Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия

(50 4 6 05 Г 1/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Ю.Н,Долгин и А.А.Ларин (53) 621.316.711,1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 983673кл. С 05 Г 1/44, 1980,Авторское свидетельство СССР 1 1084930, кл. Н 02 М 5/04, 1983. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения беэ искажения его форвы.,ЯО 1330616 А 1 Целью изобретения является упрощение трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжениядискретного действия. Цель достигается подключением в сеть соответствующей фазы с помощью переключающихсиловых ключей (ПСК ) 4 (5,6) необходимого числа витков секционирован -ной обмотки автотрансформатора АТ7 (8,9). Секции обмотки содержат количество витков, пропорциональноестепеням числа два, Полученное напряжение измеряется и преобразуетсяаналого-цифровым преобразователем(АЦП) 26 и поступает на сумматор 27,где суммируется в дополнительном коде с содержимым регистра 28, В момент достижения напряжением фазы мак 13306 симума на выходе сумматора 27 образуется двоичный код числа виткоь, которые должны быть подключены к основной секции, Блок о 11 ределения момента максимума напряжения 19 (20,21) соответствующей фазы разрешает запись кода в регистр этой фазы. В момент равенства нулю тока фазы огределяемый блоком 10 (1,12) определения 16момента перехода тока через нуль двоичный код из регистра через схему 13 (14,15) управления поступает на управляющие входы ПСК 4 (5,6), которые осуществляют коммутацию секции обмотки АТ в соответствии с поступившим кодом, чем и достигается стабилизация напряжения, Процесс аналогичен для любой фазы. 2 э.пф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано в источниках питанияэлектрорадиоаппаратуры для регулиро"вания и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажеНИЯ ЕГО фОР 1 Ы.Цель изобретения - упрощениетрехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия, предотвращение напряжения на нагрузке,На фиг. представлена структурнаясхема трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжениядискретного действия; на фиг,2 - схема соединения блока управления сдискретным регулирующим элементом;на фиг.3 - то же, для случая с улучшенным пусковым режимом устройства,Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия состоит из силовыхтрактов по числу фаз, в состав которых входят последовательно включенные трансформаторы 1 - 3 тока и дискретные регулирующие элементь 1, включающие в себя переключающие силовыеключи 4 - 6 и автотрансформаторы 7 -9 с секционной входной обмоткой блоки1 О - 12 определения момента переходатока через ноль, блоки 13 - 15 управления дискретными регулирующими элементами, и трактов управления, в которые входят двухполупериодные выпрямители 16 - 18, блоки 19 - 21 определения моментов максимума напряжений,регистра 2 - 24 записи кодов амплитудных значений напряжения, а такжеиз измерительного канала, общего длятрех фаз, в который входят трехфаз 10 15 20 25 30 35 40 ный двухполупериодный выпрямитель 25, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 26, сумматор 27, задающий регистр 28.Трехфазный двухполупериодный выпрямитель 25 подключен входами к трем фазам сети, а выходом через аналогоцифровой преобразователь 26 - к первым входам сумматора 27, вторые входы которого подключены к выходам задающего регистра 28. Двухполупериодные выпрямители 16 - 18 входами под- ключены к входным клеммам, а выходами к входам блоков 19 - 21 определения моментов максимума напряжения соответственно.Регистры 22 - 24 записи кодов амплитудных значений напряжений в параллель информационными входами подключены к выходу сумматора 27, а входами управления записью кодов - к блокам 19 - 21 определения момен тов максимума напряжения фаз.Выходы трансформаторов 1 - 3 тока через блоки 1 О - 12 определения моментов перехода токов через ноль подсоединены к входам управления блоков 13 - 15 управления, а выходы регистров 22 - 24 записи хоаов амплитудных значений напряжений подсоединены к информационным входам блоков 13 - 15 управления, каждый из кото" рых включает в себя управляемый регистр 29 и усилители 30 мощности,Число витков в регулировочных секциях автотансформаторов выбрано равным ы .2 , где К - номер секции и соответствующего ей ключа; и - количество секций, Число витков в и-й секции соответствует одному кванту преобразования напряжения аналого616 50 3 330цифровым преобразователем при номинальном значении входного напряжения.