Стабилизатор постоянного тока

,7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т ядернь 8) апй рег ьвоп Ыф ЕЕЕ Тгапвпсе, чо 1 . р, 1238.е 1 есггоппе 1, МБСГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56)Р, Р, Сд 1 уо, Оевдшапсе азресгв оГ а ргессиггепг рояег вирр 1 у. 1асгюпв оп Нис 1 еаг Бсде08-22, У 3, Липе 1975,Роиег вирр 1 у аког гдешарпесс ехггасГоп сна2/259, Сепеча, 5,3.1970(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания. Цель изобретения - повышение надежности и технологичности стабилизатора постоянного тока при работе возле близко расположенных физических установок. Сигнал с выхода датчика 1 токапос" тупает на один вход измерительноусилительного блока 4, на другой вход которого поступает опорный сигнал с источника 2, На выходе блока 4 появляется напряжение 1)ассогласования, величина и знак которогозависят от величины и знака отклоненияЯ1259232 тока, Напряжение рассогласованияизменяет фазу управляющих импульсовблока 5 управления, Соответственноизменяется угол отпирания тиристоров7-15, что приводит к изменению токаи напряжения выпрямителей 9-21 исуммарного тока в нагрузке 26. Существенным для достижения поставленнойцели является выполнение блока 5 с Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока,Цель изобретения - повышение надежности и технологичности стабилизатора тока при работе возле близкорасположенных физических установок.На фиг, 1 показана схема стабилизатора тока; на фиг2 - схема преобразователя числа фаз.Стабилизатор тока содержит датчик 1, управляемый источник 2 опорного сигнала, блок 3 управления, иэмерительно-усилительный блок 4,блок 5 импульсно-фазового управления,преобразователь 6 числа фаз, управляемые ключи 7-15, трехфаэные силовые трансформаторы 16-18, трехфазные двухполупериодные выпрямители 1921, реакторы 22-24, фильтр 25 и нагрузку 26 стабилизатора. На схемевыделены съемные силовые модули 2729, каждый иэ которых содержит силовой трансформатор и трехфазный двухполупериодный выпрямитель (соответственно блоки 16 и 19, 17 и 20, 18и 21), а также показана схема одногоиз управляемых ключей, который содержит два тиристора, Позицией 30обозначены выходы синхронизирующихнапряжений блока 6.Стабилизатор работает следующимобразом.Сигнал, пропорциональный силе тока, с выхода датчика 1 тока поступает На один из входов иэмерительноусилительного блока 4, На другой входблока 4 поступает опорный сигнал свыхода управляемого источника 2 опорного сигнала, Значение опорного сигнала задается блоком 3 управления, с вы 6 М каналами, обеспечивающее 6 И- пульсный режим выпрямления, Это позволяет разукрупнить силовой модуль стабилизатора, а узлы, содержащие элеМенты с пониженной стойкостью к радиации, компоновать в съемные однотипные модули, чем создаются удобства для замены вышедших иэ строя узлов, 1 з,п. ф-лы, 2 ил.хода которого соответствующий сигналпоступает на управляющий вход источника2, При отклонении величины тока внагрузке от заданного значения на вы 5ходе измерительно-усилительного блока 4 появляется напряжение рассогласования, величина и знак которогозависят соответственно от величиныи знака отклонения тока, Под действием напряжения рассогласования,поступающего на вход блока 5 импульсно-фазового управления, изменяетсяфаза управляющих импульсов, вырабатываемых каналами блока 5, Соответ.ственно изменяется угол отпираниятиристоров в управляемых ключах 7-15,что приводит к изменению выпрямленного напряжения и тока каждого иэ выпря 20мителей 19-2 и естественно сумФ Фмарного тока в нагрузке 26. Ток в нагрузке изменяется до тех пор, покавеличина его отклонения от заданногозначения не уменьшится до пренебрежимо малого значения, равного величине статической ошибки стабилизатора,Преобразователь 6 числа фаз обеспечивает получение М систем трехфазных напряжений, при этом сдвиг фаэмежду соответствующими векторами на 30пряжений соседних систем составляет7/ЗИ. При совместной работе всех Ыдвухполупериодных выпрямителей, входящих в состав стабилизатора, обеспечивается 6 И-пульсный режим выпрям 35 ленияРеакторы 22-24 служат дляуменьшения уравнительных токов междупараллельно