Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1988 года по МПК H02M5/257 

1444922

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Целью изобретения является повыше- , ние экономичности работы устройства с путем передачи энергии от размагничиваемого трансформатора к подмагничи- ваемому трансформатору и избытка энергии в питающую сеть.

На чертеже изображена схема пред- ю лагаемого устройства в од гофазном исполнении .

Регулируемый преобразователь содержит два трансформатора, первичные обмотки 1 и

2 которых соединены между 15 на выходе блока 8

собой последовательно-согласно и подсоединены к 3 питаюп ей сети, вторичные обмотки 4 и 5 трансформаторов соединены встречно-последовательно, их свободные выводы соединены с 20 вьшодами для подключения нагрузки и входом датчика 6 напряжения. Вькод последнего связан с одним из входов блока 7 управления. Другой вход блока 7 управления подключен к выходу 25 блока 8 задающего напряжения.

Управляющие обмотки 9 и Ш трансформаторов соединены согласно-последовательно, а их свободные вьшоды соединены с крайними выводами обмот- 30 ки автотрансформатора 11, которая выполнена секцио1шрованной. Соединение с выводами секций этой обмотки выполнено при помощи группы ключей 12-16.

Первичная обмотка ишзертирующего трансформатора 17 соединена с вьшодами 3, вторичная обмот са выполнена секционированной и соединена с группой ключей 18-20. Общая точка управ- 40 ляющих обмоток 9 и 10 трансформаторов через транзистор 21, ключи 18-20, секции вторичной обмотки инвертирующего трансформатора 17, вторую групи остаются постоянными как в этом исходном положении, так и в дальнейшем. По внешнему контуру обмотки 10 и 9 управления - обмотка автотрансформатора 11 протекает небольшой ток холостого хода. Выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток 4 и 5, отсутствует, так как половинные напряжения на этих обмотках действуют навстречу друг другу. На первичных обмотках 1 и 2 трансформаторов напряжения равны половине напряжения сети. При появлении сигнала управления задающего напряже35

кия положительной полярности ключ i 2 закрывается, а ключ 13 открывается. Это приводит к повьтл1екию напряжения на обмотке 9 управления и уменьшению напряжения на обмотке 10 управления, что приводит к размагничиванию нижнего трансформатора и подмагничиванию верхнего трансформатора. Энергия от размагничиваемого трансформатора передается на подмагничиваемый трансформатор через автотрансформатор 11. Регулирование на этой первой грубой ступени осуществляется путем изменения величины регулируемого сопротивления (транзистора 21). Появляется выходное напряжение, поскольку напряжение на вторичной обмотке 4 верхнего трансформатора увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 5 нижнего трансформатора уменьшаемся.

Мощность управления, рассеиваемая на регулируемом сопротивлении (транзисторе 21), определяется величинами напряжения и тока в нем. При достижении определенной неличины напряжения на транзисторе 21 ключ 18 запирается, а ключ 19 открывается. В результате в цепь транзистора 21 вводится проти- воЭДС от части вторичной обмотки инпу ключей 12-16 соединена с промежу- 45 вертирующего трансформатора 17, который отдает в сеть через первичную обмотку избыточную мощность, равную произведению внесенной противоЭДС на

точными выводами секций обмотки автотрансформатора 11. Выходы блока 7 управления связаны с управляющими цепями ключей 12-16 и 18-20 и транзистора 2 1 .50

Регулируемый преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении, когда на выходе блока 8 задающего напряжения сигнал управления равен нулю, напря- жения на выходах блока 7 управления отсутствуют. Ключи 18 и 12 замкнуты, транзистЬр 21 открыт. Напряжения обмоток 9 и 10 управления суммируются

ток транзистора 21, причем напряжение на транзисторе 21 уменьшается на величину этой противоЭДС, что уменьшает мощность, рассеиваемую транзис- . тором 21 . Кроме того, введение противоЭДС дает возможность сократить диапазон изменения сопротивления транзистора 21.

Соответствие величины выходного напряжения заданному значению контролируется отрицательной обратной свяна выходе блока 8

и остаются постоянными как в этом исходном положении, так и в дальнейшем По внешнему контуру обмотки 10 и 9 управления - обмотка автотрансформатора 11 протекает небольшой ток холостого хода. Выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток 4 и 5, отсутствует, так как половинные напряжения на этих обмотках действуют навстречу друг другу. На первичных обмотках 1 и 2 трансформаторов напряжения равны половине напряжения сети При появлении сигнала управления задающего напряже05

0

0

5

кия положительной полярности ключ i 2 закрывается, а ключ 13 открывается. Это приводит к повьтл1екию напряжения на обмотке 9 управления и уменьшению напряжения на обмотке 10 управления, что приводит к размагничиванию нижнего трансформатора и подмагничиванию верхнего трансформатора. Энергия от размагничиваемого трансформатора передается на подмагничиваемый трансформатор через автотрансформатор 11. Регулирование на этой первой грубой ступени осуществляется путем изменения величины регулируемого сопротивления (транзистора 21). Появляется выходное напряжение, поскольку напряжение на вторичной обмотке 4 верхнего трансформатора увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 5 нижнего трансформатора уменьшаемся.

