Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/24 H02J3/18 

о эо

3d

ND

Х 11 Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовател ной технике, и может быть использовано в источниках электропитания. Известно устройство для регулиро вания переменного напряжения, содер жащее трансформатор с основной и до полнительной обмотками, одна из которых подкгаочена непосредст венно, а другая - через управляемые вентили lj . Недостатком данного устройства является искажение формы кривой выходного напряжения при больших углах открывания управляемых вентилей Известно также устройство для регулирования переменного напряжения содержащее два трансформатора, первичные и вторичные обмотки которых соединены согласно-последовательно, а общая точка соединения первичных обмоток через соответствующие тирис торные ключи соединена с каждым вход ным выводом устройства pj . Недостатками этого устройства являются большие габариты и искажение формы кривой выходного напряжения при больших углах открывания тиристорных ключей. Наиболее близким по технической сущности к, предлагаемому является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее тран форматор, первичная основная обмотка которого включена в диагональ пе вого моста на управляемых двунаправ ленных вентилях, разомкнутые концы другой диагонали которого через соо ветствующие тиристоры и основные кон денсаторы подключены к входным выво дам З . Однако известное устройство имее недостаточный диапазон регулировани выходного напряжения Целью изобретения является расши рение диапазона регулирования и улуч шение формы кривой выходного напряже ния. Поставленная цель достигается .тем, что устройство для регулировайия переменного напряжения, содержащее трансформа ор, первичная основ1 ая обмотка которого включена в.диагональ первого моста на управляемых двунаправленных вентилях, разомкнутые концы другой диагонали которого через соответствующие тиристоры и основные конденсаторы подключены 8 к входным выводам, дополнительно снабжено вторым мостом на однонаправленных управляемых вентилях и двумя вспомогательными конденсаторами, а трансформатор - дополнительной обмоткой, соединенной с входными выводами через второй мост, между выходами одной из диагоналей которого и общей точкой соединения одного из выводов дополнительной обмотки и соответствующего входного вывода включены вспомогательные конденсаторы. На фиг, 1 представлена электрическая схема устройства для регулирования переменного напряженияf на фиг, 2 - временные диаграммы напряжения питающей сети и токов первичной основной и дополнительной обмоток трансформатора с различной начальной фазой (j Устройство содержит основные конденсаторы 1 и 2, тиристоры 3 и 4, первый мост на управляемых вентилях 5-12, трансформатор 13, первичная основная обмотка 14 которого включена в диагональ первого моста, разомкнутые концы другой диагонали которого через соответствующие тиристоры 3(4) и основные конденсаторы- 1(2) подключены к входным выводам устройства, дополнительную 15 и вторичную 16 обмотки трансформатора, вспомогательные конденсаторы 17 и 18, второй мост на управляемых вентилях 19-22, При -этом дополнительная обмотка 15 трансформатора 14 соединена через второй мост на управляемых вентилях 19-22 со входными выводами, а вспомогательные конденсаторы 17 и 18 включены между выходами одной из диагоналей второго моста и общей точкой соединения одного из выводов дополнительной обмотки 15 и соответствующего входного вывода устройства, 1- . Индуктивность первичной основной обмотки 14, входящей в разрядную цепь основных конденсаторов 1 и 2, и емкости этих конденсаторов, а также индуктивность первичной дополнительной обмотки 15, входящей в разрядную цепь вспомогательных конденсаторов 17 и 18, и емкости этих конденсаторов выбраны та:к, что разряд носит колебательный характер и частота токов,, протекающих соответ3ственно по первичным основной и дополнительным обмоткам, равна частоте сети, а сдвиг фаз между токами этих обмоток может меняться автоматически от О до от 180 до 270 с помощью блока управления вентилями в зависимости от уровня выходного напряжения. Устройство работает следующим образом. В положительный полупериод напряжения сети (фиг.2а) в момент tg открываются тиристоры 3 и 19, и с этого момента до момента t, заряжаются конденсаторы 1 и 17 до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент t{ проецесс заряда .