Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия Советский патент 1990 года по МПК G05F1/14 

1

(61) 1330616

(21)4431101/24-07

(22)27.05.88

(46) 07.07.90. Бюл. № 25 (72) А.А. Ларин

(53)621.316.722.1(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1330616, кл„ G 05 F 1/14, 1986.

(54)ТРЕХФАЗНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ

(57) Изобретение относится к электротехнике-, в частности к источникам вторичного электропитания, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажения его формы. Целью изобретения является расширение диапазона стабилизации напряжения по входу. При снижении входного напряжения ниже значения срабатывания порогового датчика 32 (33, 34) по сигналу последнего формирователь 31 подает управляющий

сигнал на переключающий ключ 35 (36, 37). При этом основная секция обмотки автотрансформатора (AT) 7 (8, 9) отключается и происходит подключение сети непосредственно, к регулировочным секциям. Одновременно обнуляется задающий регистр 28, чем достигается соответствие числа витков подключаемых регулировочных секций коду, формируемому сумматором 27. В момент достижения напряжением фазы, максимума, определяемого блоком 19 (20,21), в регистр 22 (23, 24) этой фазы записывается код сумматора 27. В момент равенства нулю тока фазы определяемый блоком 10 (11,12) код из регистра 22 (23, 24) через блок 13 -(14, 15) управления поступает на управляющие входы силовых ключей 4 (5,6), которые коммутируют секции обмотки AT 7 (8, 9) в соответствии с кодом сумматора 27, чем и обеспечивается стабилизация напряжения. Диапазон стабилизации напряжений по входу расширен. 2 ил.

О1

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажения его формы. Целью изобретения является расширение диапазона стабилизации напряжения по входу. При снижении входного напряжения ниже значения срабатывания порогового датчика 32 (33,34) по сигналу последнего формирователь 31 подает управляющий сигнал на переключающий ключ 35 (36,37). При этом основная секция обмотки автотрансформатора (АТ) 7 (8,9) отключается и происходит подключение сети непосредственно к регулировочным секциям. Одновременно обнуляется задающий регистр 28, чем достигается соответствие числа витков подключаемых регулировочных секций коду, формируемому сумматором 27. В момент достижения напряжением фазы максимума, определяемого блоком 19(20,21), в регистр 22(23,24) этой фазы записывается код сумматора 27. В момент равенства нулю тока фазы определяемой блоком 10(11,12) код из регистра 22(23,24) через блок 13(14,15) управления поступает на управляющие входы силовых ключей 4 5 и 6, которые коммутируют секции обмотки АТ 7 (8,9) в соответствии с кодом сумматора 27, чем и обеспечивается стабилизация напряжения. Диапазон стабилизации напряжений по входу расширен. 2 ил.

Изобретение относится if электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания, и является усовершенствованием устройства о авт.св. № 1330616. Целью изобретения является расширение диапазона стабилизации напряения по входу.

На фиг. 1 Представлена структур- .Q ая схема предлагаемого стабилизатоа; на фиг. 2 - схема соединения бмоток дискретного регулирующего элемента и связи его с блоком управения .t

Трехфазный стабилизатор переменного .синусоидального напряжения г дискретного действия (фиг.1) состоит из силовых трактов по числу фаз, в состав которых входят последователь- 20 но включенные трансформаторы 1-3 тока и дискретные регулирующие элементы, включающие переключающие силовые ключи 4-6, и автотрансформаторы 7-9 с секционной входной обмоткой, бло- ки 10-12 определения момента перехода тока через нуль, блоки 13-15 управления дискретными регулирующими элементами, и трактов управления, в которые входят двухполупериодные вы- 30 прямители 16-18, блоки 19-21 определения моментов максимума напряжений, регистры 22-24 записи кодов амплитудных значений напряжений, а также из измерительного канала, общего для 35 трех фаз,в который входят трехфазный двухполупериодный выпрямитель 25 аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 26, сумматор 27 и задающий регистр 28.

Трехфазный двухполупериодный вы- 40 прямитель 25 подключен входами к входным клеммам, а выходом через АЦП 26 - к первым входам сумматора 27, вторые входы которого подключены к выходам задающего регистра 28. Двух- 45 полупериодные выпрямители 16-18 входами подключены к входным клеммам,. а выходами - к входам блоков определения моментов максимума напряжения соответственно.CQ

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

Выходы трансформаторов 1-3 тока через блоки 10-12 определения момен-

55

Q

0 0 5

0 5 Q

5

тов перехода токов через нуль подсоединены к входам управления блоков 13-15 управления, а выходы регистров 22-24 записи кодов амплитудных значений и напряжений подсоединены к информационным входам блоков 13-15 управления, каждый из которых включает управляемый регистр 29 и усилители 30 мощности (фиг.2). Входы формирователя 31 управляющего сигнала соединены с выходами пороговых датчиков 32-34 напряжения, входами подключенных к соответствующим входным клеммам. Выходы формирователя 31 управляющего сигнала соединены с входом обнуления задающего регистра 28 и с управляющими входами переключающих ключей 35-37, силовые входы которых соединены через соответствующие трансформаторы 1-3 тока с соответствующими входными клеммами, размыкающие выходы ключей 35-37 соединены с началом, а замыкающие - с концом основной секции автотрансформаторов (фиг.2). Число витков в регулировочных секциях выбрано равным w-2n K, где k - номер секции и соответствующего ей ключа; п - количество секций. Число витков в n-й секции соответствует одному кванту преобразования напряжения аналого-цифровым преобразователем при номинальном значении входного напряжения.

I

Коэффициент передачи трехфазного

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

Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия работает следующим образом.

