Плавно регулируемый выпрямитель Советский патент 1989 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к злектро- технической промьшшенности, где применяются источники питания с выпрякленным напряжением, где требуется плавное регулирование напряжения, например в дефектоскопии при намагничивании металлоконструкций или в сварочном производстве.

Цель изобретения - упрошенне выпрямителя, увеличение КПД, а также

уменьшение расхода цветных метаЯлов, электротехнической стали;,

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного вьтрямителя.

Выпрямитель состоит из трансформатора с магнитопроводом 1, содержащим три ярма 2 (нижнее, среднее и верхнее) двумя частями 3, 4 пторнч- ной обмотки, двумя первичныгии обмотками 5, 6 обмотки 7 подмагничивания, бесконтактного реле 8, неуправляемого моста 9, при этом вторичные обмотки 3, 4 соединены последовательно, разделены средним ярмом и концентрически намотаны на две первичные обмотки 5, 6, соединенных параллельно, обмотка 7 лодмагничивания расположена на верхнем ярме, один выход бесконтактного реле 8 (V 39, V 42) соединен последовательно с обмоткой 7 подмагничивания и источником постоянного тока, второй выход бесконтактного реле (V 43, V 44) вклю чен последовательно с первичной обмоткой 6, а сетью к вторичной обмотке трансформатора подключен неуправляемый мост 9, состоящий из диодов V 45-48.

Бесконтактное реле 8 состоит из трансформатора 10, ограничительного резистора 11, выпрямительного моста V 12 - V 15, резисторов R 16 и R 17, переменного резистора R 18, однопереходного транзистора V 19, стабилитрона V 20, конденсатора С 21, трансформатора ТР 22, резисторов R 23 и R 24, тиристора V 25, резисторов R 26 - R 28, диодов V 29 и V 30, транзисторных оптронов ОТ 31 и ОТ 32 резисторов R 33 - R 36, тиристора V 37, резистора R 38, транзистора V 39, резисторов R 40 и R 41, тран-: зистора V 42, тиристоров V 43 и V 44 причем вторичная обмотка трансформатора ТР 10 подключена через ограничительный резистор R 11 к входу вьтря- мительного моста V 12 - V 15, один выход которого соединен с катодом стабилитрона V 20, с резисторами R 16 и R 17, другой выход моста подключен к аноду стабилитрона V 20, к первичной .обмотке трансформатора ТР

22и к одному базовому выводу одно- переходного транзистора V 19. эмит-, тер которого через конденсатор С 21 соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора ТР 22. Второй базовый вывод транзистора V 19 соединен с резистором R 17. Резисторы R

23и R 24 подключены параллельно двум вторичным обмоткам трансформатора

ТР 22.

Анод тиристора V 25 соединен с одним выводом одной из вторичных обмоток трансформатора ТР 10, к которому подсоединен одним входом резистор R 27, другой выход которого через ди

5 0

5

0

0

5

0

од V 29 соединен с входом транзисторного оптрона ОТ 31. Катод тиристора V 25 соединен с выводом резистора R 26 и входом оптрона ОТ 31. Другой вывод резистора К 26 через резистор R 28 соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора ТР 10. Первый вывод второй вторичной обмотки трансформатора ТР 10 соединен через диод С 30 с входом оптрона ОТ 32 и с резисторами R 34 и R-36, другой вывод второй вторичной обмотки соединен с вторым вьшодом резистора R 36 и анодом тиристора V 37, катод которого соединен с входом оптрона ОТ 32 и резистором R 35, который соединен с управляющим электродом тиристора V 44. Управляющий электрод тиристора V 43 соединен с резистором R 26„ Катод тиристора V 43 соединен с анодом тиристора V 44 и вьшодом первичной обмотки 6. Анод тиристора V 43 соединен с катодом тиристора V 44, сетью и выводом первичной обмотки 5. Выходы оптронов ОТ 31 и ОТ 32 соединены между собой и через резистор R 33 соединены с базой транзистора V 39, которая через резистор R 38 соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения, соединенного с коллектором-транзистора V 39 и одним выводом обмотки 7 подмагничивания, другой вьшод которой соединен с коллектором транзистора V 42, змиттер которого связан с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения, резистором R 41 и соединенными между собой эмиттерами транзисторов оптронов ОТ 31 и ОТ 32. База транзистора V 42 соединена с другим вьшодом резистора R 41 и через резистор R 40 - с коллектором транзистора V 39.

Выпрямитель работает следующим образом.

