Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

(51) 4 Н 02 К 5/2 ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ОТКРЫТИЯМ54) РЕГУИ 1 РЕРЕМЕННОГ 057) Иэобретехнике, Целение симметагрузке и у элект беспе ия на лы ощение управлени ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Энергетическая электроника;Справочное пособие, Пер. с нем./Пред, В,А,Лабунцова, Р.: Энергоатоиздат, 1987, с,429, рис,8,5, 8,6Авторское свидетельство СССРР 1365293, кл, Н 02 Е 5/257, 1988 НЮЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕНН 0ние относится к Ризобретения - оичности напряжен подключении устройства к питающеисети начинает работать релаксационный РС-генератор, в котором конденсатор 19 заряжается через регулируемый резистор 20 двухполупериоднымопережающим таком, протекающим черезизлучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2. При достижении напряжением на конденсаторе19 значения порогового напряженияключевого элемента 18 конденсатор19 разряжается и излучающие диодыфатотиристоров тиристорньос аптронов1 и 2 обесточиваются, В результатена нагрузку 4 подаются регулируемыеимпульсы в виде ряда синхронных периодов напряжения сети. 3 э.п, ф 5 ил,10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля регулирования средней мощностина нагрузке переменного тока с синхронным подключением ее к сети.Цель изобретения - обеспечениесимметричности напряжения на нагрузке и упрощение управления,На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого преобразователя переменного напряжения впеременное; на фиг, 2,3,4 - вариантывыполнения его блока регулирования,Устройство сопержит управляемыйвентильцый элемент в виде тиристорных оптронов 1 и 2, включенных встречно-параллельно, первый вывод которого соединен с первым выводом дляподключения сети 3, а второй выводсоединен с выводом для подключениянагрузки 4, К второму выводу дляподключения сети 5 присоединен оставшийся вывод для подключения нагрузки 4 и первые выводы первого конденсатора 6 и первого резистора 7,вторые выводы которых соединены спервым выводом для подключения напряжения переменного тока однофазного выпрямительного моста 8, авторой вывод переменного тока моста8 соединен с выводом для подключениясети 3. Параллельно выводам переменного тока однофазного выпрямительного моста 8 присоединена последовательная цепочка, состоящая из первого диода 9 и второго диода 1 О иисточником излучения тиристорныхоптронов 1 и 2, при этом анод первого диода 9 соединен с первым выводом переменного тока однофазноговыпрямительного моста 8, катод первого диода 9 соединен с анодом излучающего диода фототиристора тиристорного оптрона 1, катод которого соединен с катодом излучающегодиода фототиристора тиристорногооптрона 2, анод последнего соединенс катодом второго диода 10, а анодвторого диода 10 соединен с вторымвыводом переменного тока однофазного выпрямительного моста 8, Блокрегулирования 11, присоединенныйсвоим первым выводом 12 к выводувыпрямленного напряжения однофазного выпрямительцого моста 8 с положительной полярностью, вторым выводом 13 - к общей точке катодов излучающих диодов фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2, д третьим выводом 14 - к выводу выпрямленногонапряжения однофазцого выпрямительного моста 8 с отрицательной полярностью, включает второй резистор 15,третий резистор 16 и четвертый резистор 17, ключевой элемент 18, второй конденсатор 19 и переменный резистор 20, при этом первый выводвторого резистора 15 соединен с первым выводом ключевого элемента 18,второй вывод которого соединен спервым выводом третьего резистора16 и образует первый вывод 12 блокарегулирования 11, второй вывод третьего резистора 16 соединен с первымвыводом четвертого резистора 17 и спервым выводом второго конденсатора19, второй вывод которого соединенс первым выводом переменного резистора 20, с вторым выводом второгорезистора 15 и образует третий вывод 14 блока регулирования 11, авторой вывод четвертого резистора7, подвижный конгакт и второй выводпеременного резистора 20 объединеныи образуют второй вывод 13 