Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/24 H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано в регуляторах различной мощности для обеспечения энергоснабжения потребителей с изменяющей ся во времени нагрузкой. Известно устройство, содержащее два реактора, вторичные обмотки которых соединены между собой, и пред назначенное для деления токов между параллельно включенными цепями ij , Известны также устройства,обеспе чивающие равномерное деление токов между параллельно включенными венти лями 2J . Недостатками известных устройств равномерного деления тока являются .низкие массогабаритные показатели, вследствие завышения их установленной мои ности из-за подмагничивающего действия тока, протекающего через первичную обмотку в одном направлении. Наиболее близким к предлагаемо. му по технической сущности является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее входные и выходные выводы, одна пара из которых соединена между собой непосредственно, а между другой парой их включены параллельно два регулирующих органа, каждый из кото рых выполнен в виде инвертора с со гласующим трансформатором на выходе вторичная обмотка которого включена последовательно с коммутатором, содержащим управляемые ключи 3j . Недостатками известного устройст являются низкие массогабаритные пок затели из-за необходимости вводить дополнительно низкочастотные уравни тельные трансформаторы при большом количестве регулирующих органов и низкая надежность работы устройства из-за неравномерной загрузки параллельно включенных управляемых ключей при увеличении мощности самих регули рующих органов. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей, повышение надежности и расширение диапазона регулирования выходной мощности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее входные и выходные выводы, одна пара из которых соединена между собой непосредственно, а между другой паро их включены параллельно два регулиру няцих органа, каждый из которых выпол ней в виде инвертора с согласующим трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого включена последовательно с KONCHyTaTopoM, содержащим управляемые ключи, введено И дополнительных регулирующих органов, а каждый регулирующий орган снабжен iTt уравнительными трансформаторами, крайние выводы первичных обмоток каждого из которых через соответствующую пару управляемых ключей коммутатора соединены с выходными выводами вторичной, обмотки согласующего трансформатора данного регулирующего органа, средние точки которых соединены между собой и подклю,чены к выходному выводу устройства, а вторичные обмотки уравнительных трансформаторов всех регулирующих органов соединены между собой согласно-последовательно в короткозамкнутую цепь, На чертеже представлена функциональная схема устройства для регулирования переменного напряжения. Устройство содержит три (п«3) аналогичных регулирующих органа 1-3 с входными клеммами 4 и 5, присоединенными к входным выводам 6 и 7 устройства и выходными клеммами 8-13, соединенными с первичными обмотками уравнительных трансформаторов 14-22 (гг) 3) , , при этом каждый из регулирую цих органов 1-3. выполнен в виде инвертора 23 с согласующим трансформатором 24, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, соединенной с входным выводом 4, а ее начало и конец (выходные выводы) соединены через три управляемых ключа 25-27 и 28-30 переменного тока с выходными клеммами 8-13 соответствующего регулирующего органа, выходные выводы 31 и 32, один из которых (32) соединен с входным выводом 5 непосредственно, а другой 31) подключен к общей точке соединения средних точек первичных обмоток всех уравнительных трансформаторов 14-22, вторичные обмотки 33-41 Которых соединены между, собой согласно-последовательно в корЪткозамкнутую цепь, нагрузку 42. Устройство работает следующим образом. Инверторы 23 преобразуют входное напряжение в напряжение повышенной частоты, осуществляя при этом его регулирование. Это напряжение- прикладывается к первичным обмоткам согласующих трансформаторов 24. Снимаемое с вторичных обмоток согласующих трансформаторов 24 напряжение суммируется с входным напряжением и через управляемые ключи 25-27 и 28-30, работающие в противотакте с той же частотой, что инвертор 23, и первичные обмотки уравнительных трансформаторов ;-14-22 подается на выход регулятора к.нагрузке 42. Уравнительные трансформаторы 14-22 работают на повышенной частоте.

МагнитодЁижущие силы первичных и вторичных обмоток уравнительных трансформаторов 14-22 должны быть между собой уравновешены. Поскольку через вторичные обмотки протекает Общий ток, токи в первичных обмотках должны быть пропорциональны коэффициентам трансформации уравнительных трансформаторов 14-22. Это приводит к распределению тока нагрузки между управляемыми ключами 25-30 и соответ ственно между параллельно включенными регулирующими органами 1-3.При разбалансе токов управляемых .ключей 25-30 и регулирующих органов 1-3 в трансформаторах 14-22 возникает нег уравновешенный магнитный поток, который наводит в первичных обмотках ЭДС, выравнивающую токи в полностью управляемых ключах 25-27 и 28-30 .и регулирующих органах 1-3.

Включение уравнительных трансформаторов тока в звено повышенной частоты обеспечивает трансформаторам двухтактный режим работы, исключая, тем самым, подмагничиваюдее действие тока нагрузки. Массогабаритные показатели уравнительных трансформаторов при этом улучшаются в несколько раз, что позволяет уменьшить массу и габариты регулятора на 5-10%.

Автоматическое распределение тока нагрузки между полностью управляемыми ключами, а следовательно, и между параллельно работакядими регулирующими органами снимает необходимость установки дополнительных устройств и сложных схем вклю 1ения уравнительных трансформаторов напряжения для выравнивания токов в параллельно ра-я ботающих цепях. Это позволяет увеличить выходную мощность напряжения, а следовательно, и расширить диапазон ее регулирования вследствие неограниченного включений на параллельную работу регулирующих органов различной мощности, упростить технологию производства и настройки.

Наличие общего короткозамкнутого контура обеспечивает высокую степень равномерного распределения тока нагрузки между управляемыми ключами, . следовательно, повышает надежность работы устройства в целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее входные и выходные выводы, одна пара из которых соединена между собой непосредственно, а между другой парой их.включены параллельно два регулирующих органа, каждый из которых выполнен в виде инвертора с согласующим трансформатором на выходе/ вторичная обмотка которого включена последовательно с коммутатором, содержащим управляемые ключи, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, повышения надежности и расширения диапазона регулирования выходной мощности, введено п дополнительных регулирующих органов, а каждый регулирующий орган снабжен (п уравнительными трансформаторами, крайние выводы первичных обмоток каждого из кото рых через соответствующую пару управляемых ключей коммутатора соединены с выходными вьшодами вторичной обмотки согласующего трансформатора ел данного регулирующего органа, средние точки которых соединены между собой и подключены к выходному выводу устройства, а вторичные обмотки уравнительных трансформаторов всех регулирукяцих органов соединены между собой согласно-последовательно в короткозамкнутую цепь. о: ел ас со оо