Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1986 года по МПК H02M5/257 

5У utt(

Ufuf .J Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразонательной технике. Целью изобретения является повышение точности установки выходного напряжения в режиме стабилизации и упрощение за счет упрощения коммутации обмйток трансформатора. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока управления; на фиг.З - таблица состояний ключей Устройство содержит трансформатор 1 с вольтодобавочной обмоткой, состоящей из секций 2-4 и вольтодобавочной обмоткой из секций 5-8, включенными мезвду собой согласнопоследовательно с помощью соответствующих двунаправленных ключей 9-1 11-12, 13-14, основного блока комму тации и двунаправленных ключей 15-1 17-18, 19-20, мост 21, плечи которо го выполнены на двунаправленных клю чах 22-25, и блок 26 управления. Блок 26 управления состоит из из мерительного узла (ИУ) 27 (для режи ма стабилизации) или узла (УВ) 28 ввода исходных данных (для режима регулирования), узла 29 вычисления управляющего кода (УВУК), узла 30 синхронизации с питающей сетью (УСС и узла 31 согласования (УС). Принцип регулирования выходного напряжения основан на изменении коэ фициента трансформации трансформато ра, выбор необходимого значения которого осуществляется включением с помощью соответствующих двунаправленных ключей определенного количества секций вольтодобавочной и ос новной обмотки. Точность регулирова ния выходного напряжения определяется наименьшей величиной напряжения секции основной и вольтодобавоч ной обмоток трансформатора. Напряжение остальных секций выбирается в соответствии с разрядами двоичного ряда Uj/Uj/U U4/UT/Ub 1/2/4, напряжение секций 2 и 6 наимень шей ступени регулирования, - напряжение секций соответственно 3,7,4,8 остальных 52 ступеней регулирования . Количество ступеней регулирования определяется диапазоном изменения входного (выходного) напряжения. В качестве двунаправленных ключей могут быть использованы симисторы, встречно-параллельно включенные тиристоры и т.п. Устройство позволяет поддерживать выходное напряжение на заданном уровне при изменении напряжения питакицей сети (режим стабилизации), а также осуществлять регулирование выходного напряжения при постоянной величине напряжения питающей сети (режим регулирования). В каждом случае, обмотки трансформатора включаются последовательно, обеспечивая протекание в магнитопроводе постоянного по величине магнитного потока и сохранение постоянного значения ЭДС одного витка. Устройство работает следующим образом. Режим стабилизации выходного напряжения . При и„ , ., (и, - входное напряжение, U,, - номинальное выходное напряжение) замыкаются ключи 22 и 25 моста 21, включая трансформатор 1 в режим повышения напряжения. В соответствии с величиной входного напряжения подключаются секции 6-8 основной обмотки и секции 2-4 вольтодобавочной обмотки,причем с подключением любой секции основной обмотки соответствующая ей секция вольтодобавочной обмотки исключается и наоборот. При и„ ,.,g замыкаются двунаправленные ключи 23 и 24 моста 21, включая трансформатор 1 в режим понижения напряжения. Выходное напряжение снимается с постоянно подключенных секций 5-8, а стабилизация достигается соответствующим подключением секций 2-4. За счет того, что входное напряжение оказывается приложенным к соответствующему количеству секций обмоток трансформатора 1, величина ЭДС одного витка сохраняется постоянной. А так как выходное напряжение снимается с постоянно включенных секций обмоток, оно сохраняется постоянным во всем диапазоне изменения входного напряже При U, и замыкаются двунаправленные ключи 22 и 24 моста 21, и трансформатор 1 из работы исключается. Для работы устройства в указанном режиме секция 5 основной обмотки трансформатора 1 должна быть рас считана на минимальное значение напряжения питающей сети. Порядок включения ключей устройства приведен на фиг.З. Режим регулирования выходного напряжения. Если необходимо получить выходное напряжение меньшего значения, чем входное, замыкаются двунаправленные ключи 23 и 24 моста 21,включая трансформатор 1 в режим понижения напряжения. Приэтом секции 2-4 подключаются в комбинации, соответствующей разности напряжений U«t Ujb,, . Причем с подключением любой секции вольтодобавочной обмотки соответствующая ей секция основной обмотки исключается, и наоборот. Входное напряжение оказывается приложенным к постоянному числу витков обмоток трансформатора 1, вслед ствие чего ЭДС одного витка не меня ется во всем диапазоне регулировани Если необходимо получить выходно напряжение большего значения, чем входное, замыкаются двунаправленные ключи 22 и 25 моста 21, включая трансформатор 1 в режим повышения напряжения. Входное напряжение прикладьшается к постоянно подключенным секциям 5-8. Регулирование напряжения достигается соответствующи подключением секций 2-4 вольтодобавочной обмотки. Для отключения устройства от пи тающей сети двунаправленные ключи 24 и 25 моста устанавливают в отключенное состояние. Формула изобретения Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий трансформатор с основной и секционированной вольтодобавочной обмотками, основной блок коммутации, связанный с секциями вольто- добавочной обмотки, и мост на управлйемых ключах, при этом один из выводов основной обмотки соединен с первыми входным и выходным выводами, вольтодобавочная обмотка подключена к выводам первой диагонали моста на управляемых ключах, к первому и второму выводам второй диагонали которого подключены соответственно второй входной и второй выходной выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки выходного напряжения в режиме стабилизации и упрощения за счет упрощения закона коммутации обмоток трансформатора, основная обмотка выполнена секционированной, секции которой связаны между собой через введенный дополнительный блок коммутации, управляемые ключи моста выполнены двунаправленными, основной и дополнительные блоки коммутации содержат по два двунаправленных ключа на каждую секцию, один из которых образует последовательную цепь с соответствующей секцией, другой включен параллельно упомянутой последовательной цепи, при этом другой вывод основной обмотки соединен с одним из выводов вольтодобавочной обмотки таким образом, что секции основной и вольтодобавочной обмоток соединены согласно-последовательно.

Лрине амия: 1. ли шаъ регулирования (ста0илизациа).

2. Для ключей, не помещенHI IX 5 скоёш, змаку 1 ctKJmSemcmSyem дкпюченноЕ состояние, зникц О-Откпизченное состояние, а. апяключт.помещеннык 8 скобки, наооарот. ЧРиг.З

Изобретение относится к области преобразовательной техники и мо-. жет использоваться для стабилизации и регулирования напряжения переменного тока. Цель изобретения повьппение точности установки выходного напряжения в режиме стабилизации и упрощение. Преобразователь ра