Коэффициент передачи трехфазногодвухполупернодного выпрямителя 255численно равен отношению числа витков в выходной секции автотрансформатора 7 (8,9) к величине стабилизируемого напряжения, а задающий ре- Огистр 28 содержит дополнительный двоичный код числа, равного сумме витков основной и выходной секций обмотки автотрансформатора, если числовитков, подключенных к входной сети, 15включает в себя число витков выходной секции, или дополнительный двоичный код числа витков основной секции, если число витков, подключенныхв сеть, не. включает в себя витки выходной секции.Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия работает следующимобразом. 25В исходном состоянии на выходеблока 10 (11,12) определения моментаперехода тока через ноль сигнал "1"1раэрешаЮщий переключение силовогопереключающего ключа 4 (5,6), но в 30исходном состоянии регистр 22 (23,24)содержит нулевой код, так как на еговход управления с блока 19 (23,24)определения момента максимума напряжения не поступает сигнал разрешаУ 35ющий запись кода,С момента включения до моментадостижения напряжением соответствующей фазы амплитудного значения токпротекает через основную Я и выходную Ин обмотки автотрансформатора 7(8,9) для подключения секций в соответствии с фнг,2 и через все секцииобмотки автотрансформатора 7 (8,9)для подключения секции в соответствии с фиг.З, обеспечивая при этоммаксимальное (для фиг.2) или минимальное (для фнг.З) напряжение издиапазона регулирования на выходнойобмотке,При включении устройства возможны два случая: включение устройствадо перехода напряжением фазы амплитудного значения и после переходанапряжением фазы амплитудного значе 55нияВ первом случае при включении навыходе блока 19 (20,21) определениямомента максимума напряжения имеет место логический сигнал, запрещающийзапись кода из сумматора 27 в регистр22 (23,24), В момент достижениянапряжением на выходе однофаэногодвухполупериодного выпрямителя 16(17,18) максимума на выходе блока 19(20,21) появляется логический сигнал,разрешающий запись двоичного кодакоммутации из сумматора 27 в регистр22 (23,24), В момент равенства нулютока в соответствующей фазе на выходе блока 1 О (11,12) появляется сиг 1 1нал 1 , р а эр ешающий передачу управляюще г о двоичного кода через блокуправления на управляющие входы силовых переключающих ключей 4 ( 5, 6 ) .Переключение ключей вы эыв а е т соо тв е т с твующую коммутацию секций в обмо тк е ав то тран сформа тор а, обеспечиваязаданное напряжение на выходной обмотке ,Пр и включении устройства в сетьпосле достижения напряжением фазыамплитудного э нач ения блок 1 9 ( 20 , 2 1 )переходит в состояние , при которомлогический сигнал на е го выходе ра эрешает запись двоичного кода коммутации в момент включения устройства .Прн этом на блок 1 3 ( 1 4 , 1 5 ) упр а вления через регистр 2 2 ( 2 3 , 24 ) по с тупае т произвольный двоичный код коммутаций , выработанный в сумматоре 2 7 вмомент включения блока 1 9 ( 20 , 2 1 ) ,который обусловливает коммутацию соответствующих регулировочных секцийв момент перехода тока фа эы чере э 0 .Произвольная комбинация подключенныхрегулировочных секций длится н е боле е полупериода , После э то го наступае т фаза работы устройства , опи сываемая в течение времени от одного додругого полупериода . В момент до с тижения напряжением фазы амплитудногозначения блок 1 9 ( 20 , 2 1 ) выдает ра зрешающий сигнал на управляющий выходрегистра 22 (23,24), в который записывается новый двоичный код коммутации. В момент равенства "0" выходного напряжения трансформатора 1 (2,3)тока на выходе блока 1 О (11,2) устанавливается сигнал "1", разрешающийпередачу нового двоичного кода комму-,тации на управляющие входы силовыхпереключающих ключей 4 (5,6),которыекоммутируют регулировочные секции всоответствии с поступившим кодом,обеспечивая тем самым подключение ксети числа витков, необходимого для1 ЗЗОЫ 6 получения на выходной обмотке заданного напряжения,Алгоритм работы предлагаемого устройства имеет вид: измерение аналого-цифровым преобразователем 26 5 мгновенного значения выходного напряжения трехфазного двухполупериодного выпрямителя 25; определение момента достижения напряжением одной из фаз амплитудного значения схемами 19 - 21; измерение амплитудного значения напряжения одной иэ фаэ и выдача результата в виде кода напряжения, вычисление с помощью сумматора 27 и задающего регистра 28 кода коммутации силовых переключающих ключей 4 - 6, запись двоичного кода коммутации в регистр той фазы, амплитуда которой только что была установлена; определение момента нуля тока с помощью блока 10 - 12 определения моментов переходов токов через ноль; переключение набора силовых переклю" чающих ключей 4 - 6 соответствующей25 фазы в соответствии с поступившим кодом коммутации в момент отсутствия тока в коммутируемой фазе и изменение