Устройство для регулирования переменного напряжения

(21) (22) (46) (72) (71) 353669 11. 01.23,03. А.И.Ма сковск хничес 9/24-083 4. Бюл. В 11кевич и А.А.Иванй филиал Ленингрого института им адск .М,И олит алини ельство СССР10, 1977.льство СССР22, 1980.льство СССР18, 1982. 21. 316. 722/088. 8) .Авторское свидет 42, кл. Н 02 М 5/ Авторское свидете 83, кл. С 05 Р 1/ Авторское свидете 60, кл. Н 02 3 3/(54)(57) УСТРО НИЯ ПЕРЕМЕННОГО жащее трансформ ная обмотка кот гональ первого ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНАПРЯЖЕНИЯ, содератор, первичная основорого включена в диамоста на управляемых 05 Р 1/24//Н 02 1 3/18 двунаправленных вентилях, разомкнутые концы другой диагонали которогочерез соответствующие тиристоры иосновные конденсаторы подключены квходным вывоДам, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширениядиапазона регулирования и улучшенияформы кривой выходного напряжения,оно снабжено вторым мостом на однонаправленных управляемых вентиляхи двумя вспомогательными конденсаторами, а трансформатор - дополнительной обмоткой, соединенной с входными выводаии через второй мост, между выходами одной из диагоналейкоторого и общей точкой соединенияодного из выводов дополнительнойобмотки и соответствующего входного вывода включены вспомогательныеконденсаторы.Изобретение относится к электротехнике в частности преобраэователной технике, и может быть использовано в источниках электропитания.Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с основной и дополнительной обмотками, одна из которых подключена непосредственно, а другая - через управляемые венти д ли 11.1Недостатком данного устройства является искажение Формы кривой выходного напряжения при больших углах открывания управляемых вентилей,Известно также устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее два трансформатора, пер" вичные и вторичные обмотки которых соединены согласно-последовательно, а общая точка соединения первичных обмоток через соответствующие тиристорные ключи соединена с каждым входным выводом устройства 2 .Недостатками этого устройства являются большие габариты и искажение формы кривой выходного напряжения при больших углах открывания тиристорных ключей.Наиболее близким по технической З сущности к,предлагаемому является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансФорматор, первичная основная обмотка которого включена в диагональ первого моста на управляемых двунаправленных вентилях, разомкнутые концы другой диагонали которого через соответствующие тиристорыи основные конденсаторы подключены к входным выво О дам 31 .Однако известное устройство имеет недостаточный диапазон регулирования выходного напряжения.Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и улуч шение Формы кривой выходного напряжения. Поставленная цель достигается . тем, что устройство для регулирова йия переменного напряжения, содержащее трансформатор, первичная основная обмотка которого включена. в.диагональ первого моста на управляемых двунаправленных вентилях, разомкну тые концы другой диагонали которого через соответствующие тиристоры и основные конденсаторы подключены к входным выводам, дополнительно снабжено вторым мостом на однонаправленных управляемых вентилях и двумя вспомогательными конденсаторами, а трансформатор - дополнительной обмоткой, соединенной с входными выводами через второй мост, между выходами одной иэ диагоналей которого и общей точкой соединения одного из выводов дополнительной обмотки и соответствующего входного вывода включены вспомогательные конденсаторы.На Фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для регулирования переменного напряжения; нафиг. 2 - временные диаграммы напряжения питающей сети и токов первичнойосновной и дополнительной обмотоктрансформатора с различной начальнойФазойУстройство содержит основныеконденсаторы 1 и 2, тиристоры 3 и 4,первый мост на управляемых вентилях 5 т 12, трансформатор 13, первичная основная обмотка 14 которого включена в диагональ первого моста, разомкнутые концы другой диагонали которого через соответствующие тиристоры 3(4) и основные конденсаторы 1(2) подключены к входным выводам устройства, дополнительную 15 и вторичную 16 обмотки трансформатора, вспомогательные конденсаторы 17 и 18, второй мост на управляемых вентилях 19-22.