Мощность управления, рассеиваемая на регулируемом сопротивлении (транзисторе 21), определяется величинами напряжения и тока в нем. При достижении определенной неличины напряжения на транзисторе 21 ключ 18 запирается, а ключ 19 открывается. В результате в цепь транзистора 21 вводится проти- воЭДС от части вторичной обмотки инток транзистора 21, причем напряжение на транзисторе 21 уменьшается на величину этой противоЭДС, что уменьшает мощность, рассеиваемую транзис- тором 21 . Кроме того, введение противоЭДС дает возможность сократить диапазон изменения сопротивления транзистора 21.

Соответствие величины выходного напряжения заданному значению контролируется отрицательной обратной связью, осуществляемой от датчика 6 Если заданное напряжение .превьшает значение, которое может обеспечить 1первая ступень, то происходит переход на следующую грубую ступень и срабатьшает следующий ключ группы ключей 12-14, затем ключ 19 закрывается и отпирается следующий ключ из группы ключей 18-20. Полное выходное напряжение будет иметь место, когда сработает ключ 1Л и обмотка 10 управления нижнего трансформатора окажется замкнутой накоротко, а первьй трансформатор получит полное подмаг- ничивание,

В случае, когда выходное напряжение блока 8 задающего напряжения станет отрицательным, то вместо ключей 12-14 будут замыкаться ключи 15-16, при зтом верхний трансформатор станет размагничиваться, а нижний - под магничиваться и выходное напряжение преобразователя изменит фазу на 180

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, со

держащий блок управления, блок задающего напряжения, ключи, датчик напряжения, транзистор и два трансформатора, каждый из которых имеет первичные, вторичные и управляющие обмотки, при зтом первичные и вторичные обмот- ки одного трансформатора соединены

последовательно с соответствующими обмотками второго трансформатора, свободные вью оды первичных и вторичных обмоток соединены соответственно с входными и вьп:од1тм(-П1 выводами, а выходные выводы через датчд1К напряжения связаны с первым входом блока управления,- второй вход которого соединен с выходом блока задагадего напряжения, а выходы - с управляющими цепями ключей и транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы путем передачи энергии от размагничиваемого трансформатора к подмагничиваемо- му трансформатору и избытка энергии в питающую сеть, введены автотрансформатор с секционированной ббмоткой и инвертируюощй трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого соединена с выводам для подключения питающей сети, а вторичная. выполнена с промежуточными выводами, при зтом общая точка обмоток управления через транзистор соединена с одним из крайних выводов вторичной обмотки инвертирующего трансформатора, все выводы которого через первую группу ключей объединены в общую точку, которая через вторую группу ключей соединена с ка1ц; ам выводом автотрансформатора, причем Свободные выводы управляющих обмоток трансформаторов соединены с соответствующими крайними выводами автотрансформатора.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель и брете/ , - ПИЯ - повышение экономичности путем передачи энергии от размагничиваемого трансформатора к,4Io aгничивaeмo- му и избытка энергии в питающую сеть. Выходное напряжение, снимаемое с крайних выводов обмоток 4,5, определяется состоянием ключей 12-16, 18- 20 и состояние транзистора 21j управление которыми осуществляется сигналами с выхода блока управления 7. Пр замкнутых ключах 18,12 и открытом транзисторе 21 выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток 4,5, равно нулю. При закрытом ключе 12 и . открытом ключе 13 регулирование напряжения на выходе осуществляется изменением степени открытого состояния транзистора 21. Дальнейшее повышение выходного напряжения осуществляется запиранием ключа 18 и открыванием ключа 19. Далее поочередно включают ключи из групп ключей 12-14 и 18-20. Полное выходное напряжение имеет место при включении ключа 14. Экономичность работы повышена за счет передачи энергии от размагничиваемого трансформатора намагничиваемому с помощью автотрансформатора 11, и энергия из сети на подмагничивание не потребляется. Часть энергии из цепи с транзистором 21 отдается в питающую сеть 3 инвертирующим трансформатором 17, за счет чего достигается поставленная цель. 1 нл я ш (Л