Устройство для регулирования переменного напряжения

(71) Таганрогскийский институт связ) юваий этого устройства является напряжения на нагрузке, о скачкообразным изменеде от низшей ступени регушей. Недостатко низкое качеств обусловленное е нием при перех лирования к высОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электрот ке и может. быть использовано при р ботке регуляторов и стабилизат переменного напряжения,Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее секционированный трансформатор и тиристорные ключи из встречно-параллельно включенных вентилей, например, на вторичной стороне, причем секционированный трансформатор выполнен с двумя одинаковыми полуобмотками, которые подключаются последовательно при помощи тиристорного ключа на низшей ступени регул и рова ния и па раллел ьно и ри помощи двух тиристорных ключей на высшей ступени регулирования,57) Использование: регулирование переменного напряжения, предназначенного для питания различной радиоаппаратуры, Сущность изобретения: устройство содержит формирователь синусоидальных синфазных напряжений (1); блоки сравнения (2, 3), усилитель-ограничитель (4), перемножитель (5), сумматор 6, элементы И (7, 8), два элемента НЕ (9, 10), элемент ИЛИ (11), электронный переключатель(12), шину управления (13), Напряжение, поступающее на выходной вывод 16, характеризуется малыми искажениями и отсутствием коммутационных скачков, что указывает на низкий уровень высокочастот ных гармоник в его спектре. 2 ил. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель на тиристорах, два элемента И, формирователь синхроимпульсов, формирователь селекторных импульсов, измерительный орган, входные и выходные выводы, в котором первый входной вывод соединен с первым выходным выводом и с первыми входами формирователя синхроимпульсов и измерительного органа, второй входной вывод соединен с сигнальным входом электроного переключателя и со вторым входом формирователя синхроимпульсов, выход которого через элемент НЕ соединен со вторыми входами элементов И, соединенных своими первыми входами с выходом формирователя селекторных импульсов, а выходами - с управляющими входами электронного переключателя, первый и второй входы фор 1741116мирователя синусоидальных синфазных напряжений соединены соответственно с первым и вторым выходами электронного переключателя, а выход - со вторым выходным выводом устройства и вторым входом измерительного органа, выход которого соединен со входом формирователя селекторных импульсов.Недостатком этого устройства является низкое качество выходного напряжения, обусловленное большим уровнем высокочастотных гармоник в его спектре из-за коммутационных скачков,Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем уменьшения уровня высокочастотных гармоник.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель, два элемента И, входные и выходной выводы, введены два блока сравнения, усилительь-ограничитель, перемножитель, сумматор, два элемента НЕ, элемент ИЛИ и шина управления, первые входы блоков сравнения соединены с первым выходом формирователя синусоидальных синфазных напряжений, входом усилителя-ограничителя и первым сигнальным входом электронного переключателя, второй выход формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединен со вторым входом первого блока сравнения и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу перемножителя, соединенного своими первым и вторым входами с выходом усилителя-ограничителя и шиной управления соответственно, выход сумматора подключен ко второму сигнальному входу электронного переключателя и второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого блока сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и входу второго элемента НЕ, выходы первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход элемента ИЛИ подключен куправляющему входу электронного переключателя, выход которого соединен с выходным выводом, при этом входы формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединены с входными выводами.На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - вре 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 менные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для регулирования переменного напряжения содержит формирователь 1 синусоидальных синфазных напряжений, блоки 2 и 3 сравнения, усилитель-ограничитель 4, перемножитель 5, сумматор 6, элементы И 7 и 8, элементы НЕ 9 и 10, элемент ИЛИ 11, электронный переключатель 12, шину 13 управления, входные 14 и 15 и выходной 16 выводы,Входы формирователя 1 соединены с выводами 14 и 15 устройства, первый выход - с первыми входами блоков 2 и 3, входом усилителя-ограничителя 4 и первым сигнальным входом переключателя 12, а второй выход - со вторым входом блока 2 и первым входом сумматора 6, Первый вход перемножителя 5 соединен с выходом усилителя-ограничителя 4, второй - с шиной 13, а выход - со вторым входом сумматора 6, выход которого соединен со вторым входом блока 3 и вторым сигнальным входом пере.ключателя 12. Выход блока 2 соединен со входом элемента 9 и вторым входом элемента 7, первый вход которого соединен с выходом блока 3 и входом элемента 10. Первый и второй входы элемента 8 соединены с выходами элементов 10 и 9 соответственно, а выход - с первым входом элемента 11, второй вход которого соединен с выходом элемента 7, а выход - с управляющим входом переключателя 12, соединенного своим выходом с выводом 16.Работа устройства заключается в следующем.Формирователь 1 из сетевого напряжения, поступаЮщего на его входы с выводов 14 и 15, формирует два синфазных синусоидальных напряжения, первое из которых с амплитудой О 1 (фиг,2, а) с первого выхода формирователя поступает на вход усилителя-ограничителя 4, на первые входы блоков 2 и 3 и на первый сигнальный вход переключателя 12, а второе с меньшей амплитудой О 2 (фиг.2, б) со второго выхода формирователя 1 поступает на второй вход блока 2 и на первый вход сумматора 6, Амплитудами О 1 и О 2 определяются пределы, в которых осуществляется регулирование амплитуды выходного напряжения. В качестве формирователя 1 может служить трансформатор, запитывающийся от сети и имеющий отводы во вторичной обмотке.