Источник питания Советский патент 1989 года по МПК H02P9/46 

5

Ibr---

СП

,

1я Ш.

О5

и I -.,, X-1 П 2.25Lt 21, l-fi:J 25

. п

Ùà i

ю

315

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения с источниками питания, на базе асинхронных генераторов.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов, повышение надежности источника питания и повьтение качества выходного напряжения источника питания путем увеличения быстродействия процесса регулирования его выходного напряжения..

На фиг, I представлена принципиальная электрическая схема источника питания; на фиг. 2 - диаграм напряжений и токов его элементов.

Источник питания содержит асинх- ронньш генератор (АГ) 1, силовые выводы 2-4 которого подключены к первой группе конденсаторов 5-7, вторую группу конденсаторов (по одному конденсатору 8 на каждый из трех каналов 9-11 регулирования), каждый из которых подключен к соответствующей паре силовых выводов АГ (в канале 10 регулирования - к силовым выводам 3 и 4 АГ) через один из диодно- тиристорных ключей на диоде 12 и тиристоре 13, блок 14 управления каждым из которых связан входом 15 с той же парой силовых выводов АГ, что и управляемьй им диодно-тирис- торный ключ, и выполнен в виде измерительного трансформатора с первичной обмоткой 16, подсоединенной к входу 15 блока управления диодно- тиристорным ключом и вторичной обмоткой 17, связанной первым выводом с первыми выводами первого резистора 18 и первого порогового элемента 19, а вторым выводом - с первыми выводами второго резистора 20 и второго порогового элемента 21, вторые выводы первого порогового элемента 19 и второго резистора 20, второго порогового элемента 21 и первог о резистора 18 объединены попарно, импульсного трансформатора, первичная обмотка 22 которого через фазосдвигающий узел 23 подключена к входу блока уп- равления диодно-тиристорным ключом. Источник питания также содержит тиристор 24 и диод 25. При этом вторичная обмотка 26 импульсного трансформатора через тиристор 24 подключена к управляющему входу диодно-ти- ристорного ключа, второй вывод первого резистора 18 связан с катодом

4

тиристора через дополнительный диод 27, а второй вывод второго резистора через первый дополнительньм резистор 28 - с управляющим электродом тиристора 24.

Вторичная обмотка 17 измерительного трансформатора связана первым выводом через диод 25 с первым выводом первого резистора 18 так, что катод диода подсоединен к первому выводу вторичной обмотки 17 измерительного трансформатора, второй вывод которой связан через второй дополнительный резистор 29 с пе рвым выводом второго резистора 20,

Источник питания работает следующим образом,

АГ приводится во вращение и вырабатывает электроэнергию, поступающую в нагрузку. Для обеспечения ем костного возбуждения АГ служит первая (5-7) нерегулируемая и вторая (8) регулируемая группы конденсаторов. Управление током, протекающим через вторую группу конденсаторов, осуществляется в зависимости от величины выходного напряжения АГ. При згменьшении этого напряжения ниже величины уставки блоков управления ди- одно-тиристорными ключами открываются указанные диодно-тирйсторные ключи, осуществляется перезаряд конденсаторов второй группы, увеличиваются .емкостная составляющая выходного тока АГ и напряжение на его выходе. Когда выходное напряжение АГ становится выше напряжения уставки блоков управления диодно-тиристорными ключами эти ключи запираются, емкостная составляющая выходного тока АГ уменьшается, что влечет за собой уменьшение вькодного напряжения АГ. Процесс коммутации конденсаторов второй группы повторяется периодичес ки с частотой и длительностью под- ключенных и отключенных состояний, определяемых величиной и характером нагрузки АГ, а также параметрами

АГ, конденсаторов. При этом среднее значение выходного напряжения АГ остается постоянным.

Работа блока управления диодно- тиристорным Ключом поясняется диаграммами (фиг. 2), где показаны зависимости от времени t входного напряжения Ug измерительного MocTaj выполненного на первом и втором резисторах и первом и втором пороговых

51

элементах, тока управления i. тирис- .тором 24, выходного напряжения U-g имЬульсного трансформатора для случаев, когда выходное напряжение АГ равно (кривые 1,1 ), меньше (кривые 2,2 ) и больше (кривые 3,3 напряжения уставки Ugjjji блока управления диодно-тиристорным ключом.

