Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к мощным стабилизаторам переменного напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизации и улучшение массогабаритных показателей.

На Чертеже изображен стабилизатор переменного напряжения.

Устройство состоит из линейного дросселя 1, конденсатора 2, компенсатора 3 реактивной мощност и, датчика 4 выходного напряжения (выполненного на, основе мостовой схемы выпрямителя и подключенных к ее плюсовому выходу первого и второго пороговых элементов), соединенного с выходными зажимами стабилизатора, первого усилителя 5, собранного на двух оптронных тиристорах, вход которого соответствующими выводами связан с выходом датчика 4 выходного напряжения, коммутирующего тиристо- ра 6, управляющим электродом и анодом соединенного с соответствующими выходами первого усилителя 5, первого выпрямительного моста 7, на выходе которого включен коммутирующий тиристор 6, второго порогового элемента на динисторе, подключенного к плюсовому выходу второго выпрямительного моста 4, узла 8 управления тиристорами, второго усилителя 9, выполненного на одной транзисторной оптопаре и двух рптронных тиристорах шунтирующего резистора 10, соединенного через выходные выводы второго усилителя 9 с вьшодом первого выпрямительного моста 7, усилители-ограничителя 11, входными выводами соответственно подсоединенного к выходу второго выпрямительного моста 4, а выходными вьшодами подключенного к входным вьгоодам узла 12 .сравнения, выходы которого соединены с одним из светодиодов оптронного реле 13, другой светодиод которого подключен к-второму пороговому элементу второго выпрямительного моста 4, а фото - тиристор оптронного реле анодом соединен с плюсовым вьшодом первого выпрямительного моста 7 и катодом соответственно с вьтодом второго усилителя 9.

Узел 8 управления тиристорами служит для формирования отпирающих импульсов тиристоров компенсатора 3 реактивной мощности.

44645 ,,2

Стабилизатор работает следующим образом.

При изменении входного напряжения под действием дестабилизирующих фак5 торов на выходе стабилизатора с датчика напряжения, выполненного на базе рыпрямительного моста 4, соответствующим образом поступает сигнал на вход усилителя-ограничителя 11, вы10 полненного по схеме масштабного усилителя-ограничителя.

Усиленный сигнал соответственно подается на один из входов гибридного порогового тиристора узла 12 сравне15 кия, а на другой вход с конденсатора поступает пилообразное напряжение, синхронизированное с сетью. (Электра- питание; усилителя-ограничителя 11 и узла 12 сравнения осуществляется тем

20 же переменным нгтряжением, что и первый линейный дроссель 1, благодаря оптронной гальванической развязке и построению цепей питания. Временное напряжение выпрямляется и через ба25 ластное сопротивление подается на

кремневые стабилитроны, которые ограничивают его амплитуду. Пульсирующее напряжение имеет форму-трапеции со стабилизированной амплитудой. Оно и

;Ш используется для питания усилителя- огранич ителя 11 и схемы 12 сравнения и одновременно синхронизирует их работу с сетью).

В моменты времени, когда уров35 ни напряжений входов гибридного по- . рогового тиристора выравниваются, .последний срабатьгоает. При этом вы- рабатьшаются импульсы, сдвинутые относительно начала полупериода на40 пряжения на угол, пропорциональный сигналу ошибки на входе операционного усилителя ограничителя 11. Эти импульсы возбуждают.соответствующий светодиод оптронного реле 13, фото45 тиристор которого, освещаясь, включается. Через светодиод оптотиристо- ра второго усилителя 9 от момента подачи импульса до конца полуперио- да пройдет ток (такое расширение им50 пульса необходимо из-за активно-индуктивного характера нагрузки устройства). Затем второй усилитель 9 подклочит шунтирующий резистор 10 через первый выпрямительный мост

55 параллельно первому линейному дросселю, у1 1еньшая коэффициент передачи LC-контура стабилизатора, т.е. изменяя выходное напряжение. (Выход15

20

25

ное напряжение устройства контролируется элементами обратной связи - вторым выпрямительным мостом 9 на выходе стабилизатора и усилителем- ограничителем 11. Таким образом, цепь обратной связи замыкается, и происходит стабилизация установленного уровня выходного напряжения устройства),

Как только напряжение на выходе стабилизатора спадает до номинального, шунтирующий резистор 10 через некоторое время отключается от первого линейного дросселя 1.