Усилитель-ограничитель 4 преобразует синусоидальное напряжение с первого выхода формирователя 1 в синфазную с этим напряжением последовательность прямоугольных разнополярных импульсов (фиг.2, в) самплитудой д = О - О 2 (именно таким50 выбирается уровень ограничения), Последовательность импульсов с выхода усилителя- ограничителя 4 поступает на первый вход перемножителя 5, на второй вход которого с шины 13 поступает управляющее напряжение Оу положительной полярности, изменяющееся в пределах от 0 до некоторого стандартного уровня, условно принятого за 1 (фиг.2, г). На выходе перемножителя образуется синфазная с выходными напряжениями формирователя 1 последовательность разнополярных прямоугольных импульсов (фиг.2, д). Коэффициент передачи пере- множителя 5 и максимальный уровень управляющего напряжения Оу на шине 13 выбираются такими, чтобы при изменении управляющего напряжения в пределах от 0 до 1 амплитуда импульсов на выходе пере- множителя изменялась в пределах от 0 до д, Последовательность импульсов с выхода перемножителя 5 поступает на второй вход сумматора 6, Сумматор 6 осуществляет суммирование поступающих на его входы сигналов, и результат суммирования (фиг.2, е) поступает на второй вход блока 3 и второй сигнальный вход переключателя 12.Блок 2 формирует на своем выходе сигнал, соответствующий логической "1", если напряжение на его первом входе превышает по уровню напряжение на втором, в противном случае на выходе блока 2 формируется сигнал, соответствующий логическому "0" (фиг.2, ж). Сигнал с выхода блока 2 поступает непосредственно на второй вход элемента 7 и через элемент 9 на второй вход элемента 8.Аналогично блок 3 формирует на своем выходе сигнал, соответствующий логической "1", если напряжение на его первом входе превышает по уровню напряжение на втором, и сигнал, соответствующий логическому "0", если напряжение на его первом входе не превышает по уровню напряжение на втором (фиг.2, з), Сигнал с выхода блока 3 поступает непосредственно на первый вход элемента 7 и через элемент 10 на первый вход элемента 8.На выходе элемента 7 формируется сигнал, соответствующий логической "1", если сигналы на обоих его входах соответствуют логической "1", и сигнал, соответствующий логическому "0", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логическо- му "0" (фиг.2, и), Аналогично на выходе элемента 8 формируется сигнал, соответствующий логической "1", если сигналы на обоих его входах соответствуют логической "1", и сигнал, соответствующий логическому "0", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логическому "0" 5 10 15 20 25 30 35 40(фиг.2, к), Сигналы с выходов элементов 7 и 8 поступают соответственно на второй и первый входы элемента 11Элемент 11 формирует сигнал, соответствующий логической "1", если хотя бы на одном из его входов сигнал соответствует логической "1", и сигнал, соответствующий логическому "0",. если на обоих его входах сигналы соответствуют логическому "0" (фиг.2, л). Сигнал с выхода элемента 11 поступает на управляющий вход переключателя 12.Переключатель 12 подключает к выводу 16 свой первый сигнальный вход, если сигнал на его управляющем входе соответствует логическому "0", если же этот сигнал соответствует логической "1". то переключатель 12 подключает к выводу 16 второй свой сигнальный вход. В результате на выходе переключателя 12 и выводе 16 формируется напряжение (фиг.2, м), повторяющее напряжение с первого выхода формирователя 1 в промежутки времени, когда это напряжение по модулю меньше, чем напряжение с выхода сумматора 6, и повторяющее напряжение с выхода сумматора 6 в остальные промежутки времени.Поступающее на вывод 16 напряжение по форме близко к полусумме синусоидальных синфазных напряжений большой и малой амплитуды, а его амплитуда постоянна, то есть оно очень близко по форме к синусоидальному, Это обеспечивает гораздоболее низкий уровень высокочастотных гармоник в спектре выходного напряжения предлагаемого устройства, чем в спектре выходного напряжения прототипа, в котором выходное напряжение представляет собой последовательность полупериодов синусоид большой и малой амплитуды.Формула изобретения Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее формирователь синусоидальных синфазных напряжений, электронный переключатель, два элемента И, входные и выходные выводы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения уровня высокочастотных гармоник. в него введены два блока сравнения, усилитель-ограничитель, пере- множитель, сумматор, два элемента НЕ, элемент ИЛИ и шина управления, причем первые входы блоков сравнения соединены с первым выходом формирователя синусоидальных синфазных напряжений, входом усилителя-ограничителя и первым сигнальным входом электронного переключателя, второй выход формирователя синусоидальных синфазных напряжений соединен со1741116 15 Фиг 1 5 О вторым входом первого блока сравнения и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу перемножителя, соединенного своими первым и вторым входами с выходом усилителя-ограничителя и 5 шиной управления соответственно, выход сумматора подключен ко второму сигнальному входу электронного переключателя и второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом 10 первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого блока сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и входу второго элемента НЕ, выходы первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу электронного переключателя, выход которого соединен с выходными выводами, при этом вход формирователя синусоидальных синфаэных напряжений соединен с входными выводами.Корректор О, Кравцов Производствен ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага 10 аз 2085 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5