Преобразователь переменногонапряжения

Свфз Советскня Соцналнстнческнк РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(Я)М, Кл,зН 02 М 5/40 С 05 Г 1/32 Государственный комитет СССР яо дедам изобретений н открытий(72) Автор нэобретення А. ф. Березовский Ярославский политехнический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯХЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности ко вторич ным источникам питания.Известен преббразователь переменного напряжения, содержащий магнитный усилитель (Му) с вольтодобавочным трансфораматором, первичная обмотка которого питается через ИУ 113.. Недостаток устройства состоит в том, что оно требует относительно ббльшого диапазона изменения напря" жения на вольтодобавочном трансформаторе, Этот диапазон должен быть не меньше, а с учетом изменения тока нагрузки дажебольше, чем диапазон изменения входного напряжения.Наиболев близким к предлагаемому является устройство, содержащее магнитный усилитель с обмотками подмагничивания и с двумя включенными параллельно рабочими обмотками, общая точка которых подключена к первой входной клемме, а свободные концы соединены с первыми выводами по переменному току соответствующих выпрямителей, вторив выводы по переменному току которых объединены и подключены ко второй входной клеьме, выводы выпрямителей по постоянному току через соответствующие конденсаторы подключены к соответствующим первичным обмоткамтрансформатора, два переменных резистора и вторичная обмотка трансформатора 12).Недостатком этого устройства является нестабильное напряжение навыходе.Цель изобретения - стабилизациявыходного напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном преобразователе переменного напряжения соответствующие обмотки подмагничивания через введенные переключающие блоки,состоящие иэ реле, обмотки которилподсоединены через контакт реле на"правления, подключены к управляю щим входам соответствующих переменных резисторов, причем одна нз обмл"ток реле направления подключена квходньве клеммам, а другая - к зажимам вторичной обмотки трансформатора, которая через введенный первыйрежимный переключатель зашунтированапропускающим фильтром третьей гармоники;.,при этом конденсаторы подключены к соответствующим первичньм 30 )обмоткам трансформатора через вне 813622ден ые второй и третий режимный переключатель соответственно,Кроме того, резисторы могут бытьвыполнены нелинейными.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Схема содержит магнитный усилитель 1, рабочие обмотки 2 и 3 магнитного усилителя, ныполненного с параллельными ветвями, точку 4 подсоединения рабочих обмоток магнитногоусилителя, входные клеммы 5 и 6,нольтодобавочный трансформатор 7 спервичными обмотками 8 и 9, однофаэные днухлолупериодные выпрямители 10,балластные резисторы 11 (могут бытьнелинейными), обмотки 12 управления 15магнитного усилителя (могут быть,ЬыЕвключены через рабочие обмотки промежуточного магнитного усилителя),вторичную обмотку 13 вольтодобавочного трансФорматора, обмотки 14 лод Омагничивания (лоложительной обратнойсвязи) магнитного усилителя, конденсаторы 15, подсоединенные черезрежимные переключатели 16; реле 17направления, блоки 18 для перекла- рчения полярности подсоединения обмоток 14 лодмагцичивания н зависимости от положения контакта реле 17направления (содержат промежуточныереле, обмотки которых включены черезконтакт реле 17 направления), конденсатор 19 и дроссель 20 для шунтирования вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора пропускающим фильтром третьей гармоники через дополнительный режимный лереключатель 21, выходной зажим 22 стабилизатора напряжения (второй выходной зажим является общим со нходом5)Устройство работает следующим образом.Выпрямители 10 выпрямляют цесину-.соидальные токи, проходящие н рабо"чих обмотках магнитного усилителя.Первичные обмотки 8 и 9 вольтодобавочцого трансформатора 7 включенытак, что происходит вычитание ампервитков, созданных постоянными и переменными составляющими эти выпрямленныхнесицусоидальных токов. Врезультате ца зажимах вторичной обмотки 13 вольтодобавочного трансформатора 7 появляется напряжение с нечетными гармониками. Когда рекимными переключателями 16 отключены коцденсаторы 15, то на зажимах вторичной обмотки 13 близки ло величине амплитуды первой и третьей гармоник. При этом, включив режимным переключателем 21 пропускающий Фильтриз конденсатора 19 ц дросселя 20, бОможно шуцтировать вторичную обмотку13 по третьей гармонике (или отвести третью гармонику для попутного .использования). Когда же конденсаторы 15 подсоединены режимными переключателями 16, причем постоянная 1 времени цепи: балластный резистор 11 (с параллельными оЬмотками 14) конденсатор 15, выбрана значительно больше периода напряжения сети, то не успевающий разрядиться конденсатор 15 лодзалирает вентили ныпрямимителя 10. При этом н один иэ полу- периодов, когда ампервитки рабочей обмотки и суммарные амлернитки подмагничивания вычитаются, ток в рабочей обмотке может совсем отсутствовать вследствие залирания вентилей ныпрямителя 10 напряжением на конденсаторе 15. Такие перерывы тока и рабочих обмотках магнитного усилителя создают повышение КПД.