Регулятор переменного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/44 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности регулятора напряжения при малых затратах мощности на управление.

На фиг. 1 представлена схема регулятора переменного напряжения; на фиг. 2 - блок фазового управления; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу регулятора.

Регулятор переменного напряжения содержит симметричный тиристор (симистор) 1, импульсный трансформатор 2, датчик 3 тока, триггер 4, блок 5 фазового управления, имеющий первый 6, второй 7 и третий 8 входы, первый 9 и второй 10 выходы, интегратор 11 с цепью 12 обнуления, пороговый элемент 13, элемент 14 сравнения, логический элемент ИЛИ 15, трансформатор 16 напряжения.

Блок 5 фазового управления содержит высокочастотный генератор 17, первый выпрямитель 18, формирователь 19 синхронизирующих импульсов, генератор 20 пилообразного напряжения, первый нуль-орган 21, логический элемент И 22, импульснь й усилитель 23, второй нуль-орган 24, второй выпрямитель 25.

Регулятор переменного напряжения работает следуюи;им образом.

До появления импульсов 26 переменного напряжения на нагрузке ZH блок 5 фазового управления вырабатывает на первом выходе 9 «пачки импульсов 27 (фиг. 3), а на втором выходе 10 - отрезки синусоиды длительностью от а до л (а - угол управления, зависящий от напряжения управления Uy. Этими импульсами включается симистор 1, и на нагрузке ZH появляется переменное напряжение. В зависимости от величины тока нагрузки и скорости нарастания его до тока удержания симистора, последний включается одним или серией импульсов (t|, t.3, t4, фиг. 3). При появлении импульсов 27 управления на управляющем входе цепи 12 обнуления интегратора 11 создаются условия для интегрирования напряжения 28, поступающего на вход интегратора 11. Максимальное значение напряжения 32 на выходе интегратора 11 зависит от длительности «пачки импульсов и от мгновенных значений напряжения 28.

Предположим, что с момента времени ts ток нагрузки становится меньше тока удержания симистора. Тогда длительность «пачки импульсов увеличивается до такой величины, что напряжения 32 на выходе интегратора 11 достигает величины срабатывания порогового элемента 13. Сигнал с выхода последнего, проходя через логический элемент ИЛИ 15, приводит к срабатыванию триггера 4. Выходной сигнал 33 триггера 4 блокирует работу блока 5 фазового управления. При этом симистор 1 полностью запирается и исключается работа регулятора переменного напряжения в одно- полупериодном режиме с постоянной составляющей тока.

Блок 5 фазового управления формирует напряжение 28 на выходе первого нуль-органа 21 при превыщении сигнала на выходе генератора 20 пилообразного напряжения значения напряжения управления Uy. В рабочем режиме напряжение на входе 8 рав но нулю. При срабатывании нуль-органа 21 на его выходе появляется напряжение 28 в виде отрезка синусоиды, так как питание его осуществляется от пульсирующего выпрямленного напряжения (выпрямитель 18).

5 Напряжение такой формы на выходе нуль- органа 21 исключает возможность появления сигнала на выходе интегратора 11, достаточного для срабатывания порогового элемента 13 при формировании повторной «пачки импульсов 27 управления в конце

0 интервала проводимости (время, близкое

к t2).

Формирование повторных «пачек импульсов 27 позволяет поддержать симистор 1 в проводящем состоянии вплоть до перехода г синусоиды через нуль {{, фиг. 3). Длительность этих «пачек т определяется сравнением напряжения 31 с выхода выпрямителя 25 с опорным напряжением Uon и может устанавливаться в зависимости от величины и характера нагрузки регулятора.

0

Импульсы управления на выходах логического элемента И 22 и импульсного усилителя 23 формируются при условии, что напряжения 28, 29 и 30 соответственно с выходов нуль-органа 21, высокочастотного

5 генератора 17 и нуль-органа 24 имеют значение больше нуля. Высокочастотный генератор 17 переводится в колебательный режим передним фронтом напряжения 31 с выхода выпрямителя 25.

При перегрузках регулятора напряжения

0 сигнал с выхода датчика 3 тока превы- щает установленное значение опорного напряжения Uon2. При этом на выходе элемента 14 сравнения появляется сигнал, который, проходя через логический элемент

г ИЛИ 15, также приводит к срабатыванию триггера 4.

Так как блок фазового управления формирует «пачки импульсов ограниченной длительности (значительно меньшей длительности интервала проводимости симистоQ ра 1), надежность включения симистора обеспечивается при малых затратах мощности управления и малых габаритах блока управления. Дальнейшее повышение надежности регулятора переменного напряжения достигается за счет исключения одно5 полупериодных (аномальных) режимов, могущих привести к развитию больщих токов при работе регулятора на трансформаторную нагрузку. Если перегрузка по току все же возникает, аварийные режимы предотвращаются максимальной токовой защитой.