При этом дополнительная обмотка 15 трансформатора 14 соединена через второй мост на управляемых вентилях 19-22 со входными выводами, а вспомогательные конденсаторы 17. и 18 включены между выходами одной из диагоналей второго моста и общей точкой соединения одного из выводов дополнительной обмотки 15 и соответствующего входного вывода устройства..Индуктивность первичной основной обмотки 14, входящей в разрядную цепь основных конденсаторов 1 и 2, и емкости этих конденсаторов, а также индуктивность первичной дополнительной обмотки 15, входящей в разрядную цепь вспомогательных конденсаторов 17 и 18, и емкости этих конденсаторов выбраны так, что разряд носит колебательный характер ичастота токов,. протекающих соответ1081628 3ственно по первичным основной и дополнительным обмоткам, равна частоте сети, а сдвиг фаз между токами этих обмоток может меняться автоматически от 0 до 90 и от 180 до 2700 0 с помощью блока управления вентилями в зависимости от уровня вьмодного напряжения.Устройство работает следующим образом. 10В положительный полупериод напряжения сети (фиг.2 а) в момент Со открываются тиристоры 3 и 19, и с этого момента до момента С 1 заряжаются конденсаторы 1 и 17 до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, указанной на фиг, 1. В момент Г. проецесс заряда конденсаторов 1 и 17 прекращается и тиристоры 3 и 19 закрываются, В дальнейшем заряженный основной конденсатор 1 разряжается на первичную основную обмотку 14 трансформатора 13 при открывании вентилей 5 и 6, а заряженный вспомогательный конденсатор 17 - на первичную дополнительную обмотку 15 трансформатора 13 при открывании вентиля 21, При этом по первичным обмоткам 14 и 15 протекают положительные полуволны тока (фиг. 2 б,в). Меняя момент открывания вентиля 21 в диапазоне от момента с 1 до момента 2 (фиг.26), а момент открывания вентилей 5 и 6 оставляя постоянным, равным с, (фиг.2,а );35 можно менять начальную фазу положительной полуволны тока первичной дополнительной обмотки 15 относитель- но фазы положительной полуволны тока первичной основной обмотки 14 от (= 0 до ( = 90 (фиг,26,1). По окончании. положительных полуволн тока в обмотках вентили 5, 6 и 21 закрываются, и в то же время открываются вентили 7", 8 и 22 и аналогичным образом в обмотках формируются отрицательные полуволны тока (фиг.23, ) от разряда конденсаторов 2 и 18, заряжаемых с момента с до момента(фиг.2,ц) через тиристоры соответственно 4 и 20 до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, указанной на фиг. 1. аЕсли вместо вентилей 5, 6 и 7,8 во время разряда основных конденсаторов 1 и 2 открывать соответственно вентили 9, 10 и 11, 12, то направление тока в первичной основной обмотке 14 трансформатора изменяется на противоположное (фиг. 2, ), тогда при тех же углах управления вентилями 21 и 22 начальная фаза тока дополнительной обмотки 15 может меняться.относительно фазы тока основной обмотки 14 от ( = 180 до ( = 270 (фиг. 2 еиФ). Изменение начальной фазы переменного тока в первичной дополнительной обмотке 15 приводит к изменению фазы магнитного потока, создаваемого током этой обмотки в магнитопроводе трансформатора, что в свою очередь приводит к изменению результирующего магнитного потока, создаваемого токами обеих первичных обмоток. Изменение результирующего магнитного потока приводит к изменению ЭДС наводимой во вторичной обмотке 16 трансформатора, а соответстверчо и выходного напряжения.1 Если мощности всех конденсаторов одинаковы, а число витков первичной основной обмотки 14 равняется числу витков первичной дополнительной обмотки 15, то при изменении начальной фазы тока в первичной дополнительной обмотке 14 от ( = 0 до= 90 , выходное напряжение может изменяться плавно от 2 Он доО,О, где 0 - номинальное напряжение, а при изменении начальной фазы от= 180 1до= 270 ф выходное напряжение может изменяться от 0 до Оио, что приводит к существенному расширению диапазона регулирования выходного напряжения. При этом форма выходного напряжения близка к синусоидальной во всем диапазоне регулирования.При этом по отношению к питающей сети само устройство является емкостной нагрузкой, а следовательно, и может передавать в сеть реактивную мощность, что улучшает его энергетические показатели.1081628 Составитель Д.Фуфлыгиндактор Н.Лазаренко Техред М,Гергель Корректор Г.Решетник Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 аказ 1551/44 ,Тираж 8 ВНИИПИ Госудраственног по делам изобретении 113035, Москва, Ж, 2 Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5