Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия Советский патент 1987 года по МПК G05F1/14 

13306

симума на выходе сумматора 27 образуется двоичный код числа витков, которые должны быть подключены к основной секции Блок определения момента максимума напряжения 19 (20,21) срответствующей фазы разрешает запись кода в регистр этой фазы В момент равенства нулю тока фазы определяемый блоком 10 (11,12) определения

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано в источниках питания электрорадиоаппаратуры дпя регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажения его формыо

Цель изобретения - упрощение трехфазного стабилизатора переменно- го синусоидального напряжения дискретного действия, предотвращение напряжения на нагрузке.

На фиго представлена структурная схема трехфазного стабилизатора пере- менного синусоидального напряжения дискретного действия; на фиг,2 - схема соединения блока управления с дискретным регулирующим элементом; на фиг,3 - то же, для случая с улуч- щенным пусковым режимом устройства о

Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия состоит из силовых трактов по числу фаз, в состав кото- рых входят последовательно включенные транс(юрматоры 1 - 3 тока и дискретные регулирующие элементы, включающие в себя переключающие силовые ключи 4 - 6 и автотрансформаторы 7 -

9с секционной входной обмоткой блоки

10- 12 определения момента перехода тока через ноль, блоки 13 - 15 управления дискретными регулирующими элементами, и трактов управления, в которые входят двухполупериодные выпрямители 16 - 18, блоки 19-21 определения моментов максимума напряжений, регистра 22 - 24 записи кодов амплитудных значений напряжения, а также из измерительного канала, общего для трех фаз, в который входят трехфаз16

момента перехода тока через нуль двоичный код из регистра через схему 13 (14,15) управления поступает на управляющие входы ПСК4 (5,6), которые осуществляют коммутацию секции обмотки AT в соответствии с поступившим кодом, чем и достигается стабилизация напряжения. Процесс ангшогичен для любой фазы. 2 з.п. ф-лы, 3 кпо

ный двухполупериодный выпрямитель 25 аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 26, сумматор 27, задающий регистр 28 о

Трехфазный двухполупериодный выпрямитель 25 подключен входами к трем фазам , а выходом через аналого- цифровой преобразователь 26 - к первым входам сумматора 27, вторые входы которого подключены к выходам задающего регистра 28. Двухполупериодные выпрямители 16 - 18 входами подключены к входньш клеммам, а выходам к входам блоков 19-21 определения моментов максимума напряжения соответственно.

Регистры 22 - 24 записи кодов амплитудных значений напряжений в параллель информационными входами подключены к выходу сумматора 27, а входами управления записью кодов - к блокам 19 - 21 определения моментов максимума напряжения фаз.

Выходы трансформаторов 1 - 3 тока через блоки 10 - 12 определения моментов перехода токов через подсоединены к входам управления блоков 13 - 15 управления, а выходы регистров 22 - 24 записи ходов амплитудных значений напряжений подсоединены к информационным входам блоков 13-15 управления, каждый из которых включает в себя управляемый регистр 29 и усилители 30 мощности.

Число витков в регулировочных секциях автотрансформаторов выбрано равным , где К - номер секции и соответствующего ей ключа; п - количество секций. Число витков в п-й секции соответствует одному кванту преобразования напряжения аналогоцифровым преобразователем при номинальном значении бходного напряжения.

Коэффициент передачи трехфазного двухполупериодного выпрямителя 25 численно равен отношению числа витков в выходной секции автотрансформатора 7 (8,9) к величине стабилизируемого напряжения, а заданиций регистр 28 содержит дополнительный двоичный код числа, равного сумме витков основной и выходной секций обмотки автотрансформатора, если число витков, подключенных к входной сети, включает в себя число витков выходной секции, или дополнительный двоичный код числа витков основной секции, если число витков, подключенных в сеть, не. включает в себя витки выходной секции.

Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия работает следующим образомо

В исходном состоянии на выходе блока 10 (11,12) определения момента перехода тока через ноль сигнал 1, разрешающий переключение силового переключающего ключа 4 (5,6), но в исходном состоянии регистр 22 (23,2А содержит нулевой код, так как на его вход управления с блока 19 (23,24) определения момента максимума напряжения не поступает сигнал, разрешающий запись кода.