При подключении к сети напряжение вторичной обмотки трансформатора ТР 10 (фиг.1) через ограничительный резистор R 11 поступает на выпрямительный мост V 12 - V 15. Вьшрямлен- ное двухполупериодное напряжение на стабилитроне V 20 имеет форму усеченной синусоиды. Это напряжение по цепи R 16, R 18, первичная о мотка трансформатора ТР 22 заряжает конденсатор С 21. Когда напряжение на конденсаторе С 21 достигнет порога открьшания

51однопереходного транзистора V 19, последний открьгаается и С 21 разряжается по цепи V 19 первичная обмотка трансформатора ТР 22. На выводах а, б, в, г трансформатора ТР 22 возникнут импульсы напряжения, которые поступают на соответствующие управляющие электроды тиристоров V 25 и V 37. В зависимости от ности в данный момент на аноде и катоде тиристоров V 25 и V 37 один из них открывается, например V 25, и напряжение с резистора R 28 поступает на тиристор V 43, который также от- крываетсЯе При изменении полярности на тиристорах V 25 и V 37 тиристор V 25 закрывается и при наличии импульса напряжения на вторичной обмот- ке трансформатора ТР 22 открываются соответственно тиристоры V 37 и V 44 При закрытых тиристорах V 25 и V 43 соответственно к транзисторному опт- рону ОТ 31 прикладывается напряжение открывания. Это приводит к после довательному срабатыванию транзисторов V 39 и V 42. При открытом тиристоре V 25 или V 37 транзисторы V 39 и V 42 -закроются „ Таким образом, при включенных тиристорах V 43 и V 44 транзистор V 42 выключении наоборот. Отсюда следует, что при подключенной к сети обмотке 6 обмотка 7 под- магничивания выключена и, наоборот, при отключенной от сети обмотке 6 об мотка 7 включена. Регулируя постоянную времени заряда конденсатора С 21 с помощью потенциометра R 18 регулируют напряжение на выходе выпрямителя.

В случае, когда тиристоры V 43 и V 44 закрыты, ток в первичной обмотке 6 не протекает и работает одна лишь первичная обмотка 5, Напряжение на выходе выпрямителя определяется частью вторичной обмотки 3 и является минимальным. Одновременно при открытом транзисторе V 42 источник постоянного тока подключается к обмоке 7 подмагничипания, благодаря чему индуктивное сопротивление трансформа тора на нижнем пределе диапазона регулирования напряжения одинаково с таковым индуктивным сопротивлением трансформатора известного вьшрями- теля.

Когда тиристоры V 43 и V 44 полностью открыты, ток протекает по обе 366

им пррпнчным оОм(тткам S п 6, В ланно случае напряженно нл in-ixc e ш.шрями- телч мпксимально и ранно сумме нлпря жеии11 нл частях 3 и 4 рторнчн 1Й обмотки. При гэтом транзистор V 42 закрыт и источник постоянног о тока отключается от обмотки 7, Поэтому на верхнем пределе диапазон; регулирования напряжения индуктивное сопротивление трансформатора предлагаемого выпрямителя значительно уменьшено по срарнению с прототипом, тяк как в предлагаемом выпрямителе трансформатор имеет индуктивное сопротивление, равное обычному нерегулируемому трансформатору с минимальным рассеянием, тогда как трансформатор в известном выпрямителе liMeeT повышенное индуктивное сопротивление из-за остаточной магнитной проводимости насыщенного среднего ярма и удаления части витков вторичной обмотки от пер-, вичной. Изменением угла открытия тиристоров V 43 и V 44 получают промежуточные значения напряжения на выходе выпрямителя. Предложенный вьтря митель может быть выполнен также с трехфазным трансформатором с плоским или пространственным магнитопроводом

Формула изобретения

Плавно регулируемьй выпрямитель, содержащий трансформатор с тремя яр- мами (нижним, средним и верхним) и с вторичной обмоткой, состоящей из дву частей, разделенных средним ярмом, обмотку подмагничивания, бесконтактное реле, источник постоянного тока, неуправляемые вентили, причем обмотка подмагничивания распотжена на верхнем ярме, один выход бесконтактного реле включен с обмоткой подмагничивания и источником постоянного тока, а неуправляемые вентили подключены к вторичной обмотке, отличающийся тем, что, с целью упрощения выпрямителя, увеличения КПД, уменьшения расхода цвет- ньк металлов и электротехнической стали, первичная обмотка выполнена из двух частей, соединенных параллельно одна другой и разделенньос средним ярмом, а второй выход бесконтактного реле подключен к одной из частей первичной обмотки расположенной между верхним и средним яр- мами.

в

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может найти применение, например, в дефектоскопии при намагничивании металлоконструкций или в сварочном производстве. Цель изобретения - упрощение выпрямителя, увеличение КПД, уменьшение расхода цветных металлов и электротехнической стали. Выпрямитель содержит трансформатор с магнитопроводом. Последний содержит три ярма /нижнее, среднее и верхнее/, вторичную обмотку, состоящую из двух частей, соединенных последовательно и разделенных средним ярмом, и обмотку подмагничивания. В выпрямителе имеется бесконтактное реле, первичная обмотка выполнена из двух частей, соединенных параллельно. Один выход бесконтактного реле соединен последовательно с обмоткой подмагничивания и источником постоянного тока, а другой его выход подключен последовательно к одной из частей первичной обмотки и сети. К вторичной обмотке подключен неуправляемый мост. Регулирование осуществляется бесконтактным реле. При подключенной к сети части первичной обмотки обмотка подмагничивания выключена и, наоборот, при отключенной от сети части первичной обмотки обмотка подмагничивания включена. Изменяя постоянную времени заряда конденсатора с помощью потенциометра, входящего в бесконтактное реле, регулируют напряжение на выходе выпрямителя. Упрощение конструкции трансформатора обеспечивается за счет исключения одной из обмоток подмагничивания и выполнения среднего ярма из шихтованного пакета. 1 ил.