С момента окончания действия сигнала от датчика выходного напряжения 4 шунтирующий резистор 10 продолжает оставаться включенным на некоторое время, не превышающее длительности полупериода, так как опт- роннь1й выходной тиристор второго усилителя 9 будет открыт до конца полупериода. При последующих возмущениях, вызванных скачком амплитуды выходного напряжения, усиленный сигнал ошибки снова подключит шунтирующий резистор 10 в диагональ первого выпрямительного моста и т.д.

Таким образом, в переходном режиме (сброс и наброс нагрузки или провал и всплекс входного напряжения) при определенных фазовых углах подключения шунтирующего резистора 10 через первый выпрямительный мост 7 к первому линейному дросселю 1 устройства, коэффициент передачи изменяется, а напряжение на выходе стабилизатора поддерживается на заданном уровне.

При изменении угла уп равления вклю- д чением шунтирующего резистора 10 от О до резко изменяется коэффициент передачи с изменением общей проводимости разветвленной части цепи первого линейного дросселя 1 и шунти- рующего резистора 10. При этом заметно coкpaп aeтcя продолжительность переходного процесса, так как вход в зону регулирования менее длителен, ем при коммутации реактора (компенсатора 3 реактивной мощности).

Таким образом, при определенных фазовых углах коммутации шунтирующего резистора 10, включенного через первый выпрямительный мост 7 парал- 55. лельно первому линейному дросселю 1 на выходе стабилизатора при различных возмущениях входного и выходного

10

30

35

50

6454

напряжений стабилизатора поддерживается выходное напряжение на заданном уровне. ( Такой метод фазовой коммутации шунтирующего резистора 10 сопро- вождается изменением реактивной мощности и, следовательно, приводит к изменению напряжения нагрузки и может считаться простым средством регулирования выходного напрял ения устррй- ства).

При нормальной работе устройства возможна и одновременная работа основ ного и вьш1еуказанного узлов управления устройства, В этом случае осуществляется комплексное воздействие на параметры электрической энергии посредством регулирования развиваемых мощностей шунтирующим резистором 10 и вторым линейным дросселем 3 сверх мощности конденсатора 2, для гашения максимального выходного напряжения, А чем больше число управляемых элементов, тем меньше суммар- .ная установочная мощность входящих в состав, устройства реактивных эле- мептов5 а следовательно, и несколько улучшаются массогабаритные показа- т&пи стаб шизатора в целом. При этом также обеспечивается и защита аппаратуры от значительных перенапряжен1-ш и токов переходных процессов, а коэффициент нелинейных искажений на выходе стабилизатора при работе на выпрямительное устройство составляет

д

5.

35

0

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения по авт.св. N- 1104484, отличающийся тем, что, с целью п(вышения надежности стабилизации и улучшения массогабаритных показателей, в него введены усилитель-ограничитель, узел сравнения и оптрон- ное реле, вход усилителя ограничителя соединен с выходом датчика выход- . ного напряжения, а выход подсоединен к плюсовому входу узла сравнения, который одним из выводов связан с анодом, а другим - с катодом первого светодиода оптронного реле, при этом другой вывод второго порогового элемента подключен к плюсовому .выводу второго усилителя через пару второй светодиод-фототиристор оптронного реле, причем второй свето- диод соединен анодом с плюсовым выводом второго порогового элемента.

5124/i64S6 .

катодом - с отрицательным выводом плюсовому выводу первого выпрями- нторого выпрямительного моста, а тельного моста, а катодом к плюсо- «lioTOTHpHCTop анодом подк.пючен к вому входу второго усилителя.

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока и является дополнительным к изобретению по авт.св. № 1104484. Целью изобретения является повьшение надежности стабилизации и глучшение массогабаритных показателей. Цель достигается тем, что в устройство введены усилитель-ограничитель 11, узел 12 сравнения и оптронное реле 13. При изменении выходного напряжения с датчика 4 напряжения на вход усилителя-ограничителя 11 и один из входов узла 12 поступает сигнал.- На другой вход узла 12 поступает пилообразное напряжение. В результате формируются импульсы, которые через реле 13 подаются на усилитель 9. Усилитель подключает резистор 10 через выпрямительный мост 7 к дросселю 1, уменьшая тем самым коэффициент передачи LC-конту- ра стабилизатора и изменяя выход- . нов напряжение. При установлении выходного напряжения в допустш- ьг с пределах резистор 10 отключается от первого линейного дросселя 1. 1 ил. (О сл /f tsS .4; 4 О5 ij; ел К)