Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/14 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах электропитания анодных цепей мощных генера торных ламп передатчиков различного назначения, а также для электропитания технологического оборудования, например сушильных установок.

Цель изобретения - повьппение точности регулирования и упрощение конструкции.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 с выводами 2.1-2.6 первичной обмотки 3, к вторичной обмотке 4 которого присоединена нагрузка 5, бло 6 коммутации, содержащий реле 7.1- 7.5, с силовыми 8.1-8.5 и слаботочными 9.1-9.4 контактами, каждый из которых содержит размыкающий и замыкающий вывод, измерительный блок 10, содержащий пороговые элементы в виде компараторов 11.1-11.6, а также выпрямитель 12, отрицательньй вывод которого соединен с общим выводом. Вход выпрямителя 12 подключен к входным выводам 13 и 14 от сети переменного тока.

Устройство содержит также логичекий элемент ИЛИ 15 и три источника 16-18 опорного напряжения, отрицателные выводы которых соединены с общим выводом 19, а также два делител 20 и 21 напряжения, каждый из которых содержит четыре выхода 22-25 и

26-29 соответственно.

К выходам компараторов 11.1-11.4 присоединены соответственно управляющие входы реле 7.1-7,4, например обмотки реле. К выходам компараторов 11.5 и 11.6 подключены входы логического элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с управляющим входом реле 7.5. Делители 20 и 21 включены параллельно источнику 16. Наиболее высоко потенциальный выход 25, четвертый, считая от общего вывода делителя 20, соединен с инвертирующим входом компаратора 11.5. Первый вход 26 (наиболее низкопотенциальный) делителя 21 соединен с неинвертирующим входом компаратора 11.6, Размыкаюпще.выводы силовых контактов 8.3, 8.4 и 8,5 реле 7.3, 7.4 и 7,5 включены последовательно между первым входным выводом 13 и пятым

5

выводом 2.5 обмотки 3. Вьшоды 2.4 и 2.6 соединены соответственно с замыкающими выводами силовых контактов 8.4 и 8.3 реле 7.4 и 7.3. Размыкающие выводы силовых конта;ктов

8.1и 8.3 реле 7.1 и 7.2 включены последовательно между вторым входным выводом 14 и выводом 2.3 обмотки 3. Выводы 2.1 и 2.3 соединены соответственно с замыкающими выводами силовых контактов 8.1 и 8.2 реле 7.1 и 7.2. Неинвертирующие входы компараторов 11.1, П.З и 11.5 соединены

с инвертирующи:ми входами компараторов 11.2, П.4 и 11.6 соответственно и с положительным выводом вьтря- мителя 12. К инвертирующим и неинвертирующим входам компараторов 11.1 и 1 1. 2 присоедд нены положительные выводы источников 17 и 18 опорного напряжения соответственно.

Размыкающие выводы слаботочных контактов 9.1 и 9.3 реле 7,1 и 7.2 включены последовательно между выходом 28 делителя 21 напряжения и неинвертирующим, входом компаратора 11.3. Замыкающие выводы слаботочных контактов 9.1 и 9.3 реле 7.1 и 7.2 подключены соответственно к выводу 29 и выходу 27 делителя 21, Замыкающие выводы слаботочных Vконтактов

9.2и 9.4 реле 7.1 и 7.2 присоединены соответственно к выходу 24 и к выходу 22 делителя 20,

5 Устройство работает следующим образом.

0

5

Напряжение от входа выпрямителя 12 пропорциональное величине напряжения питающей сети переменного тока на входных выводах 13 и 14 поступает на инвертирующие и неинвертирующие входы всех компараторов 11,1- 11.6. Порог срабатывания- компаратора 11.2 устансшливается путем соответствующей регулировки опорного напряжения от- источника 18 на уровне, соответствующем наименьшему допустимому напряжению сети. Порог срабатывания компаратора 11.1 устанавливается аналогичным образом регулировкой напряжения источника 17 на уровне, соответствуюп ем наибольшему допустимому напряжению сети. Пороги срабатывания компараторов 1.5 и 11.6 устанавливаются соответственно на уровнях напряжений сети, соответственно превьппающем максимально допустимое значение .и меньшем, чем мини3

мально допустимое. Это достигается подбором напряжений на выходах 25 и 26 делителей 20 и 21.

