Регулятор переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 G05F1/24 

Изобретение относится к электротехнике,в частности к преобразова тельной технике, и может быть испол зовано в модных тиристорных регуляторах напряжения, работанвдих на активно-индуктивную нагрузку, к форме выходного напряжения которых предъявляются повыценные требования. Известны устройства для регулиро вания переменного напряжения, содер жащие вольтодобавочный трансформатор, тиристорные ключи, а также фазочувствительный элемент и блок сра нения, выходы которых связаны между собой и с соответствующими тиристор ными ключами fl и СЗД. Однако данные устройства характэ ризуются недостаточной надежностью из-за возможных сбоев в системе управления, наличием гальванической связи между силовой частью регулятора и системой управления устройства, а также значительными весогабаритными- показателями. Наиболее близким к предлагаемому является регулятор переменного напряжения, содержащий основной и вольтодобавочный трансформаторы и два двунаправленныхтиристорных клю ча, срединенных соответственно пара лельно и последовательно с вторичными обмотками трансфор«1аторов, фазочувствительный блок, входы кото рого подключены параллельно выходам соответствующлх тиристорных ключей, а его выход через усилитель фазочув ствительного блока соединен с управ ляющими электродами параллельного тиристорного ключа, и непосредствен но с входом блока сравнения, другой вход которого через измерительный трансформатор напряжения подключен параллельно вторичной обмотке основ ного трансформатора, а его выход через усилитель блока сравнения сое динен с управляющими электродами последовательного тиристорного ключа, и элемент задержки ЗЗНедостатком известного регуля- тора является наличие постоянной составляющей в выходном напряжении регулятора из-за различного времени прохождения тока через последовательный тиристорный ключ в положительном и отрицательном полупериодах напряжения,а следовательно, довольно высокая асимметрия выходного напряжения при симметричном напряже нии питающей сети. , Цель изобретения - .уменьшение асимметрии. выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что регулятор переменного напряжения, содержащий основной и вольтодобавочный трансформаторы и два двунаправленных тиристорных клю ча, соединенных соответственнЪ параллельно и последовательно с вто- ричными обмотками трансформаторов, фазочувствительный блок, входы ко- торого подключены параллельно выходам соответствующих тиристорных 1 лючей, а его выход через усилитель фазочувствительного блока соединен с управляквдими электродами параллельного тиристорного ключа и непосредственно с входом блока сравнения, другой вход которого через измерительный трансформатор напряжения подключен параллельно вторичной обмотке ocHOBHOiO трансформатора, а его выход через усилитель блока сравнения соединен с управляющими электродами последовательного тиристорного ключа, и элемент сравнения, дополнительно снабжен вспомогательными логическим элементом И и нуль-органом, вход KOTO.peiro подключен параллельно выходу измерительного трансформатора напряжения, а его выход через элемент задержки соединен с одним из входов вспомогательного логического элемента И, второй вход которого соединен непосредственно с выходом блока сравнения, а его выход - с входом усилителя блока сравнения. При этом обеспечивается независимость момента включения последовательного тиристорного ключа от момента прохождения тока нагрузки через нулевое значение в четных и нечетных полупериодах напряжения, что обеспечивает снижение постоянной составляющей выходного напряжения во всем диапазоне регулирования На чертеже приведена функциональная схема регулятора переменного напряжения. Регулятор содержит основной 1 и вольтодобавочный 2 трансформаторы, параллельный 3 и последовательный 4/ двунаправленные тиристорные ключи, фазочувствительный блок 5, выполненный в виде измерительных трансформаторов 6 и 7, нуль-органов 8 и 9, логического элемента И 10, блок 11 сравнения, выполненный в виде нульоргана 12, логических элементов ИЛИ 13 и И 14, усилитель 15 фазочувствительного блока, выход которого соединен -с управляющими электродами .параллельного тиристорного ключа 3, элемент 16 задержки, усилитель 17 блока сравнения, выход которого соединен- с управляющими электродами последовательного тиристорного ключа,4, измерительный трансформатор 18 напряжения, вспомогательный нульорган 19, вход которого подключ.ен параллельно выходу измерительного ±рансформатора 18 напряжения, а его выход Через элемент 16 задержки соединен с одним из входов вспомогатель: ного логического элемента И 20, второй вход которого соединен вепосрёдственно с выходом блока 11 сравнения а его выход - с входом усилителя блока 17 сравнения.

Регулятор работает следующим образом.