Таким образом, в предлагаемом регуляторе принят комплекс мер для повышения его надежности. Экономический эффект может быть достигнут за счет исключения затрат на ремонт вышедшего из строя оборудования.

Формула изобретения

элемент ИЛИ, триггер, датчик тока, трансформатор напряжения, а в блок фазового управления - второй нуль-орган и второй выпря.митель, в.ход которого является вторым входом блока фазового управления, причем выход первого выпрямителя подключен к цепи питания первого нуль-органа, третий вход которого является третьим входом блока фазового управления, а выход - вторым выходом блока фазового управления, третий вход логического элемента И подключен к выходу второго нуль- органа, к входам которого подключены выход второго выпрямителя и введенный первый источник опорного напряжения, выход втоРегулятор переменного напряжения, со- держаш.ий симистор, импульсный трансфор- .матор, вторичная обмотка которого подключена к цепи управления симистора, блок фазового управления, в состав которого вхо- ро™ выпрямителя подключен также к входу дят последовательно включенные первыйвысокочастотного генератора, причем пер- выпрямитель, формирователь синхронизи-вый выход блока фазового управления под- РУЮШ.ИХ импульсов, генератор- пилообраз-ключей к входу цепи обнуления интеграто- ного напряжения и первый нуль-орган,ра, а второй выход - к входу интегра- высокочастотный генератор, логический эле-тора, выход интегратора подключен к вхо- мент И, к входам которого подклю-20 ду порогового элемента, выход которого чены выход первого нуль-органа и выходсоединен с первым входом логического эле- высокочастотного генератора, импульсныймента ИЛИ, к второму входу которого под- усилитель, выход которого является пер-ключен выход элемента сравнения, вхо- вым выходом блока фазового управленияды которого соединены с выходом датчика и подключен к первичной обмотке импульс--j- тока, последовательно включенного с симисного трансформатора, а первый вход его, предназначенный для подключения к выходу блока управляющего напряжения, подключен к второму входу первого нуль-органа, отличающийся тем, что, с целью повытором и подключенного к входному выводу, и с введенным вторым источником опорного напряжения, выход логического элемента ИЛИ подключен к входу триггера, выход которого соединен с третьим входом блока

шения функциональной надежности регуля-зо фазового управления, второй вход кото- тора напряжения при малых затратах мощ-рого подключен к вторичной обмотке тран- ности на управление, в него введены ин-сформатора напряжения, первичная обмот- тегратор с цепью обнуления, пороговыйка последнего подключена к. выходным вы- элемент, элемент сравнения, логическийводам регулятора.

- - -

0

элемент ИЛИ, триггер, датчик тока, трансформатор напряжения, а в блок фазового управления - второй нуль-орган и второй выпря.митель, в.ход которого является вторым входом блока фазового управления, причем выход первого выпрямителя подключен к цепи питания первого нуль-органа, третий вход которого является третьим входом блока фазового управления, а выход - вторым выходом блока фазового управления, третий вход логического элемента И подключен к выходу второго нуль- органа, к входам которого подключены выход второго выпрямителя и введенный первый источник опорного напряжения, выход вто ро™ выпрямителя подключен также к входу высокочастотного генератора, причем пер- вый выход блока фазового управления под- ключей к входу цепи обнуления интеграто- ра, а второй выход - к входу интегра- тора, выход интегратора подключен к вхо- 0 ду порогового элемента, выход которого соединен с первым входом логического эле- мента ИЛИ, к второму входу которого под- ключен выход элемента сравнения, вхо- ды которого соединены с выходом датчика j- тока, последовательно включенного с симистором и подключенного к входному выводу, и с введенным вторым источником опорного напряжения, выход логического элемента ИЛИ подключен к входу триггера, выход которого соединен с третьим входом блока

10

о u«

VU2.2

cpi/г.з

Изобретение относится к электротехнике и .может быть использовано для регулирования переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке. Целью изобретения является повышение функциональной надежности регулятора напряжения при малых затратах мощности на управление. Блок фазового управления 5 формирует «пачки высокочастотных импульсов управления в начале и конце интервала проводимости симистора 1. При малых токах нагрузки длительность «пачки импульсов увеличивается и надежность включения симистора 1 повышается. При невключении симистора 1 при заданной максимальной длительности «пачки импульсов срабатывает триггер 4, который блокирует работу блока фазового управления 5, и регулятор выключается. При перегрузках по току аварийные режимы предотвращает цепь токовой зашиты, включающая датчик тока 3, элемент сравнения 14, логический элемент ИЛИ 15 и триггер 4. Таким образом, надежность регулятора повышается за счет введения комплексной защиты от аномальных режимов и перегрузок. 3 ил. «о (Л % со со со СП ФигЛ