При входных напряжениях, амплитуда которых не ниже значения

V.

V,, w. 51

где Vf, - порог срабатывания датчиков 35-37;

значение амплитуды стабилизируемого напряжения; число витков основной секци входной обмотки автотрансформатора 7 (8,9); w - число витков выходной обмотки автотрансформатора 7 (8,9 сигналы с датчиков 32-34 пороговых значений отсутствуют. Переключающие ключи 35-37 подключены в сетевое напряжение к началам основных секций входных обмоток автотрансформаторов дискретных регулирующих элементов. В исходном состоянии на выходе блока 10 (11,12) определения момента перехода тока через нуль - сигнал

I I ft

1 , разрешающий переключение сило

вого переключающего ключа 4 (5,6), но в исходном состоянии регистр 22 (23,24) содежит нулевой ток, так как на его вход управления с блока 19 (20,21) 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 секцию входной обмотки и выходную обмотку w автотрансформатора 7 (8, 9) и через все секции входной обмотки автотрансформатора 7 (8,9), обеспечивая при этом минимальное напряжение из диапазона регулирования на выходной обмотке (фиг.2).

При включении стабилизатора возможны два случая: включение стабилизатора до перехода напряжением фазы амплитудного значения и после перехода напряжением фазы амплитудного значения. В первом случае при включении на выходе блока 19 (20,2l) определения момента максимума напряжения может иметь место логический сигнал, запрещающий запись кода из сумматора 27 в регистр 22 (23, 24). В момент достижения напряжением на выходе однофазного двухполупериодно- го выпрямителя 16 (17, 18) максимума на выходе блока 19 (20,21) появляется логический сигнал, разрешающий запись двоичного кода коммутации из сумматора 27 в регистр 22 (23, 24). В момент равенства тока нулю в соответствующей фазе на выходе блока 10 (11,12) появляется сигнал l, разрешающий передачу управляющего .троичного кода

-

0

5

0

5

0

5

5

0

5

0

4

через блок 13 П4,15) управления на управляющие входы силовых переключаю ших ключей 4 (5,б). Переключение ключей вызывает соответствующую коммутацию секций во входной обмотке автотрансформатора, обеспечивая заданное напряжение на выходной обмотке.

При включении стабилизатора в сеть после достижения напряжением фазы амплитудного значения блок 19 (20, 21) переходит в состояние, при котором логический сигнал на его выходе разрешает запись двоичного кода коммутации в момент включения стабилизатора. При этом на блок 13 (14,15) управления через регистр 22 (23,24) поступает произвольный двоичный код коммутации, 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 стабилизатора, описываемая в течение времени от одного до другого полупериода. В Момент достикения напряжением фазы амплитудного ЗНЗЧРНЫО 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 1 (2,3) тока на выходе блока 10 (11,12) устанавливается сигнал 1, регистрирующий передачу нового двоичного кода коммута- иии 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 получения на выходкой обмотке заданного напряжения.

При снижении входного напряжения до уровня Vfj срабатывания пороговых датчиков 32-34 напряжения с выхода последних поступает сигнал на формирователь 31 управляющего сигнала. Сигнал, сформированный формирователем 3I, поступает на входы переключающих ключей 35-37, которые отключают сеть от основных секций дискретного регу- лируюшего элемента и подключают ее непосредственно к регулирующим сек-.

циям. Одновременно сигналом с формирователя 3I обнуляется выход задающего регистра 28. Этим достигается сответствие числа подключаемых секций

коду, формируемому сумматором: п

Га w-V 2LS-. ИГ к VH ,где п - число регулируемых секций

входной обмотки автотрансфор матора 7 (8,9)S число витков k-й секции; коэффициент, принимающий

N

а „

значение 0 , если секция не

И 1 М

включена в обмотку, и если включена; V, - значение амплитуды входного напряжения.

Далее стабилизатор работает аналогично указанному.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор обеспечивает требуемое выходное напряжение при снижении входного напряжения ниже порогового значения и имеет более широкий диапазон стаби- лизации напряжения по входу.

Формула изобретения

Трехфазный стабилизатор переменно- го синусоидального напряжения дискретного действия по авт. св. № 1330616, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона стабилизации напряжения по входу, в него введены формирователь управляющего

5

0

5

0 5

сигнала, а в каждую фазу - пороговый датчик напряжения и переключающий ключ, причем каждый пороговый датчик напряжения входом подключен к соответствующей входной клемме, а выходом - к соответствующему входу формирователя управляющего сигнала, выходы которого соединены с входом обнуления задающего регистра и с управг ляющим входами соответствующих переключающих ключей,силовой вход каждого переключающего ключа соединен через соответствующий трансформатор тока с соответствующей входной клеммой, размыкающий выход каждого переключающего ключа подключен к началу, а замыкающий выход - к концу основной секции входной обмотки автотрансформатора соответствующего дискретного регулирующего элемента, при этом коэффициент передачи трехфазного двухполупериодного выпрямителя численно равен отношению числа витков в выходной обмотке автотрансформатора к величине стабилизируемого напряжения, двоичный код, формируемый задающим регистром, равен числу витков основной секции входной обмотки автотрансформатора, а порог срабатывания пороговых датчиков напряжения равен произведению величины стабилизируемого напряжения на отношение числа витков основной секции входной обмотки к числу витков выходной обмотки авто- тпансформатора.

A wo v/i

v Т Т Г

Редактор И. Горная

Составитель А. Волкова

Техред Л. Сердюков а Корректор О. Ципле

Заказ 1846

Тираж 652

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Щ

п

#м

Фиг.2

Подписное