работающими силовыми модулями 27-29. Фильтр 25 обеспечивает уменьшение переменной софо ставляющей тока в нагруэке, 3 1259Преобразователь 6 числа фаз может быть выполнен на базе известногои широко используемого промышленного оборудования, например трехфазныхфазорегуляторов типа ФР 072/4, (И)подобных фазорегуляторов включаютсяпараллельно по первичной стороне, аих выходы подсоединяются к соответствующим выводам преобразователя б,После установки в соответствующееположение роторов фазорегуляторовполучают требуемые И систем трехфазных напряжений (с учетом силовойсети);Преобразователь числа фаз по и. 2формулы работает следующим образом.На входные выводы А, В, С преобразователя числа фаз на трансформаторе 31 (фиг. 2) поступают фазныенапряжения Ер, Е и Е , которые приложены к первичным обмоткам 32-34,а также подводятся к выходным выводамА В и С, . Таким образом, на указанных выходных выводах имеется первая система трехфазных напряжений,которая не отличается от поступающейна входные выводы. Обозначим фазныенапряжения на выводах А В, и С,соответственно Г Е 81 и сНа выходных выводах А, В и С с 30вторичных обмоток 35-37 имеется вторая система трехфазных напряжений,при этом сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений первой ивторой систем составляет /7/ЗИ, Обоз 35начим фазные напряжения второй системы соответственно 12, Е 2 и ЕС 2, Напряжение Ер является векторной суммойдвух напряжений:1 напряжения на перчвом отводе (а,) П, и напряжения на40первой вторичной обмотке 37 фазы СбБ, т,е,Ерр = 11 п +-16 ргде Цло = РяЧш/п е Пфб - Ес 1 Б /и ,45Ир - число витков секции первичной обмотки, включенной между первымотводом (а) и общим выводом этойобмотки;Юп - полное число витков первич 50ной обмотки;И, - число витков первой вторичной обмотки,Подставив значения Уш и дБ,получим3.55Ер -(р 1"1 ш +с 11 )/10Кроме того, укажем еще два условия: 1/Гр и Й,р равны по амплитуде,232 4векторы Ер и Е,91 сдвинуты один относительно другого на угол Х/ЗИ.Из последнего соотношения и с учетомуказанных условий легко найти М, иМд,На выходных выводах Ар, Вн и Симеется И-я система трехфазных напряжении Ер, 1 и Е, сдвиг фазмежду соответствующими вектораминапряжений этой системы относительнопервой составляет (И) 5 /ЗИ,фазное напряжение равноРФ (Ер 11 кл +Е Икб ) /ЧпПри этом 1/Гдр и Ер равны по амплитуде, векторы Ед и 7 р сдвинуты одинотносительно другого на угол(И)7/ЗИ, откуда легко определить И, и ИБ, где Яка - число витков секции первичной обмотки, включенной между к-м отводом и общим выводом этой обмотки Чб - число витков к-й вторичной обмотки,Заметим, что первые вторичныеобмотки 35-37 имеют одинаковое числовитков, равное ЪцБ , К-е вторичныеобмотки 38-40 имеют одинаковое число витков ЯБ , секции каждой из первичных обмоток 32-34, включенные между общим выводом и первым отводом,имеют одинаковое число витков Яц ,соответственно, секции этих обмоток,включенные между общим выводом иК-м отводом, имеют одинаковое числовитков Мп,У. Введение в стабилизатор тока И силовых трансформаторов, Итрехфазных двухполупериодных выпрямителей, Иреакторов, 3(И) управляемых ключей и преобразователя числафаз с ЗИ выходными выводами выгодноотличает предложенное техническоерешение от известного, так как позволяет "разукрупнить" силовой модульстабилизатора,. размещаемый вблизифизической установки в зоне радиациии целиком эвакуируемый (в известномустройстве) из этой зоны в случаевыхода из строя какого-либо его элемента или узла, Предложенное техническое решение позволяет при размещении силового оборудования стабилизатора тока вблизи физической установки реализовать следующие принципы:узлы, содержащие элементы с пониженной стойкостью к радиации, компонуются в съемные однотипные модули относительно небольшой установочной мощ5 12592ности; прочие узлы, обладающие высокой стойкостью к радиации, компонуются так, чтобы создать максимумудобств для эвакуации указанных сьемных модулей.