Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Иэобретение относится к электротехнике, а имение к моцдным нсточникам питания элвктропотребитёлей переменного тока, в частногти к таким источникам, от которых требуется бесперебойное снабжение электроэнергаей потребителей и может быть использовано в тех устройствах, где требуется надежное снабжение электроэнергией аппаратуры критичной к завышению напряжений. Известен стабилизатор переменного напряжения, в котором используется система регулирования электрических и магнитных величия с полупроводниковыми приборами. Стаби лизатор состоит из основного линейного и до полнительного линейного дросселей, конденсатора и двух тиристорных ключей, служащий для регулирования индуктивностей щюсселей, т.е. выходного напряжения устройства 11. Недостатком такого стабилизатора является то, что он не обеспечивает бесперебойного электропитания потребителей и их защиты от перенапряжений в случае отказа (выхода из строя) управляемых элементов или системы управления стабилизатора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизатор, содержащий первый линейный дроссель, включеннный между соответствующими входной и выходной клеммами, конденсатор, соединенный с выходными клеммами, к которым также подключен компенсатор реактивной мощности, выполненный на основе второго линейного дросселя, включенного последовательно с двумя встречно-параллельно соединенными тирнсторами (21. Однако известный стабилизатор не обеспечивает бесперебойного питания и защиты злектропотребителей при отказе управляемых элементов нли системы управления, так как на выходе стабилизатора развивается напряжение, намного превышающее номинальное, т.е. при отключении дросселя компенсатора угол сдвига fay между зходным током и напряжением принимает значение емкостного характера входного сопротивления. В этом случае приходится отключать питание аппаратуры, т.е аварийный режим стабилизатора опасен для элементов самого устройства и для аппаратуры нагрузки. Целью изобретения является повышение на дежности стабилизации и защиты потребителей от перенапряжений. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения введены первый выпрямительный мост, коммутиру ющий тиристор, усилитель, датчик выходного напряжения, причем датчик выходного напряжения входом подключен к выходным клем мам и выполнен на втором выпрямительном мосте и пороговом элементе, один вывод ко торого подключен к плюсовому выводу второго выпрямительного моста, а другой вывод - к плюсовому входному выводу усилителя, минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, выход усилителя подключен к управляющему переходу коммутиру ющего тиристора, силовые электроды которого подключены к выходу первого выпрямительного моста, вход которого шунтирует первый линейный дроссель, выполненный на магнитопроводе с воздушным зазором. При этом усилитель может быть выполнен по схеме двух оптронных тиристоров. На чертеже приведена принципиальная схем устройства. Стабилизатор состоит из последовательно л нейного дросселя 1, конденсатора 2, компенс тора 3 реактивной мощности, датчика 4 выходного напряжения (вьшолненного на основе мостовой схемы выпрямителя и подключенного к ее плюсовому выходу порогового элемента на стабилитронах), соединенного с выход1«ыми клеммами, усилителя 5, собранного на двух оптронных тиристорах, вход которого соответствующими выводами подсоединен к выходу датчика 4 выходного напр жения, коммутирующего тиристора 6 управля щим электродом и анодом соединенного с соответствующими выходами усилителя 5, вы прямительного моста 7, в диагональ которого включен коммутирующий тиристор 6. Стабилизатор работает следующим образом. При отказе регулируемых элементов или схемы управления на выходе стабилизатора развивается напряжение, превосходящее номинальное. При этом для данной цепи можно записать: вых UBX + AUi. где Ogbix вектор выходного напряжения; UBX - вектор входного напряжения; Ди, - вектор напряжения на последовательном линейно(С1 дросселе. При аварийном режиме работы стабилизатора на выпрямителе датчика выходного напряжения развивается напряжение, которое пробивает цепь стабилитронов, через которую начинает протекать ток управления входного оптронного тиристора усилителя. Оптронный тиристор запоминает открытое состояние, он подключен к источнику постоянного напряжения. Анодный ток оптронного тиристора проходит через управляющий электрод промежуточного оптронного тиристора. Последний откроется и его анодный ток про- .. идет через управляющий электрод коммутирующего тиристора 6, который переключится в открытое состояние. (В данном случае применен один из простых способов отпирания коммутирующего тиристора, при котором источник анодного питания используется и для получения необходимого управляющего тока, при этом достигается синхронизация сигнала управления с частотой UBX). Через соответствующие диоды выпрямительного моста 7 и коммутирующий тиристор 6, являющийся эффективной нагрузкой для данного моста, протекает номинальный ток нагрузки, минуя последовательный линейный дроссель 1. Таким образом щунтируется последовательный дроссель 1 последовательного LC-контура, который расстраивается, и на выходе стабилизатора развивается напряжение, близкое к входному, при этом не происходит чрезмериого нарастания токов и перенапряжений в элементах и цепях нагрузки, т.е. при Ди О UBX ивых При шунтировании последовательного линейного дросселя 1 в контуре последовательный линейный дроссель 1 - выпрямительный мост 7 - коммутирующий тиристор 6 в результате ЭДС самоиндукции ток исчезает не сразу. Амплитуды тока и напряжения с каждым полупериодом уменьшаются, т:е. в контуре проходит затухающий колебательный процесс по экспоненциальному закону. На нагрузке в момент шунтирования последовательного линейного дросселя 1 ток и напряжение не- имеют больших бросков, f Таким образом, введение дополнительных устройств и связей позволяет получить на нагрузке без ее отключения при отказе регулируемых элементов или системы управления стабилизатора сетевое напряжение с весьма низким уровнем нелинейных искажений выходного напряжения и тока. Положительный эффект устройства заключается в возможности бесперебойного питания электропотребителей и защиты их от перенапряжений в Случае отказа регулируемых элементов или системьг управления стабилизатора. При этом достигается повышение коэффициента мощности нагрузки (Cosa 0,85), определяемого суммарной емкостью применяемых в схеме конденсаторов.

Формула изобретения5

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий первый лннейиый дроссель, включенный между соответствующими входной и выходной клеммами, конденсатор, соединен- О ный с выходными клеммами, к которым , также подключен компенсатор реактивной мощности, выполненный на основе второго линейного дросселя, включенного последовательно с двумя встречно-параллельно соединен- $5 ными тиристорами, отличающийся тем, что, с делью новыщения надежности стабилизации и защиты потребителей от перенапряжений, в него введены первый выпрямительный мост, коммутирующий тиристор, 20 усилитель, датчик выходного напряжения, причем датчик выходного напряжения входом подключен к выходным клеммам и выполнен на втором выпрямительном мосте и пороговом элементе, один вывод которого подключен к плюсовому выводу второго вьтрямительного моста, а другой вывод - к плюсовому входному выводу усилителя, минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, выход усилителя подключен к управляющему переходу коммутирующего тиристора, силовые злектроды которого подключены к выходу первого выпрямительного моста, вход которого шунтирует первый линейный щ оссель, выполненный на магнитопроводе с воздушных зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 358, рис. 5-29.