онденсаторов 1 и 17 прек-ращается и тиристоры 3 и 19 закрываются. В дальнейшем заряженный основной конденсатор V разряжается на первичную основную обмотку 14 трансформатора 13 при открывании вентилей 5 и 6, а заряженный вспомогательньй конденсатор 17 - на первичную дополнительную обмотку 15 трансформатора 13 при открывании вентиля 21. При этом ,по первичным обмоткам 14 и 15 протекают положительные полуволны тока (фиг. 2 б,в). Меняя момент открывания вентиля 21 в диапазоне от момента t,j до момента t (фиг.2а), а момент открывания вентилей 5 и 6 оставляя постоянным, равным t, (фиг. 2 ,а можно менять начальную фазу положительной полуволны тока первичной дополнительной обмотки Т5 относитель но фазы положительной полуволны тока первичной основной обмотки 14 от (|) 0° до Ц) 90° (фиг.2 6 ,Z). По окончаний.положительных полуволн то ка в обмотках вентили 5, 6 и 21 зак рываются, и в то же время открываются вентили 7; 8 и 22 и аналогичны образом в обмотках формируются отри цательные полуволны тока (фи;г.25,&) от разряда конденсаторов 2 и 18, за ряжаемых с момента t до мОмента tg (фиг.2) через тиристоры соответственно 4 и 20 до амплитудного значени напряжениясети с полярностью, указанной на фиг. 1. 284 Если вместо вентилей 5, 6 и 7,8 во время разряда основных конденсаторов 1 и 2 открывать соответственно вентили 9, 10 и 11, 12, то направление тока в первичной основной обмотке 14 трансформатора изменяется на противоположное (фиг. 2,д), тогда при тех же углах управления вентилями 21 и 22 начальная фаза тока дополнительной обмотки 15 может меняться относительно фазы тока основной обмотки 14 от ф ( 270° (фиг. 2 е и ) . Изменение начальной фазы переменного тока в первичной дополнительной обмотке 15 приводит к изменению фазы магнитного потока, создаваемого током этой обмотки в магнитопроводе трансформатора, что в свою очередь приводит к изменению результирующего магнитного потока, создаваемого токами обеих первичных обмоток. Изменение результирующего магнитного потока приводит к изменению ЭДС наводимой во вторичной обмотке 16 трансформатора, а соответственно и выходного напряженияi Если мощности всех конденсаторов одинаковы, а число витков первичной основной обмотки 14 равняется числу витков первичной дополнительной обмотки 15, то при изменении начальной фазы тока в первичной дополнительной обмотке 14 от O Roif90, выходное напряжение может изменяться плавно от лГ U(Qn, , где нol( номинальное напряжение, а при изменении начальной фазы от 1)1 180 до (з/ 270 выходное напряжение может изменяться от О до U , что приводит к существенному расширению диапазона регулирования выходного напряжения. При этом форма выходного напряжения близка к синусоидальной во всем диапазоне регулирования. При этом по отношению к питающей сети само устройство является емкостной нагрузкой, а следовательно, и может передавать в сеть реактивную мощность, что улучшает его энергетические показатели.

1

ГЗ

te

f

a .

ч

Js

Tif

iS

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее трансформатор, первичная основная обмотка которого включена в диагональ первого моста на управляемых двунаправленных вентилях, разомкнутые конщй другой диагонали которого через сортйетствующйе тиристоры и основные конденсаторы подключены к входным выводам, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и улучщения кривой выходного напряжения,, оно снабжено вторым мостом на однонаправленных управляемых вентилях и двумя вспомогательными конденсаторами, а трансформатор - дополнительной обмоткой, соединенной с входными выводами через второй мост, между выходами одной из диагоналей которого и общей точкой соединения одного из выводов дополнительной (Л обмотки и соответствующего входного вывода включены вспомогательные конденсаторы.

Ч-180

: v-z70

ж