Высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 928324 СфВоз СоветскикСоциалистическиеРеспубликда дедки кзаеретенкйй н открытийОпубликовано 15.05:82. Бюллетень 18Дата опубликования описания 15.05,82( БЬ ) ВЫСОКОВОЛЬТИЬА СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА Изобретение относится к систе- мам регулирования электрических величин, в частности к стабилизаторам напряжения, и может быть использовано в высоковольтных стабилизированных источниках питания различных устройств, например, электроннолучевых установок.Известен высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа, содержащий подключенный последовательно нагрузке регулирующий элемент, усилитель, измерительный элемент, включающий схему сравнения, ис" точник опорного напряжения и подключенный параллельно нагрузке делитель,напряжения Г 11.Недостатком этого стабилизатора является отсутствие в нем защиты от перегрузок по току, возникающих в ре- в зультате коротких замыканий и пробоев в нагрузке, что может привести к выходу из строя как источника входного напряжения, регулирующего элемента, так и нагрузки, Кроме того, в результате воздействия перегрузок по току, проявляющихся в резком увеличении тока на нагрузке, например в электронной пушке сварочной установки, нарушается ее технологический режим, следствием чего является воз никновение брака свариваемых изделий.Известен также высоковольтный ста-. билизатор напряжения электроннолучевой сварочной установки, содержащий подключенный последовательно нагрузке регулирующий элемент, усилитель, измерительный элемент, включающий схему сравнения, источник опор ного напряжения, подключенный параллельно нагрузке делитель напряжения и устройство защиты от перегрузок по току, включающее автомат повторного включения с датчиком тока. В данном стабилизаторе обеспечивается защита от перегрузок по току за 1 счет автоматического выключения стабилизатора и нагрузки при возникно 3 чвеник пробоев и коротких замыканийв нагрузке 1 ,Недостатком такого стабилизатораявляется неполная временная тоцностьавтоматического повторного включениястабилизатора после прекращения пробоев и коротких замыканий в нагрузке, по Мере восстановления ее электропрочности, так как повторное включение этого стабилизатора происходит,через определенное время, устанавливаемое оператором опытным путем,в;результате чего стабилизатор может;быть включен как ранее времени пол-ного восстановления электропрочностинагрузки (тогда автомат повторйо от"клюцает стабилизатор на заданноевремя), так и позднее этого времени,что приводит к непроизводительнымвременным затратам, Кроме того, данный стабилизатор характеризуется также кратковременным воздействием перегрузок по току на нагрузку, так какавтомат повторного включения срабатывает при токе, намного превышающемего наминальное значение, в результате этого могут выйти иэ строя элементы стабилизатора, источник входного напряжения, нагрузка, напримерэлектронная пушка в случае использования стабилизатора в системе питания электроннолучевой сварочной установки. 3 результате даже кратковременноо воздействия перегрузок по току на нагрузку может также возникнуть брак свариваемых деталей.Цель изобретения - повышение временной точности автоматического повторного включения стабилизатора пос"ле устранения перегрузок по току.Поставленная цель, достигается тем,что в стабилизаторе напряжения компенсационного типа, содержащем включенный последовательно в одну из силовыхшин регулирующий элемент, вход которого через усилитель соединен сосхемой сравнения, подключенной одним из входов к истоцнику опорногонапряжения, в другим - к резистивному делителю напряжения, включенному параллельно выходнвм вцводам, иблок защиты от перегрузок по току,последний выполнен в виде включенного. последовательно в другую силовуюшину пролетного пентода с узлом управления регулируемых источниковсмещения и питания и датчика напряжения, причем коллектор пентода соединен с одним из выходов регулирующе 2832114 5 0 15 26 25 ЗВ 35 45 50 го элемента и входным выводом стабилизатора, выход датчика напряжения,подключенного параллельно пентоду,соединен с одним из входов узла управления, другой вход которого подключен к выходу упомянутогоо делителя напряжения, выходы регулируемо-го источника смещения и узла управления подключены соответственно .куправляющей сетке и первому анодУпентода, соединенному через резистор с выходом регулируемого истоцника питания.На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного стабилизатора напряжения компенсационноготипа.Стабилизатор содержит регулирующийэлемент 1, один вход которого соединенс входным выводом стабилизатора, адругой вход - с усилителем 2, соединенным с измерительным элементом3, включающим схему сравнения ч,источник опорного напряжения 5 и делитель напряжения 6, подключенный параллельно нагрузке 7, блок защиты 8,содержащий пролетный пентод 9, регулируемый источник питания 10, резистор11, узел управления пролетным пентодом 12, регулируемый источник смещения 13, датчик напряжения 11, приртом коллектор пентода 9 соединен свыходом регулирующего элемента 1 ивторым входным выводом стабилизатора 1 первый анод пентода 9 соединенс регулируемым источником питания 10Учерез резистор 11 и с одним из выхо-дов узла управления пролетным пентодом 12, другой выход которого соединен с катодом пентода 9, соединенным через регулируемый истоцник смещения 12 с управляющей сеткой пентода 9, между коллектором икатодом которого подключен датчикнапряжения 11, выход которого соединен с одним из входов узла управления пентодом 12, другой вход которогосоединен со средней точкой делителя напряжения измерительного элемента б,В рабочем режиме,при отсутствииспробоев и коротких замыканий устройство работает следующим образом.