блока регулирования 11,На фиг, 2 показана схема блокаоегулирования 11, в которой последовательно с четвертым резистором17 введен третий диод 21, иэ-зачего второй конденсатор 19 можетразряжаться только через цепь, содержащую ключевой элемент 18, чтоувеличивает длительность паузы иделает ее независимой от величинывведенного сопротивления переменного резистора 20,На фиг, 3 показана схема блокарегулирования 11, в которой последовательно с третьим резистором 16введен четвертый диод 22, цз-за чего заряд второго конденсатора 19 может быть только через второй вьвод13 блока регулирования 11, т,е, призаряде второго конденсатора 19 весьток, ограниченный первым конденсатором 6 и первым резистором 7, протекает через излучающие диоды фототиристоров тиристорцых оптронов 1 и 2.Введенные в схему блока регупирования 11 (фиг,2 и 3) третий 21 ичетвертый 22 диоды в ряде случаеввыполнения преобразователя существенно улучшают его характеристикив зависимости от требуемых диапазона регулирования, длительности импульса и паузы и характеристик используемых тиристорцых оптроц в 1,2,Нд фи ( кдад схема блокарегулировдпя 11, в к торо третийре:истор 16 ыпс чен в виде перемено о эе зс з р, :1 о;з Вижы ковтакт сняза с о;ж и копактомпсременного резист( рд О. Р этом случае расппряется диапазон регулирования мошности пресбрдэонателем,так как при одновремеом унеличе 1 О 35 При запертом ключевом элементе 18 сн качестве которого используется, например, динистор) в блоке регулирования 11 ток протекает от второго вывода 13 к третьему выводу 14 по двум параллельным цепочкам; последовательно соединенным четвертому резистору 17 - второму конденсатору 19 - переменному резистору 20 от первого нынода 12 - к третьему выводу 14 - чсрез третин резистор 16 и второи конденсатор 19 с параллельной ему цепочкои: из четвертого резистора 17 - сменного резистора 20, В резултдте большая часть тока, ограниченного ерным конденсатором 6 и первым резистором 7, протекает через излучд(пе диоды фототиристорон тиристорых оптронон 1 и 2, включая их синхр(н( кдж(;ый полупериод, и заряжает коестор 19 до тех пор, пока напряжение на ключевом элементе 18л(сти нет его порогового зндчеия и он не откроется. 45 50 нии сопротивлений переменного резистора 20 и резистора 16 увеличиваетсяток заряда .второго конденсатора 19,т,е, время его зарядя уменьшается,а время разряда - увеличивается и 15преобразонатель работает при уменьшающейся длительости поданного нднагрузку ндлряж".ния, следующей заувеличивающейся по д:тельости паузой и наоборот. 20На фиг3 представлены временныедиаграммы, пояся(ппе работу устройства, где диаграмма 23 - напряжениена нагрузке 4 в процессе регулирования напряжения, диаграмма 24 - напряжение сети и ток в первом конденсаторе 6, дгагрдммд 25 - напряжениенд четвертом резисторе 17 и второмконденсаторе 19, диаграммы 26, 27соответственно т( к, протекаюпий черезвторой 13 и первый 12 выводы блокарегулирования 11, диаграмма 28напряжение на нагрузке,Устройство работает следующимобразом. При (тьрытом ь;ен( м х с мте 1 ток в блок регу.,ирондьпя 1 постулат ток( (ереэ егс перввыод 12, тдк ьак второй резистор 13 предна - д ен для о р ничс и:я роска тока пр отирднии ключевого э емента 18сопротивление между первым 12 и третьим 14 вьводами блока регулировдия 11 мно меньше сопротивления мсжду его третьим 13 и четнсртым 14 ньподами, Ток через излуаюие доды тиристорных оптронов 1 и 2 прекрдшастся, д второй коденсдтор 19 разряжается через дне параллельные иепочк, первую; через третий резистор 16 - открытьп ключевой элемент 18 взорой резистор 15 и вторув: через четвертый резистор 17 и еременный резистор 20, Открытое состояние ключевого элемента 18 и, следовательно, пауза н работе преобразователя (фототиристоры тиристорных оптронов 1 и 2 заперты) продолжается до запирания ключеного элемента 18.