Если напряжение сети оказывается меньшим, чем допустимое значение, то на выходах компараторов 11.2, 1 1,. 4 и 11.6 появляются сигналы логической единицы. В результате срабатывают реле 7.4 и 7.2 и к входному выходу 14 через силовые контакты 8.2 и 8.4 подключаются вьшоды 2.3 и 2.4 обмотки 3 трансформатора 1. Через слаботочные контакты 9.3 реле 7.2 на инвертирующий вход компаратора 11.4 поступает на управляющий вход реле 7.5 и вызывает его срабатывание. Силовые контакты 8.5 размыкаются и трансформатор 1 оказывается обесточенным. Таким образом обеспечивается защита устройства при понижении питающего напряжения до недопустимо малой величины.

По мере увеличения напряжения сети, когда на выходе компаратора 11.6 появляется сигнал логического нулц, силовые контакты 8.5 возвращаются в нормальное замкнутое состояние. В результате напряжение на нагрузке 5 становится близким к номиналу.

При дальнейшем возрастании напряжения сети, когда напряжение вьшрями теля 12 превысит опорное напряжение от выхода 27 делителя 21, поступающее на инвертирующий вход компаратора 11.4, на его выходе появляется сигнал.логического нуля. Реле 7.4, размьшающие выводы, обесточивается и к входному выводу силовых контактов 13 через контакты 8.4 и 8.3 подключается вывод 2.5, коэффициент трасформации увеличивается, а напряжение на нагрузке опять становится близким к номиналу. При дальнейшем увеличении напряжения до уровня, пре вьшающего опорное напряжение, поступающее от выхода 22 делителя 20 на инвертирующий вход компаратора 11.3, на его выходе появляется сигнал логической единицы, вызывающий срабатывание реле 7.3. В результате к шине 13 подключается вывод 2.6 обмотки 3 с еще большим коэффициентом трансформации. Напряжение на нагрузке вновь оказывается близким к номиналу. При дальнейшем росте напряжения сети до уровня, когда напряжение выпрямителя 12 превысит опорное напряжение источника 18, иа выходе ком953774

паратора 11.2 появляется логический нуль и реле 7.2 обесточивается На инвертирующий вход компаратора 11.4 через размыкающие контакты пар 9.1

5 и 9.3 от отвода 28 делителя 21 поступает большее опорное напряжение. На инвертирующий вход компаратора 11.3 через размыкающие контакты пар 9.2 и9.4 поступает увеличенное опорfO ; ное напряжение от выхода 23 делителя 20. Врезультате реле7.4 вновь срабатывает и к входным выводам 3 и 14 оказываются подключены выводы 2,2 и 2.4 обмотки 3. Коэффициент транс 5 формации увеличивается. При дальнейшем росте напряжения сети аналогично описанному происходит подключение выводов 2.5 обмотки 3 в результате обесточивания реле 7«4 и последующе20 го срабатывания реле 7.3. Это дает соответствующее возрастание коэффициента трансформации, обеспечивающее стабилизацию напряжения на нагрузке 5.

jf

В момент, когда напряжение сети возрастает настолько, что напряжение от выпрямителя 12 превьшзает опорное напряжение источника 17, на инвертирующем входе компаратора

30 11.1 происходит срабатывание реле

7.1и к входному выводу 14 подключается вывод 2.1 обмотки 3 (реле

7.2при этом обесточено). На неинвертирующий вход компаратора 11.4 от

35 выхода 29 делителя 21 поступает через слаботочные контакты 9.1 и 9.3 наибольшее опорное напряжение. На инвертирующий вход компаратора 11.3 через слаботочные контакты 9.2 и 40 9.4 поступает опорное напряжение от выхода 24 делителя 20. Поэтому происходит срабатывание реле 7.4 и к выходам 13 и 14 подключаются выводы 2.1 и 2.4 обмотки 3. При дальней- 45 шем росте напряжения через контакты реле 7.3 и 7.4 поочередно подключаются выводы 2,5 и 2,6 обмотки 3,

