Преобразователь переменного напряжения в переменное его варианты

СОЮЗ СОВСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИ 191 гг 675 2 гг 4 Н 02 М 5/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(7) Институт электродинамики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 648960, кл. Н 02 М 5257, 1979.Кобзев А. В. Многозонная импульсная модуляция. Новосибирск: Наука,979, с. 304, рис, 7.1.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (ЕГО ВАРИАНТИ)(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля регулирования и стабилизации переменного напряжения. Цель изобретения - упрощение. Регулирование напряжения осуществляют, поочередно переключая тиристоры 9-22. Крайние выводы вторичной обмотки 33, переключаясь в такт с первичной обмоткой, создают на выводе 17 устройст" ва потенциал относительно среднего вывода 36 кусочно-синусоидальной формы с основной частотой, равной частоте сети, Для коммутации тиристоров 9-22 используют конденсаторы 27-30 и дроссели 23-26, Поставленная цель - упрощение достигается сокращением числа тиристоров с узлами искусственной коммутации путем объединения анодов и катодов диодных Ж, пар 34, 35 демодулятора с .соответствующими выводами диодов 1-12 диодных мостов. 3 с.п. ф-лы. 5 ил. СИзобретение относится к электротехнике, в частности к силовойпреобразовательной технике, и можетнайти применение для построенияустройств для регулирования и стабилизации переменного напряжения средней и большой мощности.Целью изобретения (его вариантов,является упрощение,На фиг. 1-3 изображены принципиальные схемы устройства по первому,второму и третьему вариантам соответствейно; на фиг. 4 - структурнаясхема системы управления устройствомпо первому варианту; на фиг. 5 - диаграммы напряжений на элементах системы управления на обмотках трансформатора и на нагрузке,Устройство (фиг, 1) по первомуварианту содержит четыре выполненных на диодах 1-4, 5-8, 9-12, 3-16диодных моста, выводами перемейноготока включенных попарно и последовательно между входными выводами 17и 18, выводы постоянного тока которых зашунтированы полностью управляемыми ключами в виде тиристоро:в19-22, соединенных последовательнос соответствующими коммутирующимидросселями 23-26, коммутирующиеконденсаторы 27-30, включенные междуодноименными выводами тиристоров 19,20 и 21, 22, и трансформатор 31,первичная обмотка 32 которого включена между объединенными выводамипеременного тока диодных .мостов авторичная 33 своими крайними вывода-.ми подключена к средним точкам последовательных диодных пар 34, 35 демодулятора, разноименные выводы которых подключены к одноименным вь"водам постоянного тока диодных мостовна диодах 1-4 и 9-12, своими выводамиБеременного тока подключенных к одному входному выводу 17. Промежуточный вывод вторичной обмотки 33 трансформатора 31 подключен к выходномувыводу 36, к которому подключаетсяодин вывод нагрузки 37, Другой ее вывод может быть подключен к любому иэвходных выводов 17 или 18. В первомслучае (фиг, 1) устройство работаетна полную мощность нагрузки, осуществляется глубокое регулирование переменного напряжения. Во втором - устройство работает в режиме вольторо-,бавки и рассчитано на мощность узкодиапазонного регулирования, что 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 требуется при стабилизации перемен".ного напряжения.Схема устройства по второму вари-.анту (фиг. 2) отличается от схемыфиг. 1 наличием четырех пар тиристоров демодулятора 38-41 (вместо двухпар диодов), средние выводы которыхтакже подключвны к крайним выводамвторичной обмотки 33, а крайние разноименные выводы - к соответствующимвыводам постоянного тока диодных мостов 1-4 и 9-12. Наличие двух пар дополнительных тиристоров демодуляторапозволяет подключать вторичную обмотку в произвольном направлении и, таким образом, осуществлять реверс вьгходного кусочно-синусоидального напряжения относительйо напряжения сети. Устройство согласно фиг. 2 можетбыть использовано в качестве ревер- .сивного двухполярного вольтодобавочного регулятора ( стабилизатора переменного напряжения).