С момента включения до момента достижения напряжением соответствующей фазы амплитудного значения ток протекает через основную Уд и выходную Wj, обмотки автотрансформатора 7 (8,9) для подключения секций в соответствии с фиг.2 и через все секции обмотки автотрансформатора 7 (8,9) для подключения секции в соответст- ВИИ с фиг.З, обеспечивая при этом максимальное (для фиг«2) или минимальное (дпя фиг.З) напряжение из диапазона регулирования на выходной обмотке.

При включении устройства возможны два случая: включение устройства до перехода напряжением фазы тудного значения и после перехода напряжением фазы амплитудного значения.

В первом случае при включении на выходе блока 19 (20,21) определения момента максимума напряжения имеет

5

0

5

0

место логический сигнал, запрещающий запись кода из сумматора 27 в регистр 22 (23,24)„ В момент достижения напряжением на выходе однофазного двухполупериодного выпрямителя 16 (17,18) максимума на выходе блока 9 (20,21) появляется логический сигнал, разрешающий запись двоичного кода коммутации из сумматора 7 в регистр 22 (23,24). В момент равенства нулю тока в соответствующей фазе на выходе блока 10 (11,12) появляется сигнал 1, разрешающий передачу управляющего двоичного кода через блок управления на управляющие входы силовых переключающих ключей 4 (5,6). Переключение ключей вызывaet соответствующую коммутацию секций в обмотке автотрансформатора, обеспечивая заданное напряжение на выходной обмотке.

При включении устройства в сеть после достижения напряжением фазы

5 амплитудного значения блок 19 (20,21) переходит в состояние, при котором логический сигнал на его выходе разрешает запись двоичного кода коммутации в момент включения устройства. i При этом на блок 13 (14,15) управления через регистр 22 (23,24) поступает произвольный двоичный код коммутаций, выработанный в сумматоре 27 в момент включения блока 19 (20,21), который обусловливает коммутацию соответствующих регулировочных секций в момент перехода тока фазы через О. Произвольная комбинация подключенных регулировочных секций длится не более полупериода. После этого наступает фаза работы устройства, описываемая в течение времени от одного до другого полупериода, В момент достижения напряжением фазы амплитудного

g значения блок 19 (20,21) выдает разрешающий сигнал на управляющий выход регистра 22 (23,24), в который записывается новый двоичный код коммутации. В момент равенства О выходного напряжения трансформатора I (2,3) тока на выходе блока 10 (11,12) устанавливается сигнал 1, разрешающий передачу нового двоичного кода комму- ; тации на управляющие входы силовых переключающих ключей 4 (5,6),которые коммутируют регулировочные секции в соответствии с поступившим кодом, обеспечивая тем самым подключение к сети числа витков, необходимого для

0

5

0

5

5П

получения на выходной обмотке заданного напряжения,,

Алгоритм работы предлагаемого устройства имеет вид: измерение аналого-цифровым преобразователем 26 мгновенного значения выходного напряжения трехфазного двухполупериод- ного выпрямителя 25; определение момента достижения напряжением одной из фаз амплитудного значения схемами 19 - 21; измерение амплитудного значения напряжения одной из фаз и выдача результата в виде кода напряжения, вычисление с помощью сумматора 27 и задакяцего регистра 28 кода ком- мутации силовых переключающих ключей 4-6, запись двоичного кода коммутации в регистр той фазы, амплитуда которой только что была установлена;

определение момента нуля тока с помощью блока 10 - 12 определения моментов переходов токов через ноль; переключение набора силовых переключающих ключей 4-6 соответствующей фазы в соответствии с поступившим кодом коммутации в момент отсутствия тока в коммутируемой фазе и изменение числа витков обмотки автотрансформатора, подключенных к сети, обеспечивающее тем самым стабилизацию выходного напряжения