Благодаря наличию в цепи первичной обмотки 22 импульсного трансформатора фазосдвигающего узла 23 и соответствующей характеристике намагничивания сердечника импульсного трансформатора на выходе его вторичной обмотки формируются импульсы напряжения и„ , синхронизированные по времени с моментами экстремумов подводимого на вход измерительного моста напряжения U-j .

При этом открытие тиристора 24 и диодно-тиристорного ключа 12, 13 возможно только при одновременном наличии импульса выходного напряжения UggH управляющего тока тиристора, который имеет место при U (фиг. 2).

Как видно из диаграмм на фиг. 2, при тока управления i,j тирис .тором 24 в момент подачи отпирающего импульса по его силовой цепи либо вообще не будет (кривая 3) либо его будет не достаточно для открытия тиристора (кривая 1), так как входное напряжение измерительного моста в этом случае больше минимального напряжения и , при котором выходное

БХТ

напряжение этого моста достаточно для открытия тиристора. Поэтому тиристор 24 в этих режимах не отпирается и диодпо-тиристорньш ключ 12, ,13 остается з,акрыт,ым.

При открытии тиристора 24, в случае, когда Ugjj Ug, через цепь управления тиристора 13 диодно-тиристорного ключа начинает протекать ток. Тиристор 13 открывается и конденсаторы 8 регулируемой группы подключаются к выходной цепи АГ. При этом по ложительнзто полуволну емкостного тока пропускает через себя тиристор 13, а отрицательную - диод 12,

Если за период выходного напряжения АГ при открытии диодно-тиристорного ключа это напряжение увеличивается незначительно, т.е. остается верным соотношение Ug вки ° регулируемая группа конденсаторов включа18466

ется в работу еще на один период указанного напряжения.

Если за указанньй период соотношение напряжений U ыу( изменяется на противоположное, то регулируемая группа конденсаторов отключается от выхода АГ.

Дополнительный диод 27 предотвра Q щает ложное срабатывание тиристора 13 диодно-тиристорного ключа от сигнала с выхода измерительного моста.

Таким образом, использование в источнике питания М1Шимального числа элементов обеспечивает его минимальные массу и габариты, высокую надежность, а исключение элементов запаздывания - высокое качество выходного напряжения АГ.

Формула изобретения

Источник питания, содержащий асинхронный генератор, силовые выводы которого подключены к первой группе конденсаторов, вторую группу конденсаторов, каждьш из которых подключен к соответствующей паре, силовых выводов асинхронного генератора через один из диодно-тиристорных ключей, блок управления каждым из которых связан входом с той же парой силовых выводов асинхронного генератора, что и управляемый им диодно-ти- ристорньй ключ, и выполнен в виде измерительного трансформатора с первичной обмоткой, подсоединенной к входу блока управления диодно-тиристорным ключом, и вторичной обмоткой, связанной первым выводом с первыми выводами первого резистора и первого порогового элемента, а вторым выводом г- с первьми выводами второго резистора и второго порогового элемента, вторые выводы первого порогового элемента и второго резистора, второго порогового элемента и первого резистора объединены попарно, импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через фазосдвигающий узел подключена к входу блока управления диодно-тиристорным ключом, отличающийся тем, что, с целью уменьшений массы и габаритов, повьшения надежности источника питания и повьш1ения качества выходного напряжения, источника питания путем увеличения быстродействия процесса его регулирования, в каждьй из указанных блоков управления введены тиристор и диод, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора через тиристор подключена к управляющему входу диодно-тиристорного ключа, второй вывод первого резистора связал с катодом тиристора, а второй

вывод второго резистора - с управляющим электродом тиристора, вторичная обмотка измерительного трансформатора связана первым выводом через диод с первым выводом первого резистора так, что катод диода подсоединен к первому выводу вторичной обмотки измерительного трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов, повышение надежности и качества выходного напряжения источника питания. Устройство содержит асинхронный генератор 1, силовые выводы которого подключены к первой группе конденсаторов 5-7 непосредственно и к второй группе конденсаторов 8-через диодно-тиристорные ключи 12,13, блоки 14 управления диодно-тиристорными ключами в каждом из каналов 9-11 регулирования. Сущность изобретения заключается в выполнении блоков 14 управления диодно-тиристорными ключами, включающих измерительный 16,17 и импульсный 22,26 трансформаторы, фазосдвигающий узел 23, тиристор 24, диоды 25,27, резисторы 18,20,28, пороговые элементы 19,21. 2 ил.

Фиг. 2