Устройство по третьему варианту(фиг, 3) отличается от устройств попервым двум вариантам тем, что крайние выводы вторичной обмотки 33трансформатора 31 подключены каждыйчерез тиристорные пары 38, 42 и 39, 43 квыводам постоянного тока диодных мостов 1-4, 5-8 и 9-12, 13-16 соответственно,Структурная схема системы управления (фиг, 4) устройством по первому варианту содержит задающий генератор 44, выход которого соединен свходом пересчетного устройства 45,два выхода которого соединены каждыйс входом одного из расширителей 46и 47. Выход расширителя 46 соединенс входом формирователя 48 непосредственно, а с входом формирователя49 - через ячейку НЕ 50. Выход расширителя 47 соединен с входом формирователя 51 непосредственно, а с входом формирователя 52 - через ячейкуНЕ 53. Выходы формирователей соеди".нены с управляющими переходами тиристоров полностью управляемых ключей:48 - с 20, 49 - с 19, 51 - с 22,52 - с 21,Устройство по первому варианту .(фиг. 1) работает следующим образом.Задающий генератор 44 системыуправления (фиг, 4) формирует узкиеимпульсы Б (фиг. 5), частота которых находится в линейной зависимостиот напряжения, управляющего генера 1267562тором 44. Попадая на пересчетное устройство 45, импульсы распределяются на две последовательности импульсов с меньшей в два раза частотой, которые подаются на расширители 46, 47, 5 Полученная после расширения 46 последовательность импульсов в прямом Уо и инверсном Б после ячейки НЕ 50 виде подается на формирователи 49, 48 и после усиления - на тиристоры 19, 20. Последовательность импульсов Б через формирователь 51 подается на управление тиристором 22 и после инвертирования в ячейке НЕ 52 и усиления в формирователе 5 52 в, виде Б 1 (фиг, 5) подается на управление тиристором 21, В результате поочередного переключения тиристоров 19, 20 и 21, 22 на первичной обмотке 32 трансформатора 31 форми- Ы руется импульсное напряжение Б с частотой, вдвое меньшей частоты задающего генератора 44 Б , но выше частоты сети с синусоидальной огибающей, Такую же форму Ц имеет и магнитная индукция в сердечнике трансформатора, Крайние выводы вторичной обмотки 33, переключаясь в такт с первичной обмоткой, создают на выводе 17 регулятора потенциал 30относительно среднего вывода 36 кусочно-синусоидальной формы с основ" ной частотой, равной сетевой, Оставляя неизменной ширину импульсов, формируемую расширителями 46, 47, и з 1 меняя цастоту тактовых импульсов Г. , можно . регулировать среднее и действующее значения напряжения сетевой частоты на выводах 17, 36 или 18, 36, 40В моменты одновременного проводящего состояния тиристоров 19, 2) вторичная обмотка 33 трансформатора 31 замыкается накоротко, создаются условия для протекания реактивного 4 тока нагрузки в моменты нулевого напряжения на ней. Одновременное включение тиристора 20, 22 и связанный с этим разрыв цепи нагрузки при описанном алгоритме управления исключены. Коммутация тиристоров 19-22 происхо;. дит следующим образом. При включенном состоянии тиристора 19 коммутирующие конденсаторы 27, 28 заряжаются до напряжения сети каждый через диоды 1-4 с указанной на фиг, 1 полярностью. При включении тиристора 20 к тиристору 19 мгновенно прикладывается обратное напряжение, равное сумме напряжений на конденсаторах 27, 28.Под действием этого напряжения онзапирается и восстанавливает своизапирающие свойства раньше, чем конденсаторы 27, 28 разрядятся черездиоды 1-4, Накопленная при этом энергия в дросселе 23 переходит в конденсаторы, перезаряжая их. Послеполного перезаряда конденсаторы готовы к выключению тиристора 20. Аналогично происходит коммутация тиристоров 21 и 22,Устройство по второму варианту(фиг, 2) работает аналогично описанному по первому варианту. Крометиристоров 19-22 в устройстве постояннофработают две пары 38, 39 (40,41) тирис."оров демодулятора, Снимаяимпульсы управления с тиристарон 3839 (40, 4) и подавая их на 40, 41(38, 39), трансформатор 31 кз режима нольтодобанки (нольтоотбавки)переводят н режим нольтоотбанки(нольтодобанки),Устройство по третьему варианту(фиг. 3) работает аналогично, причем если управление подается на тиристорные пары 38, 39, устройствоработает н режиме вальтодобаночпогоузкодиапазонного стабилизатора, апри постоянной подаче управления натиристорные пары 42, 43 - н режимеглубокодиапазонного регулятора (стабилизатора) . Возможен и третий режим, когда управление подается натиристорные пары 38, 42, или 39, 43,тогда выходное напряжение регулируется и диапазоне между минимальным напряжением нольтодобавочного режима и максимальным напряжением режима согласующего трансформатора. При периодической смене указанных режимов можно получить широкодиапазонное регулирование напряжения с улучшенным гармоническим составом выходного напряжения.