Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

тока. Напряжение рассогласования изменяет фазу управляющих импульсов блока 5 управления. Соответственно изменяется угол отпирания тиристоров 7-15, что приводит к изменению тока и напряжения выпрямителей 19-21 и сз ммарного тока в нагрузке 26, Существенным для достижения поставленной цели является выполнение блока 5 с

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока.

Цель изобретения - повьшение надежности и технологичности стабилизатора тока при работе возле близко расположенных физических установок.

На фиг, 1 показана схема стабилизатора тока; на фиг, 2 - схема преобразователя числа фаз.

Стабилизатор тока содержит датчик 1, управляемый источник 2 опорного сигнала, блок 3 управления, измерительно-усилительный блок 4, блок 5 импульсно-фазового управления преобразователь 6 числа фаз, управляемые ключи 7-15, трехфазные силовые трансформаторы 16-18, трехфазные двухполупериодные выпрямители 19 21, реакторы 22-24, фильтр 25 и нагрузку 26 стабилизатора. На схеме выделены съемные силовые модули 27- 29, каждый из которых содержит силовой трансформатор и трехфазный двух- полупериодный выпрямитель (соответственно блоки 16 и 19, 17 и 20J 18 и 21), а также показана схема одного из управляемых ключей, который содержит два тиристора. Позицией 30 обозначены выходы синхронизирующих напряжений блока 6,

Стабилизатор работает следукяцим образом.

Сигнал, пропорциональный силе тока, с выхода датчика i тока поступает на один из входов измерительно- усилительного блока 4, На другой вхо блока 4 поступает опорный сигнал с выхода управляемого источника 2 опорного сигнала. Значение опорного сигнала задается блоком 3 управления, с вы9232 6N

каналами, сбеспечипающее 6 N- пульсный режим выпрямления. Это поз- воляет разукрупнить силовой модуль стабилизатора, а узлы, содержащие элементы с пониженной стойкостью к радиации, компоновать в съемные однотипные модули, чем создаются удобства для замены вышедших из строя узлов, 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

0

хода которого соответствующий сигнал поступает на управляющий вход источника 2, При отклонении величины тока в нагрузке от заданного значения на выходе измерительно-усилительного блока 4 появляется напряжение рассогласования, величина и знак которого зависят соответственно от величины и знака отклонения тока. Под действием напряжения рассогласования, поступающего на вход блока 5 импульсно-фазового управления, изменяется фаза управляющих импульсов, вырабатываемых каналами блока 5, Соответственно изменяется угол отпирания тиристоров в управляемых ключах 7-15, что приводит к изменению выпрямленного напряжения и тока каждого из выпрямителей 19-21 и, естественно, суммарного тока в нагрузке 26, Ток в нагрузке изменяется до тех пор, пока вели чин его отклонения от заданного значения не уменьшится до пренебре, жимо малого значения, равного величине статической ощибки стабилизатора. Преобразователь 6 числа фаз обеспечивает получение N систем трехфазных напряжений, при этом сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений соседних систем составляет , При совместной работе всех N двухполупериодньгл выпрямителей, входящих в состав стабилизатора, обеспечивается 6Н-пульсный режим вьтрям5ления, Реакторы 22-24 служат для

уменьшения уравнительных токов между параллельно работающими силовыми модулями 27-29, Фильтр 25 обеспечивает уменьшение переменной со ставляющей тока в нагруз - ке.

0

Преобразователь 6 числа фаз может быть выполнен на базе известного и широко используемого промышленного оборудования, например трехфазных фазорегуляторов типаФР072/4. (N-1) подобных фазорегуляторов включаются параллельно по первичной стороне, а их выходы подсоединяются к соответствующим выводам преобразователя 6. После установки в соответствующее положение роторов фазорегуляторов получают требуемые N систем трехфазных напряжений (с учетом силовой сети);

Преобразователь числа фаз по п. 2 формулы работает следующим образом.