числа витков обмотки автотрансформатора, подключенных к сети, обеспечивающее тем самым стабилизацию выходного напряжения,формула изобретения 1, Трехфазный стабилизатор пере- З 5 менного синусоидального напряжения дискретного действия, содержащий трехфазный двухполупериодный выпрямитель, подключенный входамик входнымклеммам, а выходом подсоединенный к входу анало гоцифрового преобразователя,три двух полупериодных выпрямителя, каждый из которых входом подключен к соответствующей входной клемме, а выходом подсоединен к входу соответствующего блока определения момента максимума напряжения, выход каждого иэ которых подключен к входу управлений соответствующего регистра записи кода амплитудного значения напряжения, последовалельно включенные между входными и выходными клеммами каждой фазы трансформатор тока и дискретный регулирующий элемент, включающий в себя автотрансформатор, входная обмотка которого имеет отводы, а выходная обмотка которого подключена к выходным выводам дискретного регулирующе 6 го элемента, и М силовых ключей, ири чем выход каждого датчика тока черезблок определения момента переходавыходного тока через ноль подключенк первому входу соответствующего блока управления, выходами подключен"ного к управляющим выводам силовых ключей дискретного регулирующего элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения в него введены сумматор, задающий регистр, а силовые ключи каждого дискретного регулирующего элемента выполнены переключающими, причем первые входы сум"матора соединены с выходом аналогоцифрового преобразователя, вторыевходы сумматора соединены с выходомзадающего регистра, выход сумматораподключен к информационным входамрегистров записи кода амплитудногозначения напряжения в каждой фазе,выходы которых соединены с информационными входами блока управления, начало основной секции входной обмотки автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента подключен к его входу, а конец упомянутой основной секции соединен с началом первой иэ М регулировочных секций, выводы всех регулировочных секций подсоединены к раэмыкающим и замыкающим входным выводам силовыхпереключающих ключей, выход М-госилового ключа подключен к началувыходной обмотки автотрансформатора,блок управления включает в себя Мразрядный управляемый регистр, входы управления и информационные входыкоторого подсоединены соответственно к первому информационному входу блока управления, а его выходы через усилители мощности подключены к выходам блока управления. 2. Стабилизатор по и.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что начало первой регулировочной секции автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента соединено с раэмыкающим входом первого переключающегосилового ключа, а конец упомянутойпервой регулировочной секции подключен к замыкающему входу первого переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом второй секции и раэмыкающим входом второго переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с концом второй секции, выход К-го переключающего силового ключа соединен с началом К+1-й секции и размыкающим входом КФ 1-го переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с5 концом КФ 1-й секции, выход н-го переключающего силового ключа соединен с началом и-й секции и с размыкающим входом и-го переключающего силового ключа, замыкающий вход которого 10 соединен с концом и-й секции.3. Стабилизатор по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения перенапряжений на нагрузке в момент его включения в сеть, начало первой регулировочной секции соединено с замыкающим входом первого переключакщего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом первой регулиро- ро вочной секции, а выход соединен с началом второй регулировочной секции и с замыкающим входом второгоперек- лючающего силового ключа, раэмыкаюнйй вход которого соединен с концом второй регулировочной секции, выход К-го переключающего силового ключа соединен с началом К-й регулировочной секции и с замыкающим входом К-го переключающего силового ключа, конец которой соединен с размыкающим входом К-го переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом К+1-й регулировочной секции и замыкающим входом К+1-го переключающего силового ключа, выход й-го переключающего силового ключа соединен с началом и-й регулировочной секции и замыкающим входом и-го переключающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом и- регулировочной секции.1330616 4 Корректор И,Иус актор М Закаэ 3582/50ВН Подписнотвенного комитета СССРбретений и открытий35, Раувская наб., д,4/5 13 Составитель 1 О.ОпадчиТехред В.Кадар Тирах 86 ИИПИ Государ по делам иэ