Стабилизатор переменного напряжения с самоподмагничиваемым трансформатором Советский патент 1987 года по МПК G05F1/32 

13

ответственно соединены последовательно между собой. На средних стержнях, имеющих немагнитные зазоры 4, размещены обмотки управления 5.1, 5.2 и сериесная обмотка 6, охватывающая средние стержни. Первичные обмотки 2-. 1, 2.2, обмотки управления 5. 1, 5.2 и сериесная обмотка 6 соединены между собой последовательно. Обмотки 5.1, 6 зашунтированц тирис1

Изобретение относится к электротехнике, связанной с регулированием напряжения, и может применяться для электроснабжения потребителей при изменении питающего напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования напряжения и повышение надежности.

На фиг. 1 ..представлена схема силовой части предлагаемого стабилизатора переменного напряжения с само- подмагничиваемым трансформатором; на фиг. 2 -. блок-схема автоматического регулятора напряжения.

Стабилизатор (фиг. 1) содержит трансформатор 1 с первичными 2.1 и 2.2 и вторичными 3.1 и 3.2 обмотками которые соответственно соединены последовательно между собой, на средних стержнях имеются немагнитные зазоры 4 и обмотки 5.1 и 5.2 управления и сериесная обмотка 6, охватывающая средние стержни. Первичные обмотки 2.1 и 2.2, обмотки 5.1 и 5.2 управления и сериесная обмотка 6 соединены между собой последовательно. Обмотки 5 . 1 и 6 зашунтированы тиристором 7, а обмотки 5.2 и 6 - тиристором 8.

Напряжение с вторичных обмоток 3. и 3.2 трансформатора 1 подается на .входы блока 9 усилителей ограничителей узла управления (фиг. 2), источника 10 опорного напряжения и преобразовательного блока 11..Выходы источника опорного напряжения и преобразовательного блока соединены с входами измерительного блока 12, выход которого подключен через интегрирующий блок 13 к первому входу блока 14 сравнения узла управления. К второму

4319

тором 7, а обмотки 5.2, 6 - тиристором 8. Устройство позволяет расширить диапазон регулир ования выходного напряжения,, что достигается путем шунтирования части витков обмоток, включенных последовательно с первичной обмоткой трансформатора, и само- подмагничивания средних стержней магнитной системы трансформатора, имеющих немагнитные зазоры. 2 ил.

o

5

0

5

входу блока 14 сравнения подключен блок усилителей ограничителей 9 напряжения через .блок 15 формирования пилообразного напряжений узла управления. Выход блока 14 через блок 16 разделения импульсов, блок 17 высокочастотной обработки импульсов и блок 18 формирования прямоугольных импульсов узла управления соединен с цепями 19 и 20 управления тиристоров 7 и В.

В зависимости от угла управления тиристоров устройство работает следующим образом. Различают три основных режима работы: тиристоры 7 и 8 полностью закрыты; тиристоры полностью открытгз ; тиристоры обладают частичной проводимостью.

При полностью закрь тых тиристорах 7 и 8 число витков первичной обмотки трансформатора равно

w;,.p wX+W5,,,4,.- WgНапряжение на вторичной обмотке определяется из выражения

u.u;

W

3.

+W,

W;

,тр

где и - напряжение, прикладываемое к первичной обмотке транс- . форматора;

W,,, ;

Wj - число витков во вторичной обмотке трансформатора,

В данном режиме магнитньй поток в магнитной системе будет наименьший, а следовательно, и вторичное напряжение трансформатора - минимальное.

При полностью открытых тиристорах число витков первичной обмотки уменьшается за счет частичного шунтирования обмоток 5.1 и 6 и обмоток 5.2 и 6 тиристорами 7 и 8. Кроме того, по об- моткам будет протекать пульсирующий ток, постоянная составляющая которого вызывает подмагничивание средних стержней магнитной системы 1 трансформатора, вызывая увеличение магнитного потока. Таким образом, за счет эффекта частичного шунтирования обмоток 5.1, 5.2 и 6 эффекта самопод- магничивания достигается максимальное увеличение напряжения во вторич- ной обмотке трансформатора.

При неполностью открытых тиристорах напряжение на вторичной обмотке трансформатора принимает промежуточное значение между двумя предельны- ми значениями.

Автоматический регулятор напряжения (фиг. 2) обеспечивает стабилизацию вторичного напряжения трансформатора при резких изменениях питающего напрял ения.

Вторичное напряжение трансформатора в преобразовательно блоке 11 преобразуется в постоянное и вместе с опорным напряжением от источника , опорного напряжения подаются на вход измерительного блока 12. Если напряжение трансформатора отличается от уровня заданного опорного напряжения, на выходе измерительного блока появ- ляется разность этих напряжений, которая подается в интегрирующий блок 13, а с его выхода в блок 14 сравнения. Синхронизация импульсов управления тиристоров 7 и 8 осуществляется от стабилизированного вторичного напряжения. В блоке 9 оно преобразуется в прямоугольные импульсы, амплитуда которых не зависит от величины вторичного напряжения, что повышает надежность работы регулятора. В блоке 15 прямоугольные импульсы преобразуются в пилообразные напряжения длительностью половины периода промышленной частоты. В блоке 14 пило- образное напряжение сравнивается с уровнем напряжения с выхода блока 13 которое зависит от рассогласования напряжений опорного источника и трансформатора. В блоке 14 формируются импульсы управления тиристорами, которые в блоке 16 разделяются, а в блоке

17 на импульсы управления накладываются высокочастотные колебания, которые усиливаются в блоке 18 с трансформаторным выходом и подаются в цепи управления тиристоров 7 и 8. Изменение угла управления тиристоров вы- зьшает изменение, напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Регулирование выполняется до полного исчезновения сигнала рассогласования на выходе блока 12. Наложение высокочастотных колебаний на импульсы управления необходимо для повышения надежности работы ферритовых сердечников выходных импульсных трансформаторов блока 18.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения с самоподмагничиваемым трансформатором, содержащий четырехстержне- вой магнитопровод, на крайних стержнях которого размещены первичные и вторичные обмотки, а на средних - обмотки управления и сериесная обмотка включенная последовательно с первич- ньЕчи обмотками, причем выход вторичной обмотки трансформатора подключен к входам источника опорного напряжения и преобразовательного блока, вы- ходы которых соединены с входами измерительного блока, выход которого через интегрирующий блок соединен с первым входом узла управления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования напряжения, обмотки управления включены последовательно с первичными и сериесной обмотками трансформатора, причем сериесная обмотка с каждой из обмоток управления шунтированы тиристорами, включенными в разных направлениях, цепи управления которых соединены с выходом узла управления, выполненного из последовательно включенных блока усилитель-ограничитель, блока формирования пилообразного напряжения, блока сравнения, блока разделения импульсов, блока высокочастотной обработки импульсов и блока формирования прямоугольных импульсов, выходы которого соединены с выходами блока управления, причем второй вход узла управления соединен с выходом вторичной обмотки трансформатора, а первым входом узла управления является второй вход блока сравнения.

Изобретение относится к области электротехники и может применяться для электроснабжения потребителей при изменении питающего напряжения. Цель - расширение диапазона регулирования напряжения. Магнитная система 1 трансформатора выполнена четы- рехстержневой. На крайних стержнях размещены первичные 2.1, 2.2 и вторичные 3.1, 3.2 обмотки, которые со00 4 СО CD