Регулятор переменного напряжения

ОП ИСАНИ ЕИЗОВЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ниСоциалистическииРеспублик 11 935897 13 Ъеударетееииый комитет СССР да делан изобретений и открытий,Челябинский политехнический институт им о комс ола(54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано при разработке преобразователей с трансформаторами или реакторами с магнитопроводами из ферромагнетиков, например, тиристорно-трансформаторных регуляторовнапряжения, автономных инверторов с выходными трансформаторами и выпрямителей с уравнительными реакторами,1 О, Известны регуляторы переменного напряжения (преобразователи) содержащиетрансформатор с разветвленным магнитопроводом тиристорный коммутатор силовойй обмотки трансформатора, датчики,15выход которых подключен ко входу блокауправления, и автоматической коррекциейвеличины тока намагничивания обмотки,за счет чего осуществляется последующая коррекция положения петли гистерезиса магнитопровода 111 И 23.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий транс-,форматор с разветвепенным магнитопроводом, одна силовая обмотка которого через тиристорный коммутатор, а другаяобмотка непосредственно соединена совходными и выходными выводами, соот-ветственно, блок управления и автоматической коррекции тока намагничивания силовых обмоток, корректирующие входы которых связаны с измерительными обмотками соответствующих датчиков производной магнитного потока 31,Недостатком известного устройстваявляется сложность выполнения из-за необходимости иметь блок синхронизации фазы детектирования, связанный с силовойчастью устройства,Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель . достигается тем,что регулятор снабжен двумя нелинейными преобразователями, выходы которыхсоединены соответственно с корректируюшими входами блока управления и авто.матической коррекции тока намагничивания, а их входы через фильтры низших3 9358частот - с измерительными обмоткамисоответствующих датчиков производноймагнитного потока,При этом нелинейные преобразователиимеют монотонные, симметричные относительно начала координат, выпуклые иливогнутые в одном из квадрантов характеристики, что позволяет получить на выходе нелинейных преобраэомтелей сигналы,постоянная составляющая которых отражает направление и степень смешения положения петли гистерезиса магнитолровода, т.е, направление и степень его насыщения,На фиг. 1, приведена функциональнаясхема регулятора. переменного напряжения; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора.Схема содержит: трансформатор с разветвленным мегнитолроводом 1, первичная и вторичная силовые обмотки трансформатора 2, 3 - тиристорный коммутатор (симисторные ключи), 4 - блок управления и автоматической коррекции тока намагничивания, 5 и 6 - корректируюшие и управляющие входы блока 4, соответственно, 7 - датчики производной магнитного потока, 8 - измерительные обмотки датчиков 7 9 - фильтры низших) 30частот, 10 - нелинейные преобразователи,Временные диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора при перемагничивании ло симметричному и несимметрич-ному циклам петли гистереэиса, приведены соответственно, на фиг. 2 и фиг, 3,3где: а - кривые. напряжения питающей сети; б - кривая напряжения на силовойпервичной обмотке, 2; в - кривая напряжения на измерительной обмотке 8; гкривая напряжения на выходе фильтра низкоших частот 9; д, е - кривая напряженияна выходе нелинейного преобразователяпри вогнутой и выпуклой в первом квадрате его характеристики, соответственноПринцип работы устройства заключает 45ся в следующем,По корректирующим входам 5 блока 4осуществляется коррекция несимметриивключающих импульсов симисторных кшочей 3 и,фсоответственно, положение петель гистерезиса, а по его управляющимвходам 6 осуществляется управление заданием величины напряжения на выходерегулятора,Нелинейные преобразователи 10 имеют монотонные (производная однозначна),симметричные относительно начала координат (т,е. 1 (-х)=-(х), где Ъ и х - соот 97 4ветственно, выходные и входные сигналы преобразователей), выпуклые (вторая производная отрицательна) или вогнутые (вторая производная положительна) в одном квадранте характеристики (на фиг. 1 сплошной линией показана вогнутая в первом квадранте, а штриховой - выпуклая в первом квадранте характеристика),Через магнитопровод датчика 7 проходит незначительная часть магнитного потока трансформатора 1, так как магнитное сопротивление участка магнитопровода трансформатора 1, к которому приставлен датчик 7, невелико а магнит ное сопротивление двух воздушных зазоров между магнитолроводами трансформатора 1 и