Если напряжение превьш1ает допусти- 50 мое максимальное значение, то напряжение выпрямителя 12 превьшает опорное напряжение, поступающее от выхо- . да 25 делителя 20 на инвертирующий вход компаратора 11,5, В результате 55 на его выходе появляется сигнал логической единицы, который через логический элемент ШШ 15 поступает на обмотку реле 7.5 и вызывает размыкание силовых контактов 8.5, Обмотка

3 трансформатора 1 оказывается обесточенной. Этим обеспечивается защита устройства от перенапряжений в сети,

Форм ула изобретения

Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с секционированной первичной обмоткой, имеющей шесть выводив, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, блок коммутации содержащий пять реле с силовыми и слаботочными контактами, измерительный блок, содержащий шесть компараторов и Выпрямитель, отрицательньй вы-. вод которого соединен с общим выводом, причем вход выпрямителя подключен к входным выводам, а к положительному выводу выпрямителя присоединены входы компараторов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования и упрощения конструкции, введень логический элемент ИЛИ, три источника опорного напряжения, отрицательные выводы которых соединены с общим выводом, а также два делителя напряжения, каждый из которых имеет ч етыре выхода, при этом к выходам первых четырех компараторов присоединены обмотки соответствующих первых четырех реле, к выходам пятого и шестого компараторов подключены входы логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с обмоткой пятого реле, делители напряжения включены параллельно первому источнику опорного напряжения, причем четвертый со стороны общего вывода выход первого делителя напряжения соединен с инвертирующим входом пятого компаратора, первый выход второго делителя напряжения соединен с неинвертирующим входом шестого компаратора, при этом размыкающие выводы силовых

2953776

контактов третьего, четвертого и пятого реле включены последовательно между первым входным выводом питания и пятым выводом первичной обмотки J трансформатора, а четвертый и-шестой ее выводы соединены соответственно с замыкаюшлми выводами силовых контактов четвертого и третьего реле, причем размыкающие выводы силовых

10 контактов первого и второго реле включены последовательно между вторым входным выводом и вторым выводом первичной обмотки трансформатора, а первый и третий выводы соединены со15 ответственно с замыкающими выводами силовых контактов первого и второго реле, при этом неинвертирующие входы первого, третьего и пятого компараторов соединены с инвертирующими

20 входами второго, четвертого и шестого компараторов и с положительным выводом выпрямителя, а к инвертирую- щим и неинвертирующим входам первого и второго компараторов при25 соединены соответственно положительные выводы Второго и третьего источников опорного напряжения, причем первые размыкающие выводь слаботочных контактов первого и вто30 рого реле включены последовательно между третьим выходом второго делителя и неинвертирующим входом четвертого компаратора, а вторые размыкающие выводы слаботочных контактов пер, вого и второго реле включены последовательно между вторым выходом первого делителя и инвертирующим входом третьего компаратора, при этом вые замыкающие выводь слаботочных

д контактов и второго реле подключены соответственно к четвертому и второму выходам второго делителя, а вторые замыкающие выводы слаботочных контактов у первого и второго реле

,, присоединены соответственно к третьему и первому выходам первого делителя.

20

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания генераторных ламп, а также технологического оборудования. Цель изобретения - повышение точности регулирования и упрощение конструкции. Регулирование напряжения осуществляется переключением выводов 2,1 - 2.6 первичной обмотки трансформатора 1 с помощью силовых и слаботочных контактов 8.1 - 8.5, 9.1 - 9,5 реле 7,1 - 7.5. Сигналы управления, поступающие на обмотки реле 7.1 - 7.5, формируются компараторами 11.1 - 11.6 и логическим элементом КШ 15. С помощью пяти реле обеспечивается регулирование девятью ступенями. Одновременно осуществляется защитное отключение как при понижении, так и при повышении питающего напряжения за пределы допустимых значений, благодаря чему достигается положительный эффект. 1 ил. ю СЛ СО СЛ «