Устройство для регулирования напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M5/04 

(21)4745304/07

(22)24 07 89

(46) 230691 Бюл № 23

(71)Научно-производственное объединение «Электромашина

(72)А П Инешин

(53)621 3145(0888)

(56)Электротехнический справочник Изд-е 7-е /Под ред В Г Герасимова и др М . Энергоатомиздат, 1986, т 2, с 616-682

Краус Л А и др Проектирование стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры М Энергия, 1980, с 129- 131

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания нагрузок различного рода Цель изоб ретения - упрощение и расширение диапазона регулирования выходного напряжения и функциональных возможностей Устройство содержит трехстержневой магнитопровод 1, на крайних стержнях которого расположены первичные обмотки 2 и 3, соединен ные согласно последовательно На среднем стержне магнитопровода расположена вторичная обмотка 5, соединенная с входом выпрямителя 6 К выходу выпрямителя 6 подключена основная нагрузка 7 На крайних стержнях магнитопровода распоюжены сек ции 8 и 9 второй вторичной обмотки, соединенные согласно последоватетьно и подключенные свободными выводами к вход выпрямителя 10, к выходу которого подклю чена дополнительная нагрузка М Блок 13 управления цепью обратной связи соединен с нагрузкой 7, а цепями синхронизации - с фазами А и В питающей сети При этом блок управления обеспечивает фазоимпчльс ное управление регулирующим элементом 12 Указанное выполнение устройства обеспечи вает гальваническую развязку выходных це пей, повышение уровня выходной мощности, а также различный характер изменения на пряжений на нагрузках и согласования их напряжений с напряжением питающей сети 1 ил

(О

(/)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различного рода нагрузок выпрямленным постоянным током регулируемой величины

Целью изобретения является упрощение и расширение диапазона регулирования выходного напряжения и функциональных возможностей

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства регулирования напряжения

Устройство содержит трансформаторный блок, выполненный на трехстержневом маг нитопроводе I, на крайних левом и правом стержнях которого расположены соответ ственно первая 2 и вторая 3 первичные

обмотки, подключенные первыми выводами к двум фазам А и С питающей трехфазной сети переменного тока и соединенные меж ду собой вторыми выводами последователь но и согласно в общую точку 4 На сред нем стержне магнитопровода 1 расположена первая вторичная обмотка 5, связанная по средством первого выпрямителя 6 с первой (основной) нагрузкой 7 устройства (например, как показано на чертеже) с якорной цепью двигателя постоянного тока независи мого возбуждения При этом на левом,и пра вом стержнях магнитопровода 1 расположе ны также секции 8 и 9 второй вторичной обмотки, соединенные последовательно и согласно и связанные посредством второго

о

СП

оо

GO N3

СО

выгрямителя 10 с второй (дополнительной) нагрузкой 11 (Например, как показано на чертеже) с обмоткой независимого возбуж- М1ия Регулирующий элемент 12 с выходом на переменном токе подключен выходной однофазной цепью между третьей фазой В пи- гающей сети и общей точкой 4 соединения вторых выводов первичных обмоток 2 и 3 и выполнен (например, как показано на чер- . i/не) в виде двух встречно и параллельно соединенных тиристоров (может быть использован и симистор), управляемых по известному методу фазоимпульсного регулирования При этом блок 13 управления с ре- 1улируюш,им элементом 12 устройства содержит в своем составе систему фазоимпульсного управления и связан выходной цепью 14 с правляющими цепями тиристоров регули- элемента 12 Соответственно несколько входных цепей 15-17 и др блока 13 управления связаны, например, с устройством задания, датчиками защиты устройства и т п (на чертеже не показаны). В частности, как показано на чертеже, вход 17 блока 15 управления связан цепью 18 обратной по напряжению с выходными выводами для подключения первой (основной) 7 устройства, например, якорем авигагеля постоянного тока Кроме того, для реализации используемого метода фазо- имшльсного управления блок 13 управления имеет дополнительную цепь 19 синхронизации, связанную, например, с фазами А и В питающей сети, одновременно служащей для ) юктропигания этого блока

Работа предлагаемого устройства применительно к показанному на чертежу типу naipviOK 7 и 11 происходит следующим образом

При подаче напряжения трехфазной пи тающей сети А, В, С на входные выводы временного тока устройства при нулевом си:папе задания, подаваемого на вход 15 блока 13 управления, тиристоры регулирую щего элемента 12 закрыты ввиду отсутствия на выходе 14 блока 13 управляющих им п льсов При этом линейное напряжение сети, подаваемое с фаз А и С на первые выводы первичных обмоток 2 и 3 трансформаторною блока, распределяется между ними поровн, ввиду идентичности параметров этих обмоток, расположенных магнитно симметрично соответственно на левом и правом стержнях магнитопровода 1, и трансформируется в секции 8 и 9 второй вторичной обмотки, связанной посредством второго выпрямителя 10 с второй (дополнительной) нагрузкой 11 устройства - обмоткой независимою возбуждения двигателя, на которую таким образом подается выпрямленное напряжение номинальной величины

Благодаря последовательному и соглас- ном} включению первичных обмоток 2 и 3 их ма нитные потоки замыкаются, сумми- , по внешнему контуру трехстержневого