В момент времени, когда подается питающее напряжение на основной трансформатор 1, появляется напряжение на параллельном 3 и последовател ном 4 тиристорных ключах, которое подается через измерительные трансформаторы 6 и 7 и нуль-органы 8 и 9 на два входа логического элемента И 10 фазочувствительного блока 5, а через измерительный трансформатор18 напряжения и нуль-орган-.12 и вспомогательный нуль-орган 19 на вхо логического элемента И 14 блока 11 сравнения и элемента 16 задержки. Сформированный сигнал с выхода фазочувствительндго блока 5 одновременно подается на вход усилителя фазочувствительного блока 15, который отраба ьюает сигнал на своем выходе и на вход логического элемента ИЛИ 13, в результате чего на выходе блока 11 сравнения появляется напряжение, которое сохраняется до мвмента прохождения напряжения сети через нулевое значение.

С выхода блока 11 сравнения сигнал подается на один вход вспомогательного элемента И 20, на другой вход которого поступает сигнал с выхода элемента 16 задержки, который запускается в момент прохождения напряжения сети через нулевое значение.

Далее сигнал, отработанный на выходе усилителя фазочувствительного блока 15, от{срывает параллельный тиристорный ключ 3 и приводит к снятию сигнала на выходе фазочувствительного блока 5.

В свою очередь в соответствии с згвданным углом регулирования на выходе элемента 16 задержки отрабатывается импульс, который через вспомогательный логический элемент И 20 и усилитель блока 17 сравнения подается на последовательный тиристорный ключ 4.

Включение последовательного тиристорного ключа 4 приводит к выключению параллельного тиристорного ключа 3, так как последний оказывается

под обратным напряжением, и введению вольтодобавочной ЭДС от первич- . ной обмотки вольтрдобав очного трансформатора 2 в цепь питания основного трансформатора 1.

Открытие последовательного тиристорного ключа;4 приводит к снятию напряжения на выходе нуль-органа 9 и появлению его на выходе нульоргана 8 .

0

Такое состояние схемы сохраняется до момента времени, когда напряжение сети проходи5 через нулевое значение, и кратковременновследствие этого исчезает напряжение на выходах нуль-органа 12 и вспомога5тельного нуль-органа 19, что приводит к снятию сигнала с выхода элемента 16 задержки и выхода блока II сравнения.

При этом состояние тиристорных

0 ключей 3 и 4 не изменяется - параллельный тиристорный ключ 3 закрыт, а последовательный тиристорный ключ 4 проводит ток до момента времени, когда ток нагрузки проходит через

5 нулевое значение, после чего происходит естественное выключение тиристорного ключа.4 и появление напряжения на выходе нуль-органа 9 фазочувствительного блока 5.

0

Далее процессы протекают аналогичным образом.

Введение вспомогательного логического элемента И 20 позволяет ис5:ключить подачу управляющих импульсов на последовательный тиристорный ключ 4 раньше, чем появится импульс на выходе фазочувствительного блока 5 (момент прохождения тока нагрузки

0 через нулевое значение), т.е. при

.сЛ,

где ot - угол эгщержки от момента

5 прохождения тока нагрузки через нулейое значение;

Ч - угол сдвига между напряжением и током нагрузки;

угол дополнительной прбводимрсти, отражающий фазовый

0 сдвиг тока нагрузки, обусловленный наличием высших гармоник и зависящий как от параметров нагрузки, так и от формы напряжения.

5

Ой

LJL-trf J-J

G

РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий основной и вольтодобавочный трансформаторы и два двунаправленных тиристорных ключа, соединенных соответственно параллельно и последовательно с вторичными обмотками трансформаторов, фазочувствительный блок, входы которого подключены параллельно выходам соотнетствую щих тиристорных ключей, а его выход через усилитель фазочувствительного блока соединен с урравляющими электродами параллельного тиристорного ключа и непосредственно с входом блока сравнения, другой вход которого через измерительный трансформатор напряжения подключен параллельно вторичной обмотке основного трансформатора, а его выход через усилитель блока сравнения соединен с управляющими электродами последовательного тиристорного ключа, и элемент задержки, отличающий-с я тем, что, с целью уменьшения асимметрии выходного напряжения, он дополнительно снабжен вспомогательными логическим элементом И и нуль-органом, вход ко-§ торого подключен параллельно выходу (Л измерительного трансформатора напряжения, а его выход через элемент задержки соединен с одним из входов вспомогательного логического элемента И, второй вход которого соединен непосредственно с выходе блока срав нения, а его выход - с входом усилит теля блока.сравнения. О5 4 4