На входные выводы А, В, С преобразователя числа фаз на трансформаторе 31 (фиг. 2) поступают фазные напряжения Е, , Eg и Е , которые при- ложены к первичньт обмоткам 32-34, а также подводятся к выходным вывода А,, В и GI. Таким образом, на указанных выходных выводах имеется первая система трехфазных напряжений, которая не отличается от поступающей на входные выводы. Обозначим фазные напряжения на выводах А, В, и Ci соответственно Е,, Eg, и .f.

На выходных выводах А , В2 и Сд с вторичных обмоток 35-37 имеется вторая система трехфазных напряжений, при этом сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений первой и второй систем составляет /Г/ЗК. Обозначим фазные напряжения второй системы соответственно 2 &г и сг- пряжение Е является векторной суммой двух напряжений:Iнапряжения на первом отводе (а, ) „ и напряжения на первой вторичной обмотке 37 фазы С

16

т.е. - Г

Ь/п - 4

+и«

-Д2

где и,п E;,W,„/Wя, и, /Wp;

Wyn число витков секции первичной обмотки, включенной между первым отводом (ai) и общим выводом этой обмотки;

Wn - полное число витков первичной обмотки;

Wiff - число витков первой вторичной обмотки.

Подставив значения U)n и , получим

. (AWf ,(5 )/W.,T. Кроме того, укажем еще два условия: Efl- равны по амплитуде.

векторы Е и Е,2 сдвинуты один относительно другого на угол /3N. Из последнего соотношения и с учетом указанных условий легко найти и

W,a .

На выходных выводах А, B/v и dv- имеется N-я система трехфазных на- - -

пряжений , , и , сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений этой системы относительно первой составляет (N-1) if/. Фазное напряжение равно

/,у (ЕдУ,п +E,-W,fc )/Wn.

15

го

3,0

35

40

50

55

При этом 1 /FHV и Е равны по амплитуде, векторы Е4 и Ef/i сдвинуты один относительно другого на угол (N-1)T/3N, откуда легко определить и , где Wf((7 - число витков секции первичной обмотки, включенной между к-м отводом и общим выводом этой обмотки, W)(g - число витков к-й вторичной обмотки.

Заметим, что первые вторичные 25 обмотки 35-37 имеют одинаковое число витков, равное ; К-е вторичные обмотки 38-40 имеют одинаковое число витков ; секции каждой из первичных обмоток 32-34, включенные между o6mjiM выводом и первым отводом, имеют одинаковое число витков Wff ; соответственно, секции этих обмоток, включенные между общим выводом и К-м отводом, имеют одинаковое число витков .

Введение в стабилизатор тока N-1 силовых трансформаторов, N-2 трехфазных двухполупериодных выпрямителей, N-1 реакторов, 3(N-1) управляемых ключей и преобразователя числа фаз с 3N выходными выводами выгодно отличает предложенное техническое решение от известного, так как позволяет разукрупнить силовой модуль 45 стабилизатора, размещаемый вблизи физической установки в зоне радиации и целиком эвакуируемый (в известном устройстве) из этой зоны в случае выхода из строя какого-либо его элемента или узла. Предложенное техническое решение позволяет при размещении силового оборудования стабилизатора тока вблизи физической установки реализовать следуюш €е принципы: узлы, содержащие элементы с пониженной стойкостью к радиации, компонуются Б съемные однотипные модули относительно небольшой установочной мощности; прочие узлы, обладающие высокой стойкостью к радиации, компонуются так, чтобы создать максимум удобств для эвакуации указанных съемных модулей.