На схему сравнения 1 подается,поделенное делителем б, выходноенапряжение, которое сравниваетсяс напряжением источника опорногонапряжения 5, затем усиливаетсяусилителем 2 и подается на регули;6ствия пробоев и коро 1 ких замыканийувеличивается напряжение как на нагрузке 7, так и на делителе 6, Возрастающий по напряжению сигнал сделителя 6 подается на узел управления 12, - уменьшая его проводимость,Это приводит к увеличению напряже-,ния на первом аноде пентода 9, приэтом напряжение, подаваемое черезрезистор 11 с регулируемого истоцка питания ТО, Сохраняется неизменным. В результате увеличения напряжения на первом аноде, пентод 9отпирается, а ток и напряжение нанагрузке 7 возрастают до номинальных значений. Одновременно с отпиранием пентода 9 изменяется сигнал рассогласования на выходе схемысравнения 1, что приводит к увеличению напряжения на регулирующемэлементе 1. Увеличение напряженияна регулирующем элементе 1 приводит к выходу стабилизатора в рабочий номинальный режи и сВ начина-.ет работать как известный стабилизатор компенсационного типа,Таким образом, восстановлейие номинального режима работы стабилизатора после прекращения действия про-,боев и коротких замыканий происходитпо мере восстановления электропрочнодти нагрузки за счет действия положительной обратной связи по напряжению, при этом исключаются непроизводительные потери времени на пере.ходной процесс, Кроме того, такоесхемное рещение высоковольтногостабилизатора позволяет значительно снизить величину перегрузки потоку и тем самым исключает их отри-;цательное воздействие на регулирующий элемент стабилизатора, источник входного напряжения и нагрузку.Снижение перегрузок по току позволяет также снизить технологическиехарактеристики установок, в источниках которых используется предлагаемый стабилизатор, например,электроннолучевых сварочных установок иза счет этого снизить на 30-50 Вбрак свариваемых изделий. 40 Формула изобретения Высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа, содержащий включенный последовательно в одну из силовых шин регулиру 5 92832рующий элемент 1. Регулирующий элемент стабилизирует выходное напряжение до 10 за 15 мин. В этот пери"од напряжение на первом аноде, задаваемое регулируемым источником питания 10, и напряжение на управляющейсетке пролетного пентода 9, задаваемое регулируемым источником смещения 13, устанавливается такими повеличине, чтобы обеспечить минимальное напряжение на пентоде 9 при протекании через него и нагрузку 7 номинального тока. При пробоях и коротких замыканиях в нагрузке 7 выходное напряжение стабилизатора сказывается приложенным к промежутку коллектор-катод пролетного пентода 9 , блока защиты 8. При увеличении напряжения в промежутке коллектор- катод ток коллектора пентода 9 практи очески не изменяется, цто обусловлено высоким динамическим сопротивле 1 йнием пентода 9, в связи с цем ток нанагрузке 7 в этот период не возрастает. При увеличении напряжения в 25промежутке коллектор - катод пролетного пентода 9, пропорционально емувозрастает напряжение на датчикенапряжения 11, в результате чего наего выходе появляется управляющий ЗОсигнал который отпирает узел управ 7ления пролетным пентодом 12. Отпирание узла управления сопровождаетсяОувеличением его проводимости, в результате чего снижается напряжениена первом аноде пролетного пентода9 за счет падения напряжения на резисторе 11, вследствие чего пролетный пентод 9 начинает запираться до определенного, устанавливаежого узлом управления 12, значения тока. При запирании пентода 9, ток и напряжение на нагрузке. 7 и делителе напряжения 6 уменьшаются, вследствие чего напряжение регулирующего 45элемента 1 также уменьшается за счет изменения разности напряжений на дели-елэ 7 и ;сточнике опорного напряжения 5, подаваемой н 4 вход схемы сравненияизмерителЬ- ного элемента 3. Уменьшение напряжения регулирующего элемента 1 в период переходного процесса, характеризующегося наличием в нагрузке пробоев и коротких замыканий, рав 55 ноценно отключению стабилизатора, По мере восстановления электропроцности нагрузки и увелицения ее сопротивления после прекращения дей-ющий элемент, вход которого черезусилитель соединен со схемой сравнения, подключенной одним из входов к источнику опорного напряжения, а другим - к резистивному делителю напряжения, включенному параллельно. выходным выводам, и блокзащиты от перегрузок по току, о тл и ч а ю щ и й с,я тем, что с целью повышения временной точностиавтоматического повторного включенияпосле устранения перегрузок по току,блок защиты выполнен в виде включенного последовательно в другую силовую шину пролетного пентода с узлрм управления, регулируемых источников смещения и питания и датчика напряжения, причем коллектор пентода соединен с одним из выходов регулирующего элемента и входным вы 9283248водом стабилизатора, выход датчиканапряжения, подключенного параллельно пентоду, соединен с одним из входов узла управления, другой вход которого подключен к выходу упомянутогоделителя напряжения, выходы регулируемого источника смещения и узла управления подключены соответстенно куправляющей сетке и к первому аноду10 пентода, соединенному через резисторс выходом регулифчемого источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 з 1. Векслер Г. С,. Электропитаниеспецаппаратуры. Киев, "Высшая школа",1979, с. 199,.2. Чвертко А,И. и др. Оборудованйе для электроннолучевой сварки,