Регулятор напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/24 H02M5/12 

iiiiiiiJ

Н1Ш

N

СО

00

to

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, вторичная обмотка трансформатора выполнена в виде двух секционированных полуобмоток, один крайний вывод второй

из которых соединен с противофазным крайним выводом первой полуобмотки трансформатора, а ее остальные (N-1) выводов подключены к тиристорным плечам второго моста, начиная с номера N.

1. РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а его вторичная обмотка выполнейа секционированной с N выводами, коммутатор, состоящий из двух мостов, плечи первого из которых выполнены на диодах, а плечи .второго - на тиристорах и диоде соответственно, в диагональ постоянного тока каждого из мостов через соответствующие дроссели включены дополнительные тиристоры, одноименные силовые выводы которь х соединены между собой через коммутирующие конденсаторы, при это.м один из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора подключен к входному плечу первого моста, а остальные N-1 ее выводов - к тиристорным плечам второго моста, и выходные выводы, связанные -с плечами первого моста, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, один из выходных выводов соединен с первым входным выводом, а другой входной вывод - с общей точкой соединения крайS него вывода вторичной обмотки трансфор(Л матора и первого входного плеча первого моста, второе входное плечо которого подключено к другому выходному выводу регулятора и диодному плечу второго моста. ,-,.

1

Изобретение относится к электронике, в частности к преобразовательной технике и может быть использовано при проектирований источников электропитания нагрузок различного назначения.

Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее силовой и вольтодобавочные трансформаторы, регулируемый выпрямитель и регулируемые ключи и схему управления 1.

Недостатками устройства являются относительная сложность и искажение формы выходного напряжения.

Известно также устройство для регулирования напряжения, содержащее вольтодобавочный трансформатор, выпрямитель, диодно-тиристорный коммутатор.

Переключение элементов ком.мутатора позволяет получать на вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора напряжение с положительным или отрицательным знаком относительно напряжения питающей сети. Сложение его с сетевым напряжением позволяет регулировать выходное напряжение от некоторого минимального до максимального значения .

Недостатки данного устройства заключаются в снижении надежности из-за перенапряжений на тиристорах, увеличенной установленной мощности коммутатора, нево зможности работы на активно-индуктивную нагрузку, поскольку тиристоры коммутатора включены в цепь выпрямителя на постоянном токе и следовательно, они теряют управляемость при индуктивном характере нагрузки.

Наиболее близким техническим решением является регулятор напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входны.м выводам, а его вторичная обмотка выполнена секци-, онированной с N выводами, коммутатор, состоящий из двух мостов, плечи первого из которых выполнены на диодах, плечи второго - на тиристорах и диоде соответствен но, а в диагональ постоянного тока каждого из мостов через соответствующие дроссели включены дополнительные тиристоры, одноименные силовые электроды которых соединень между собой через коммутирующие конденсаторы, при этом один крайний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному плечу первого моста.

а остальные ее выводов - к тиристорным плечам-второго моста, и выходные выводы, связанные с плечами первого мое-та 3.

Недостатко.м известного устройства является невозможность использования его для регулирования напряжения переменного тока и.ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения, поскольку регулирование в нем осуществляется только вниз от выбранного номинального значения.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе напряжения, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а его вторичная обмотка выполнена секционированной с N выводами, ком.мутатор состоящий из двух мостов, плечи первого из которых выполнены на диодах, а плечи второго - на тиристорах и диоде соответственно а в дигональ постоянного тока каждого из мостов через соответствующие дроссели включены дополнительные тиристоры, одноименные силовые выводы которых соединены междусобой через коммутирующие конденсаторы, при этом один крайний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному плечу первого моста, а остальные N-1 ее выводов - /к тиристорным плеча.м второго моста, ff выходные .выводы, .связанные с плечами первого моста, один из выходных выводов соединен с первым входным выводом, а другой входной вывод - с общей точкой соединения крайнего вывода вторичной обмотки трансформатора и первого входного плеча первого моста, второе входное плечо которого подключено к другому выходному выводу регулятора и диодному плечу второго моста.