0

5

0

0 0

5

0

5

5

магнитопровода 1, т е. не ответвляясь в его средний стержень, ввиду чего выходное напряжение первой вторичной обмотки 5 близко к нулю и первый выпрямитель 6 с его нагрузкой 7 находятся в практически обесточенном состоянии Далее при появлении сигнала задания на входе 15 блок 13 управления, питаемый и синхронизируемый по цепи 19 переменного тока, вырабатывает с соответствующим регулируемым фазовым сдвигом импульсы управления, подаваемые по его выходной цепи 14 на управляющие электроды тиристоров регулирующего элемента 12 устройства, которые поочередно на интервалах своей проводимости электрически соединя ют фазу В питающей сети с общей точкой 4 вторых выводов первичных обмоток 2 и 3 трансформаторного блока Благодаря этому, по мере плавного фазорегулируемого отпирания тиристоров регулирующего элемента 12 возрастают результирующие напряжения переменного тока на первичных обмотках 2 и 3 трансформаторного блока с одновременным изменением сдвига по фазе В пределе при полностью открытых тиристорах регулирующего элемента 12 напряже ние на первой первичной обмотке 2 равно линейному напряжению фаз А и В сети и соответственно напряжение на второй первичной обмотке 3 равно линейному напряжению фаз В и С питающей трехфазной сети

Изменение величин и взаимного фазового сдвига упомянутых напряжений на первичных обмотках 2 и 3 приводит к замыка нию части их магнитного потока переменного тока на средний стержень магнитопровода 1, благодаря чему и возрастает на пряжение на первой вторичной обмотке 5, расположенной на этом стержне Последую идее выпрямление этого напряжения первым выпрямителем 6 обеспечивает электропитание первой (основной) нагрузки 7 устройства (например, как показано на чертеже) якорной цепи двигателя постоянного тока с его обмоткой 11 независимого возбуждения При этом также благодаря цепи 18 обрат ной отрицательной связи по напряжению, подаваемому на вход 17 блока 13 управления, производится стабилизация выходного якорного напряжения на основной нагрузке 7 устройства, т е поддержание его со ответствия, например, на номинальном уров не величине сигнала задания, подаваемого на вход 15 блока управления, и компенсация различного рода возмущающих воздействий, например, колебаний величины напряжения питающей сети А, В, С, изменений тока якорной цепи двигателя и т п

Так как, несмотря на взаимное измене ние величин и фазового сдвига напряжений на первичных обмотках 2 и 3 трансформаторного блока, их векторная сумма ввид

ЧРИЧМРННОГО подключения первых выводов згих обмоток к фазам А и С питающей сети остается неизменной и равной в соответствии с вторым законом Кирхгофа линейному напряжению А-С сети, то остается не- 5 изменной и векторная сумма выходных вторичных трансформированных напряжений на секциях 8 и 9, образующих вторую вторичную обмотку устройства. Поэтому вне зависимости от степени отпирания тиристоров регулирующего элемента 12 устройства и при широком соответствующем изменении выходного напряжения на первой (основной) нагрузке устройства (якорной цепи 7 двигателя) напряжение на его второй (дополниход которого соединен с выходными выводами для подключения основной нагрузки, а вторая соединена с входом второго однофазного выпрямителя, выход которого соединен с выходными выводами для подключения дополнительной нагрузки, а также регулирующий элемент с выходом на переменном токе, включенный между входным выводом для подключения третьей фазы питающей сети и общей точкой соединения первичных обмоток трансформаторного блока, причем управляющий вход регулирующего элемента соединен с выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона регулиротельной) нагрузке 11 (обмотке независимого 15 вания выходного напряжения и функцио- возбуждения двигателя) остается неизмен-нальных возможностей, трансформаторный

ным и зависит лишь от трансформируемых колебаний напряжения питающей трехфазной сети А, В, С.

блок выполнен в виде трехстержневого маг- нитопровода, на среднем стержне которого расположена первая вторичная обмотка, а на крайних стержнях - первая и вторая пер- 20 вичные обмотки, соединенные согласно, и секции второй вторичной обмотки, соединенные последовательно и согласно, причем указанный регулирующий элемент выполнен в виде двунаправленного ключа переменного тока,

Формула изобретения

блок выполнен в виде трехстержневого маг- нитопровода, на среднем стержне которого расположена первая вторичная обмотка, а на крайних стержнях - первая и вторая пер- 20 вичные обмотки, соединенные согласно, и секции второй вторичной обмотки, соединенные последовательно и согласно, причем указанный регулирующий элемент выполнен в виде двунаправленного ключа переменного тока,

Устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформаторный блок

с двумя последовательно соединенными пер- 25 а блок управления выполнен обеспечиваю- вичными обмотками, свободные выводы ко-щим фазоимпульсное управление и своими

торых соединены с двумя входными выводами для подключения двух фаз питающей

трехфазной сети, и двумя вторичными обмотками, первая из которых соединена с входом первого однофазного выпрямителя, вы- 30 сети.

входами соединен соответственно с выходными выводами для подключения основной нагрузки и с входными выводами для подключения первой и третьей фаз питающей

ход которого соединен с выходными выводами для подключения основной нагрузки, а вторая соединена с входом второго однофазного выпрямителя, выход которого соединен с выходными выводами для подключения дополнительной нагрузки, а также регулирующий элемент с выходом на переменном токе, включенный между входным выводом для подключения третьей фазы питающей сети и общей точкой соединения первичных обмоток трансформаторного блока, причем управляющий вход регулирующего элемента соединен с выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона регулирования выходного напряжения и функцио- нальных возможностей, трансформаторный

блок выполнен в виде трехстержневого маг- нитопровода, на среднем стержне которого расположена первая вторичная обмотка, а на крайних стержнях - первая и вторая пер- вичные обмотки, соединенные согласно, и секции второй вторичной обмотки, соединенные последовательно и согласно, причем указанный регулирующий элемент выполнен в виде двунаправленного ключа переменного тока,

а блок управления выполнен обеспечиваю- щим фазоимпульсное управление и своими

сети.

входами соединен соответственно с выходными выводами для подключения основной нагрузки и с входными выводами для подключения первой и третьей фаз питающей

А С-0 Ъ т а