Формула изобретения1, Преобразователь переменного напряжения н переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выноды постоянного тока соответствующих диодных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно и последовательно вклю- . чены между входными выводами, и тран-.Ф 12 б 75 сформатор с первичной обмоткой началом и концом подключенной к объединенным выводам переменного тока соответственно первой и второй пары последовательно соединенных диодиых мостов, и вторичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным разноименным выводам соответственно первой и второй пар последовательно соединенных диодов демоду лятора, а промежуточным выводом - к одному выходному выводу;,второй выходной вывод которого подключен к первому входному выводу, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью 15 упрощения, первая и вторая пары диодов демодулятора другими разноименными выводами подключены к соответствующим выводам постоянного тока диодных мостов соответственно первой и 20 второй.их пар, подключенных своими выводами переменного тока к одному из входных выводов.2, Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выводы постоянного тока диодных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно ипоследовательно включены между вход- З 0 ными выводами, и трансформатор с первичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным вынодам переменного тока соответственно первой и второй пар последонательно со- З 5 единенных диодных мостов, и вторичной обмоткой, своим промежуточным выводом подключенной к одному выходному выводу, причем второй выходной вывод подключен к первому входному ныноду,.и 0 два нентильных моста демодулятора, ньг воды переменного тока которых подключены к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора так, что первый вывод вторичной обмотки подключен к 45 первым выводам первого и второго вентильных мостов демодулятора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, вентильные мосты демодулятора выполнены на тиристорах,50 вторые входные выводы переменного тока вентильных мостов демодулятора 62 ьподключены к второму крайнему выводувторичной обмотки трансформатора, авыводы постоянйого тока первого ивторого вентильных мостон демодулятора подключены к соответствующимвыводам постоянного тока диодных мостов соответственно первой и второй их пар, подключенных своими выводами переменного тока к одному иэвходных выводов. Ф3. Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий четыре полностью управляемых ключа, шунтирующих выводы постоянного тока диодных мостов, которые своими выводами переменного тока попарно и последовательно включены между вход-. ными выводами, и трансформатор с первичной обмоткой, началом и концом подключенной к объединенным выводам переменного тока соответственно первой и второй пары последовательно соединенных диодных мостов, и вторичной обмоткой, подключенной началом к объединенным разноименным выводам первой и второй пар последовательно соединенных вентилей демодулятора, концом - к объединенным разноименным выводам третьей и четвертой пар последовательно соединенных вентилей демодулятора, а промежуточный вывод трансформатора подключен к одному выходному выводу, при этом второй выходной вывод подключен к первому входному выводу, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения, другие выводы первой и второй пар последовательно соединенных вентилей демодулятора соединены с одноименными выводами постоянного тока соответственно перного и второго последовательно включенных диодных мостов, а другие выводы третьей и четвертой пар последовательно соединенных вентилей демодулятора соединены .с одноименными выводами постоянного тока соответственно третьего и четвертого последовательно включенных диодных мостов, причем пары по-" следовательно соединенных вентилей ,цемодулятора выполнены на тиристорах,1267 562 нскииКорректор Л, Пилипенко едактор И. Кел аказ 5792/55 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 3035, Москва, М(-35, Раушская наб., д