Формула изоб.ретения

I, Трехфазный стабилизатор пере- менного синусоидального напряжения дискретного действия, содержащий трехфазный двухполупериодный выпрямитель, подключенный входами к входным к леммам а выходом подсоединенный к входу анало- гоцифрового преобразователя, три двух полупериодных выпрямителя, каждый из которых входом подключен к соответствующей входной клемме, а выходом подсоединен к входу соответствующе- го блока определения момента максимума напряжения, выход каждого из которых подключен к входу управления соответствующего регистра записи кода амплитудного значения напряжения, последовалельно включенные между входными и выходными клеммами каждой фазы трансформатор тока и дискретный регулирующий элемент, включающий в себя автотрансформатор, входная обмот ка которого имеет отводы, а выходная обмотка которого подключена к выходным выводам дискретного регулирующе

5

0

25

30

35

166

го элемента, и N силопых ключей, причем выход каждого датчика тока через блок определения момента перехода выходного тока через ноль подключен к первому входу соответствующего блока управления, выходами подключенного к управляющим выводам силовых ключей дискретного регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения в него введены сумматор, задающий регистр, а силовые ключи каждого дискретного регулирующего элемента выполнены переключающими, причем первые входы сумматора соединены с выходом аналого- цифрового преобразователя, вторые входы сумматора соединены с выходом задающего регистра, выход сумматора подключен к информа1ционным входам регистров записи кода амплитудного значения напряжения в каждой фазе, выходы которых соединены с информационными входами блока управления, начало основной секции входной обмотки автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента подключен к его входу, а конец упомянутой основной секции соединен с началом первой из N регулировочных секций, выводы всех регулировочных секций подсоединены к размыкающим и замыкающим входным выводам силовых переключающих ключей, выход N-ro силового ключа подключен к началу выходной обмотки автотрансформатора, блок управления включает в себя N- разрядный управляемый регистр, входы управления и информационные входы которого подсоединены соответственно к первому информационному входу блока управления, а его выходы через усилители мощности подключены к выходам блока управления

2. Стабилизатор по п.1, о тл и - чающийся тем, что начало первой регулировочной секции автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента соединено с размыкающим входом первого переключающего силового ключа, а конец упомянутой первой регулировочной секции подключен к замыкающему первого переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом второй секции и размыкающим входом второго переключающего силового ключа, эа 4лкаю- щий вход которого соединен с концом второй секции, выход К-го переключа713

ющего силового ключа соединен с началом К+1-Й секции и размыкающим входом К+1-ГО переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с

концом К-И-й секции, выход п-1-го переключающего силового ключа соединен с началом п-й секции и с размыкающим входом п-го переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с концом п-й секции.

3. Стабилизатор по п„1, отличающийся тем, что, с целью предотвращення перенапряжений на нагрузке в момент его включения в сеть, начало первой регулировочной секции соедннено с замыкакшим входом первого переключающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом первой регулиро- вочной секции, а выход соединен с i началом второй регулировочной секции

68

и с замыкающим входом второго переключающего силового ключа, размыкаю- пШй вход которого соединен с концом второй регулировочной секции, выход К-1-го переключающего силового ключа соединен с началом К-й регулировочной секции и с за14|1кающим входом К-го переключающего силового ключа, конец которой соединен с размыкающим входом К-го переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом К+1-й регулировочной секции и за1« 1кающим входом K-t-1-го переключающего силового ключа, выход h-ro переключающего силового ключа соединен с началом п-й регулировочной секции и зa Iкaюh им входом п-го переключающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом п- регулировочной секции.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажения его формы. Целью изобретения является упрощение трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия. Цель достигается подключением в сеть соответствующей фазы с помощью переключающих силовых ключей (ПСК) 4 (5,6) необходимого числа витков секционирован - ной обмотки автотрансформатора AT 7 (8,9). Секции обмотки содержат количество витков, пропорциональное степеням числа два. Полученное напряжение измеряется и преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АДП) 26 и поступает на сумматор 27, где суммируется в дополнительном коде с содержимым регистра 28 В момент достижения напряжением фазы макс & (Л i$ OJrod

А 9

ff

фи

i

1 x

/ U KЛ «

KЛ «

1

Редактор М.Дыпын

Составитель Ю.Опадчий Техред В.Кадар

Заказ 3582/50 Тираж 863Подписное

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 И.Муска