Предложенная структура стабилизатора тока обеспечивает повышение надежности, которое достигается главным образом путем уменьшения временипростоя на отказ (при выходе иэ строяполупроводниковых диодов), что обусловлено применением быстроразъемныхэлектрических соединений выводов модулей, так как вследствие относительно небольшой установочной мощности,модулей применение таких соединенийдопустимо без снижения их надежности; использование готовых элементови узлов, апробированных в силовыхпреобразовательных агрегатах широкого применения, так как в отличие отизвестного устройства силовое оборудование, размещенное вблизи физической установки, не содержит узкоспециальных узлов; повышение технологичности, которое достигается главным образом путем исключения сложного силового трансформатора с двумякомплектами вторичных обмоток сбольшим сечением проводника, а такжемодульного построения силового оборудования,Формула изобретения 1, Стабилизатор постоянного тока, содержащий силовой трансформатор, два трехфаэных двухполупериодных выпрямителя, реактор, фильтр, датчик тока, при этом первый выходной вывод фильтра непосредственно, а второй - через датчик тока соединены соответственно с первым и вторым зажимами для подключения нагрузки, три управляемых .ключа, каждый иэ которых выполнен в виде параллельно-встречного соединения двух тиристоров, блок импульсно-фазового управления, вход которого подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы последнего соединены соответственно с выходами датчика тока и управляемого источника опорного сигнала, управляющий вход которого подключен к блоку управления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и технологичности .стабилизатора при работе возле близко расположенных Физических устано 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 32бвок, в него введены Мсиловых трансформаторов Итрехфаэных двухполу- периодных выпрямителей, Мреакторов, 3(И) управляемых ключей, преобразователь числа фаз с ЗИ выходными выводами, где И - число сменных силовых модулей, И равно 2 и более, выводы одной полярности трехфаэных двухполупериодных выпрямителей через реакторы подключены к первому входному выводу фильтра, а выводы другой полярности соединены между собой и подключены к второму выходному выводу фильтра, входные выводы трехфаэных двухполупериодных выпрямителей подключены к вторичным обмоткам силовых трансформаторов, первичные обмотки которых через управляемые ключи подключены к соответствующим выходным выводам преобразователя числа фаз, входные выводы последнего подключены к трехфазной силовой сети, блок импульсно-Фазового управления выполнен с 6 И каналами, входы которых эапараллелены и подключены к входу этого блока, а выходы подключены к управляющим входам тиристоров управляемых ключей, выходы синхрониэирующих напряжений преобразователя числа фаз подключены к соответствующим входам блока импульсно-Фазового управления.2, Стабилизатор по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что преобразователь числа фаэ выполнен в виде трехстержневого трансформатора, на каждом стержне которого размещены первичная и Бвторичных обмоток, при. этом первичные обмотки выполнены с Яотводами и соединены звездой, входные выводы преобразователя числа фаз соединены пофазно с соответствующими выходными выводами его, при этом к указанным входным выводам подсоединены также пофазно свободные выводы первичных обмоток, первые отводы первичных обмоток через встречно включенные первые вторичные обмотки, а К-е - через встречно включенные К-е вторичные обмотки соединены с соответствующими выходными выводами преобразователя числа Фаз, при этом указанные соединения отводов первичных обмоток фаз А, В и С выполнены соответственно через вторичные обмотки фаз С, А и В или В, С и А, Ы трехфазных резистивных делителей напряжения включены между выходными выводами и общей1259232 шиной преобразователя числа фаз, квыходам синхронизирующих напряжений ь С, Чернышеердюкова оставиехред орректор М. Самборская едактор В, Даик 836 Пенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5 аказ одписное изводствеяно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,20/45 ТирВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва, Ж которого подключены выходные выводыукаэанных делителей.