизации включен на параллельно согласно соединенные входы генераторов 4 и 5 пилообразного напряжения, Генератор 4 пилообразного напряжения собран на транзисторе 23, конденсаторе 34 и резисторах 35 и 36.Выходы генераторов 4 и 5 пилообразного напряжения включены. на последовательно встречно соединенные входы формирователей импульсов 6 и 7, к этим же входам подключен выход узла 2 сравнения5 743 с искусственной нулевой точкой, Формирователь импульсов 6 собран ца транзисторах 37, 38 и 39, конденсаторе 40, реэиоторе 41, импульсном трансформаторе 42.Выходы формирователей импульсов 6 и 7через управляемые выпрямители 8 и 9на тиристорах подключены к обмоткамуправления (подмагничивания) 12 и 13трансФорматора 1 с магнитной коммутацией,Управляемый выпрямитель 8 собран по схе оме двухполупериодного выпрямлении сосредней точкой на тиристорах 43, 44и 45,Управляющие электроды тиристоров 43и 44 управляемого выпрямителя 8 подключены через защитные разделительныедиоды 46 и 47 и маломощный тиристор45 к катодам этих же тиристоров.Диоды 48 и 49 служат для поддержания непрерывного тока в обмотках управления 1 2 и 1 3.Резисторь 50 и 51 служат для подавления высокочастотных составляющих идля надежного первоначального поджигатиристоров. 25Для обеспечения раздельного подмагничивания ярем трансформатора в входныецепи формирователей импульсов введенырегулируемые резисторы 36 и 52.Задание выходного напряжения осущестовляется переменным резистором 17.Согласование работы фазосдвигающегоустройства с управляемым вынрямительныммостом 8 достигается тем, что на входузла 3 синхронизации подается напряжение 5в фазе с напряжением на управляемом мосте 8.На одну из диагоналей параметрического моста через регулируемый резистор 17подается выпрямленное выходное напряжецние трансформатора 1, а с другой диагонали снимается сигнал рассогласования, ве-.личина и полярность которого зависят ототклонения выходного напряжения от заданного. На вход транзистора 33 подаепся два напряжения: напряжение синхронизации плюсом на базу транзистора 33 инапряжение смещения через резистор 35минусом на базу. Напряжение синхронизации имеет форму выпрямленного двухполу периодного однофазного напряжения и суммируется с постоянным напряжением смещения. Когда напряжение синхронизациибольше напряжения смещения, транзистор33 закрыт, конденсатор 34 заряжается 55по цепи; плюс источника через конденсатор 34, резистор 36 и минус источника.Когда напряжение синхронизации становит 156 6ся меньше напряжения смешения, грацзи.тор 33 открывается, конденсатор 34разряжается по цепи; переход эмиттер-коллектор транзистора 33 и резистор 35,и таким образом получается на выходе пилообразное напряжение,Резистор 35 выбирается таким, чтобыпри открытом транзисторе ЗЗ падение напряжения на нем было близким, но меньше напряжения выключения формирователяимпульсов 6,Резистор 36 служит для изменения крутизны пилообразного напряжения. Сигналс генератора 4 пилообразного напряженияподается на формирователь импульсов 6.Когда напряжение на входе формирователяимпульсов 6 меньше напряжения срабатывания, транзистор 39 закрыт и конденсатор 40 заряжается до амплитудного эначения, Когда напряжение на входе формирователя импульсов 6 превысит величину срабатывания, транзистор 39 откроется и конденсатор 40 разрядится через первичнуюобмотку импульсного трансформатора 42и переход эмиттер-коллектор транзистора39, благодаря этому выдается сигнал наподжиг тиристора 45.На вход формирователя импульсов 6 одновременно с сигналом генератора 4 пилообразного напряжения подается сигнал сизмерительного моста, эти сигналы суммируются на резисторе 41,В зависимости от величины и полярности сигнала рассогласования будет меняться амплитуда сигнала генератора 4 пилообразного напряжения, благодаря этомубудет меняться момент срабатывания фор-.мирователя импульсов 6 и выдача сигналана поджиг тиристоров 45, 43 и 44 а следовательно,напряжения и тока в обмотке подмагничиванпя 12,Аналогично работает канал управления.обмотки подмагничивания 1 3. Амплитудасигналов генератора 4 и 5 пилообразногонапряжения регулируется и устанавливается равной величине срабатывания формирователей 6 и 7, при этом осуществляетсяраздельное подмагничивание ярем трансформатора,Если амплитуда сигнала генератора пилообразного напряжения больше напряжениясрабатывания формирователя импульсовто будет осуществляться дифференциальноеподмагничивание ярем, а если меньше, тоувеличивается погрешность стабилизации,формула изобретения1. Устройство для управлении трансформаторами с магнитной коммутацией,1Составитель Ю, АндрееТехред О. Андрейко Редактор ель Заказ 4017/58 Тираж 956 ЦНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набПодпи филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная7 ф" .4содержащее измерителью,гй узел, выполненный на стабилитронах и резисторах и подключенный к исполнительному элементу, выполненному в виде дифференциального бесконтактного полупроводникового реле,5 выход которого через усилители мощности подсоединен к обмоткам управления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью унификации, исключения колебачий выходного напряжения, упрощения и повышения 1 О надежности, в исполнительный элемент введено два импульсных фазосдвигающих блока, состоящих из узла синхронизации генераторов пилообразного напряжения и формирователей импульсов, причем выход узла синхронизации подключен к параллельно согласно соединенным входам генераторов пилообразного напряжения, выходы которых подключены к последовательно встречно соединенныМ входам формирова телей импульсов, причем к этим же входам подключен выход измерительного моота с искусственной нулевой точкой, а вы 68ходы формирователей импульсов через управляемые выпрямители, выполненные натиристорах, управляющие электроды которых через защитные диоды и маломощныйтиристор соединенные с катодами указанных тиристоров, подключены к соответству.ющим обмоткам управления ярм трансфор-,матора.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью уменщения тока и потерь холостого хода трансформатора и повышения его КПД путемраздельного подмагничивания ярм трансформатора, во входные пепи формирователей импульсов введены регулируемыерезисторы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР298442, кл. В 23 К 9/00,2. Патент ГДР127701 (заявкав СССР1757673/25-27 с положительным решением) (прототип) .