При обоих положениях режимных переключателей 16 перемена знака суммарных амлервитков подмагцоцчивания вызывает изменение на 180 Фазы первой гармоники (а также третьей). Условия управления магнитным усилителем 1 выбираются так, чтобы суммарные ампервитки лодмагничивация были равны нулю вблизи от средних значений и входного напряжения, и тока, нагрузки, подсоединенной к выходным зажимам 5 и 22 стабилизатора напряжения. Включение обмоток управления осуществляется так, чтобы лри увеличении входного напряжения выше среднего значения появляющаяся первая гармоника напряжения ца вторичной обмотке 13 вольтодобаночного трансформатора 7 вычиталась иэ нходного напряжения (была с ним приблизительно в противофазе), а при уменьшении входного напряжения ниже среднего значения добавлялась к нему (приблизительно совпадала по фазе) . За счет этого цеобходимыйдиапазон изменения напряжения нольтодобавочного трансформатора, а также токов в рабочих обмотках магнитного усилителя уменьшается приблизительно вдвое по сравнению с известным,в связи с чем уменьшаются средние по" терн мощности и стоимость устойства,Если магнитный усилитель 1 при необходимости работает с положительной обратной связью, т.е. имеет обмотки 14 подмагничивания, то лри перемене знака суммарных ампервитков подмагничивания требуется изменить полярность лодсоединенця обмоток 14 к резисторам 11, чтобы обратная связь оставалась положительной. Эту операцию производит реле 17 напранления с помощью переключающих блоков 18. Выбор положения режимных переключателей 16 производится иэ условий обеспечения; минимальных потерь мощности сдвига приблизительно на 0о или 180 между напряжением на втоОричцой обмотке 13 и направлением сети, что способствует уменьшению среддоних пбтерь мощности и стоимости устройства.,Когда резисторы 11 выполнены нелинейными, например, в виде последовательно соединенных линейного резистора и полупроводникового стабилизатора, то возможно изменять характеристику предлагаемого устройства на отдельных ее участках. Еслипри таких нелинейных резисторах 11подсоединены конденсаторы 15, топодзапирание вентилей у выпрямителей 10 возрастает более интенсивнопри малых токах в рабочих обмоткахмагнитного усилителя. Если подмагничивающие обмотки 14 подсоединенычерез переключающие блоки 18 параллельно полупроводниковым стабилитронам в составе нелинейных резисторов 11, то положительная обратнаясвязь оказывает заметное влияниелишь при малых токах в рабочих об-;мотках магнитного усилителя.При необходимости можно первичные обмотки 8 и 9,вольтодобавочного трансформатора 7 выполнить с не- .большой разницей витков или добавить маловитковую первичную обмотку (например, в рассечку провода,соединяющего общий зажим выпрямителей 10 и сетевой зажим 6),. Такиемероприятия, например могут создавать подмагничивание вольтодобавочного трансформатора, повьыающееего чувствительность вблизи нулевого значения суммарных ампервитковподмагничивания в магнитном усилителе, или изменять характеристикупредлагаемого устройства на отдельных ее участках. Формула изобретенияо1, Преобраэователь переменногонапряжения, содержащий магнитныйусилитель с обмотками подмагничивания и с двумя, включенными параллельно рабочими обмотками, общаяточка которых подключена к первойвходной клемме, а свободные концЫсоединены с первыми выводами по переменному току соответствующих выпрямителей, вторые выводы по переменному току которых объединеныи подключены ко второй входной клемме, выходы выпрямителей по посто 10 янному току через соответствующие конденсаторы подключены к соответствующим первичным обмбткам трансформатора, два переменных резистора и.вторичная обмотка трансформатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,1 э с целью стабилизации выходного напряжения, соответствующие обмоткиподмагничивания через введенныепереключающие блоки, состоящие изреле, обмотки которых подсоединены20 через контакт реле направления, подключены к управляющим входам соответствующих переменных резисторов,причем одна из обмоток реле направления подключена к входным клеммам2 а другая - к зажимам вторичной обмотки трансформатора, которая черезвведенный первый режимный переключатель зашунтирована пропускающим Фильтром третьей гармоники, при этом конденсаторы подключены к соответствую-,щим первичным обмоткам трансформатора череэ введенные второй и третий.режимный переключатель соответственно.2, Преобразователь по и, 1, о тЗ. л и ч а ю щ и й с я тем, что резисторы выполнены нелинейными.Источники информации,прияныте во внимание при экспертизе1. Ивахненко А.Г., Петина Н.В.Стабилизаторы напряжения с комбинированным управлением. ИздательствоАН УССР, К., 1958, 89, рнс. 30.2. Авторское свидетельство СССР461475, кл. Н 02 М 5/16, 1975.ныаеваКо екто И+ Шарош снов к илиад ППП ДатентгУжгород, ул. Проектная апп рпатент зак, ЗБОЗ90 НИИПИ Госу ао делам 13035 ИосТираж 73 О Подарственного комитета СССРизобретений и открытийва 5-35 Ра окая наб. д.