Через ключевой элемент 18 протекает ток, имеющий дне составляющие; уменьшающуюся по экспоненпиальному закону от разряда второго конденсатора 19 и пульсирующую двухполупериодную, ограниченную первым конденсатором 6 и выпрямленную однофазным выпрямительным мостом 8, Запирание ключевого элемента 18 возможно, когда ток в нем станет меньше тока удержания, т,е, в моменты, когда пульсирующая составляющая близка к нулю. С этого момента начинает поступать ток в излучдюппе диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2, начиная с того иэ них, на котором в этот момент анодное напряжение отрицательно, чем обеспечивается синхронность включения. Изменение величины сопротивления переменного резистора 20 изменяет величину тока, заряжающего второй конденсатор 19 и, н меньшей степени, разрядного тока, следовательно, длительность включенного и выключенного состояния фототиристорон тиристорных оптронов 1 и 2 регулируется переменным резистором 20. При малой величине сопротивления переменного резистора 20 напряжение на втором конденсаторе 19 не достигает значения порогового напряжения ключевого элемента 18 и фототиристоры тиристорных оптронов 1 и 2 постояннс включены, 1501229формулаизобретения 1, Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий управляемый вентильный элемент с двусторонней проводимостью, включенный последовательно с нагрузкой к выводам для подключения сети, последовательную цепочку из 10 первого конденсатора и первого диода, первый резистор, подсоединенный параллельно первому конденсатору, второй конденсатор, ключевой элемент, выполненный в виде порогового элемента, второй диод и второй резистор, при этом первый вывод первого конденсатора соединен с общей точкой вывода для подключения нагрузки и первого вывода для подключения сети, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом первого диода, анод второго диода соединен с общей точкой оставшегося вывода для подключения сети и первого вывода управ ляемого вентильного элемента, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения нагрузки, первый вывод ключевого элемента соединен е первым выводом второго резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения симметричности напряжения на нагрузке и упрощения управления, управляемый вентильный элемент выполнен в видедвух встречно-параллельно соединенных тиристорных оптронов,введены однофаэный выпрямительный мост, третий и четвертый резисторы и управляющий переменный резистор, при этом второй вывод ключевого элемента соединен с положительным выводом однофаэного выпрямительного моста и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с перным выводом второго конденсатора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод второго конденсатора соединен с вторым выводом второго резистора, первым выводом переменного резистора и отрицательным ныводом однофаэного ныпрямительного моста, выводы для подключения напряжения переменного тока которого соединены соответственно с анодами перного и второго диодов, катод первого диода соединен с анодом излучающего диода первого тиристорного оптрона, катод второго диода соединен с анодом излучающего диода второго тиристорного оптрана, а катоды излучающих диодов тиристорных оптронов объединены и соединены с вторым выводом четвертого резистора и с подвижным контактом и вторым выводом переменного резистора.2. Преобразователь по и1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что введен третий диод, анод которого соединен с первым выводом четвертого резистора, а катод соединен с общим выводом третьего резистора и нторого конденсатора.3, Преобразователь по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что введен четвертый диод, катод которого соединен с вторым выводом третьего резистора, а анод соединен с общим выводом четвертого резистора и второго конденсатора4, Преобразователь по и,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что третий резистор выполнен в нице переменного резистора, при этом его подвижный контакт соединен с общим выводом четвертого реэистора и нторого конденсатора и механически связан с подвижным контактом первого переменного резистора,4887/54 Тираж 646 Государственного комитета по 113035, Москва, ЖенкоКоррек обретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаущская наб., д. 4/5