При этом для расширений диапазона регулирования выходного напряжения вторичная обмотка трансформатора выполнена в виде двух секционированных полуобмоток, один крайний вывод второй из которых соединен с противофазным крайним выводом первой полуобмотки трансформатора, а ее остальные (N-1) выводов подключены к тиристорным плечам второго моста, начиная с номера N. На чертеже показана функциональная схема регулятора (для случая выполнения вторичной обмотки его трансформатора в виде.двух Секционированных полуобмоток, с числом выводов равным 3(N-3). Регулятор содержит трансформатор I, второй 2 и первый 3 мост коммутатора, дополнительные тиристоры 4 и 5, одноименные силовые выводы которых, соединены между собой.через коммутирующие конденсаторы 6 и 7, вторичную обмотку трансформатоpa 1, выполненную в виде двух секционированных полуобмоток 8 и 9, первичную обмотку 10 трансформатора 1, подключенную к первому И и второму 12 входным выводам регулятора, выходные выводы 13 и ,14 которого подключены соответственно к первому входному выводу 11 и второму входному плечу моста 3, первое плечо которого соединено со вторым входным выводом 12. При,этом крайний вывод (вывод N) первой , полуобмотки 8 подключен к первому вводному плечу моста 3, а ее остальные (N-1) выводов подключ.,ены к тиристорным плечам К и К моста 2, а остальные N-1 выводов (вывод N и вывод N-1) второй полуобмотки 9 подключены к тиристорным плечам, начиная с номера N, т.е. к плечам K.J н К4 моста 2, диодное плечо которого соединено с выходным выводом 14 регулятора. Регулятор работает следующим образом. При подаче напряжения питающей сети на входные выводы 11 и 12 на полуобмотках 8 и 9 трансформатора 1 возникают напряжения, причем напряжение одной полуобмотки, например полуобмотки 8, синфазно с напряжением сети, а второй полуобмотки 9 - противофазно. При подаче управляющих импульсов на тиристоры одного из плеч моста 2 и тиристор 4, последние включаются и на выходных вьшодах 13 и 14 появляется напряжение, соответствующее алгебраической сумме напряжений сети и выбранной секцци. Одновременно от моста 3 з.аряжаютеЯ коммутирующие конденсаторы 6 и 7. При включении тиристора 5 обеспечивается режим прямой передачи напряжения от сети К нагрузке. При этом тиристор 4 выключается напряжением конденсаторов 6 н 7, а сами конденсаторы перезаряжаются от выпрямительного моста 2. В дальнейщем переключение тиристоров 4 и 5 происходит аналогично. Дроссели, присутствующие в схеме, предназначены для улучщения условий коммутации. Изменяя интервалы включенного состояния тиристоров 4 и 5 можно осуществить плавное регулирование выходного напряжения от напряжения сети до напряжения, равного сумме или разности напряже-ния сети и выбранной секции вторичной обмотки трансформатора 1. Переключение ступеней (секций) вторичной обмотки трансформатора 1 в процессе регулирования осуществляется переводом сигналов управления с предварительно работавщей, пары тиристоров одного плеча моста 2 на следующую выбранную пару после выключения тиристора 4. Сигналы управления на включаемую пару тиристоров необходимо подавать после восстановления запирающих свойств тиристоров работавщей пары (время задержки составляет несколько десятков микросекунд). Ток нагрузки при этом не прерывается, так как тиристор 4 выключается включением тиристора 5 и ток нагрузки переводится в последний, что обеспечивает работоспособность регулятора на нагрузку с любым COSS Возникновение короткозамкнутых контуров при. переключении секций вторичной обмотки трансформатора 1 исключается задержкой подачи , импульсов на очередную пару тиристоров, определяющих выбранный уровень регулирования. Как следует из рассмотрения схемы пред.лагаемого регулятора, он при сохранении всех достоинств известного (быстродействия, надежности и т.п.) обладает более широкими функциональными возможностями, которые позволяют регулировать переменное напряжение как вверх, так и вниз от напряжения сети в выбранном диапазоне. Кроме того, в предлагаемрм рещении трансформатор 1 может рассчитываться не на полную мощность нагрузки, а на мощность, соответствующую диапазону регулирования.