Предложенная структура стабилизатора тока обеспечивает повышение на- .дежности, которое достигается главным образом путем уменьшения времени простоя на отказ (при выходе из стро полупроводниковых диодов), что обусловлено применением быстроразъёмных электрических соединений выводов модулей, так как вследствие относительно небольшой установочной мощности , модулей применение таких соединений допустимо без снижения их надежности; использование готовых элементов и узлов, апробированных в силовых преобразовательных агрегатах широкого применения, так как в отличие от известного устройства силовое оборудование, размещенное вблизи физической установки, не содержит узкоспециальных узлов; повьшение технологичности, которое достигается главным образом путем исключения сложного силового трансформатора с двумя комплектами вторичных обмоток с большим сечением проводника, а также модульного построения,силового оборудования.

Формула изобретения

1, Стабилизатор постоянного тока, содержащий силовой трансформатор, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя, реактор, фильтр, датчик тока, при этом первый -выходной вывод фильтра непосредственно, а второй - через датчик тока соединены соответственно с первым и вторым зажимами для подключения нагрузки, три управляемых .ключа, каждый из которых выполнен в виде параллельно-встречного соединения двух тиристоров, блок им- пульсно-фазового управления, вход которого подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы последнего соединены соответственно с выходами датчика тока и управляемого источника опорного сигнала, управляющий вход которого подключен к блоку управления, о.тличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и технологичности .стабилизатора при работе возле близко расположенных физических устано

вок, в него введены N- силовых трансформаторов, N-2 трехфазных двухполу- периодных выпрямителей, N-1 реакторов, 3(N-1) управляемых ключей, прео.бразователь числа фаз с 3N выходными выводами, где N - число сменных силовых модулей, N равно 2 и более, выводы одной полярности трехфазных двухполупериодных выпрямителей через реакторы подключены к первому входному выводу фильтра, а выводы другой полярности соединены между собой и подключены к второму выходному выводу фильтра, входные

вь1воды трехфазных двухпо.пупериодных выпрямителей подключены к вторичным обмоткам силовых трансформаторов, первичные обмотки которых через управляемые ключи подключены к соответствующим выходным выводам преобразователя числа фаз, входные выводы последнего подключены к трехфазной силовой сети, блок импульсно-фазово- го управления выполнен с -бЫ каналами, входы которых запараллелены и подключены к входу этого блока, а выходы подключены к управляющим входам тиристоров управляемых ключей, выходы синхронизирующих напряжений преобразователя числа фаз подключены к соответствующим.входам блока им- пульсно-фазового управления.

2, Стабилизатор по п. i, отличающийся тем, что преобразователь числа фаз выполнен в виде трехстержневого трансформатора, на каждом стержне которого размещены первичная и N-1 вторичных обмоток, при. этом первичные обмотки выполнены с N- отводами и соединены звездой, входные выводы преобразователя числа фаз соединены пофазно с соответствующими выходными выводами его, при этом к указанным входным выводам подсоединены также пофазно свободные выводы первичных обмоток, первые отводы первичных обмоток через встречно включенные первые вторичные обмотки, а К-е - через встречно включенные К-е вторичные обмотки соединены с соответствующими выходными выводами преобразователя числа фаз, при этом указанные соединения отводов первичных обмоток фаз- А, В и С выполнены соответственно через вторичные обмотки фаз С, А и В или в, С и А, N трехфазных резистив- ных делителей напряжения включены между выходными выводами и общей

71259232

шиной преобразователя числа фаз, к „выходам синхронизирующих напряжений

кот ука

которого подключены выходные выводы указанных делителей.

Изобретение относится к вторичным источникам питания. Цель изобретения - повьшение надежности и технологичности стабилизатора постоянного тока при работе возле близко расположенных физических установок, Сигнал с выхода датчика 1 тока поступает на один вход измерительно- усилительного блока 4, на другой вход которого поступает опорный сигнал с источника 2. На выходе блока 4 появляется напряжение |)ассогласо- вания, величина и знак которогозависят от величины и знака отклонения ) (Л 26 4W.f

0

AI

ZfBi

0с,

Фи2.2

W(

Редактор В, Данко

Составитель С. Черньппева Техред Л.Сердюкова

Заказ 5120/45Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Самборская