датчика 7 значительное, При насыщении контролируемого участка магнитопровода трансформатора 1 его магнитное сопротивление возрастает и доля магнитного потока, ответвляюшегося в магнитопровод 7, резко возрастает. ЭДС измерительной обмотки 8 пропорциона льна производной ответвляюшегося потока. С измерительной обмотки 8 снимается сигнал напряжения, примерно пропорциональный производной напряженности контролируемого участка магнитопровода, а с выхода фильтра низших частот 9, который на высоких частотах ведет себя как интегратор, снимается сигнал напряжения (фиг. 2, 3 г), примерно пропорциональный напряженности контролируемого участка магнитолровода, При этом принципиально важно то, что при любых режимах в налряжениях как измерительной обмотки 8 (фиг, 2, 3 в), так и выхода фильтра 9 (фиг, 2, 3 г) отсутствует постоянная составляющая, что не позволяет непосредственно использовать эти напряжения для формирования корректирующего воздействия на блок 4 с цепью коррекции положения петли гистерезиса.При включении нелинейного преобразомтеля 10 между выходом фильтра 9 и корректирующим входом 5 блока 4 на выходе этого нелинейного преобразователя формируется напряжение (фиг. 2, 3, д, е), в котором появляется постоянная составляющая только при смешении положения петли гистереэиса контролируемого участка.При использовании нелинейного преобразователя 10 с вогнутой в первом квадранте характеристикой (сплошная кримя) большие значения напряжения на входе еше сильнее преобладают на выходе нелинейного преобразователя, В итоге, после нелинейного преобразования напряжения(фиг. 3 г) без постоянной составляющейполучается напряжение (фиг, 3 д) с попожительной постоянной составляющей.При использовании нелинейного преобразователя 10 с выпуклой в первом квад- зранте характеристикой (штриховая пиния)большие значения напряжения на входесильнее ослабляются на выходе,чем меньшие, В итоге после нелинейного преобразования напряжения (фиг. 3 г) без постоянной составляющей получается напряжение (фиг. 3 е) с отрицательной постоянной составляющей.При перемагничивании контролируемого участка магнитопровода трансформатора 1 по симметричному циклу петли гистерезиса все напряжения (фиг, 2, в -. фиг. 2 е), имеют форму, симметричнуюотносительно оси абсцисс, поэтому вовсех напряжениях отсутствует постоянная 20составляющая,Постоянные составляющие напряженияс выходов нелинейных преобразователей10 поступают на корректирующие входы5 блока 4, который изменяет симметрию 23включающих импульсов симисторных ключей 3 до тех пор, пока эти постоянныесоставляющие не устранятся, т.е. пока необеспечится перемагничивание каждогоиз контролируемых участков разветвленного магии топровода трансформатора 1по симметричным не смещенным циклам.Таким образом, введение контрнесимметрии путем включения в цепь управцения тиристорным коммутатором 3 (симисторными ключами) нелинейных преобразователей 10 позволяет в основном устранить возможность насыщения магнитопровода трансформатора как при несимметрии включающих импульсов тиристорного коммутатора, так и при нелинейнос,ти нагрузки,897 6Формула изобретения1, Регулятор переменного напряжения,содержащий трансформатор с разветвленным магнитопроводом, одна силовая обмотка которого, через тиристорный коммутатор, а другая обмотка непосредственносоединены со входными и выходными выводами, соответственно, блок управленияи автоматической коррекции тока намагничивания силовых обмоток, корректирующие входы которого связаны с измерительными обмотками соответствующихдатчиков производной магнитного потока,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, он снабжен двумя нелинейными преобразователями, выходы которых соединены соответственно с корректирующими входами блока управления иавтоматической коррекции тока намагничивания, а их входы через фильтры низшихчастот - с измерительными обмотками соответствующих датчиков производной магнитного потока.2, Устройство по п. 1, о т личаю ш е е с я тем, что нелинейные преобразователи имеют монотонные, симметрич-ные,относительно начала координат, выпуклые или вогнутые в одном из квадрантов, характеристики,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР позаявке % 2306275/07,кл. Н 02 Р 13/16, 1972,2. Патент США % 3697855,кл. Н 02 М 7/42, 1973,3. Лохов С. П. и др. Методы управления тиристорными ключами на.первичной стороне многофазного трансформатора в регуляторах переменного напряжения. -В ки. Современные задачи преобразовательной техники, ч. 2, Киев, 1975.Составитепь Д, ФуфлыгинРедактор С, Запесочный Техред Ж,Кастепевич Корректор Н. Стец акю 420 дписное ного коминий и откр Раушска