Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M5/257 

1

(21)4497986/07 (22)25.10.88 (46)30.10.91. Бюл. №40

(71)Харьковский, институт инженеров коммунального строительства

(72)В.Ф.Соколов (53)621.314.2(088.8)

(56)Кунгс Я.А. Автоматизация управления электрическим освещением, М.: Энергоато- миздат, 1989, с. 95, рис. 4.9.

(54 ТРЕХФАЗНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

(57)Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение

энергетических характеристик. Устройство содержит исполнительные элементы - си- мисторы 13-15, подключающие распределенную нагрузку к трехфазной сети с нулевым проводом. Отпирание симисторов 13-15 производится за счет напряжения, снимаемого с вторичной обмотки второго трансформатора блока управления. Первичная обмотка второго трансформатора подключена параллельно симистору. Поддержание тока управления через управляющий переход в течение интервала проводимости, снимаемого с вторичной обмотки трансформатора тока, включенного последовательно с симистором, благодаря чему достигается поставленная цель. 2 ил.

сл

с

о

00 00

со сл

00

Изобретение относится к электротехнике.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических характеристик.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема блока управления исполнительным элементом.

Устройство (фиг. 1) содержит выводы А, В, С, N для подключения трехфазной сети с нулевым проводом, соединенные например, через предохранители 1-3 с соответствующими первыми выводами 4-6 для подключения распределенной нагрузки, вторые выводы 7-9 которых соединены с вторыми входными выводами соответствующего датчика 10-12 тока, выполненного в виде трансформатора тока. Вторые входные выводы датчиков 10-12 тока соединены с первыми силовыми выводами соответствующих исполнительных элементов 13-15, например, катодами симисторов. Вторые силовые выводы исполнительных элементов 13-15 (аноды симисторов) объединены и соединены с выводом N для подключения нулевого провода трехфазной сети. Первый и второй выводы для подключения выходного сигнала датчиков 10-12 тока и первый и второй выводы для подключения цепи управления исполнительных элементов 13-15 соответствующих блоков 16-18 управления исполнительными элементами 13-15 соединены соответственно с вторичными обмотками соответствующих трансформаторов тока и выводами катод-управляющий электрод симисторов.

Каждый из блоков 16-18 управления (фиг. 2) содержит (например, блок 16 управления фазы А) первый, второй и третий выпрямительные мосты 19-21, первый и второй стабилизаторы 22, 23 напряжения, измерительный узел 24 напряжения, фазос- двигающий узел 25, разделительный диод 26, ограничительный и задающий резисторы 27 и 28, переключатель 29, диодно-рези- сторный оптрон 30, резистор 31 и тиристор 32, первый и второй трансформаторы 33 и 34 напряжения с первичной и вторичной обмотками. При этом первый и второй стабилизаторы 22, 23 напряжения могут быть выполнены в виде параметрических стабилизаторов на резисторах 35, 36 и стабилитронах 37, 38 соответственно. Измерительный узел 24 напряжения может быть выполнен в виде мостовой схемы на резисторах 39. 40 и стабилитроне 41, в диагональ которой, являющейся выходом измерительного угла 24 напряжения, включены входные выводы диодно-резисторного оптрона 30. Вход измерительного узла 24 напряжения может быть зашунтирован конденсатором 42.

Фазосдвигающий узел 25 может быть

выполнен на однопереходном транзисторе 43, первая и вторая база которого соединены с резисторами 44, 45 соответственно. Эмиттер однопереходного транзистора 43 соединен с общей точкой соединения като0 да диода 46 и первого вывода конденсатора 47, второй вывод которого соединен с резистором 44. Первый вывод первичной обмотки первого трансформатора 33 напряжения соединен с первым выводом для подключе5 ния напряжения питания блока управления и первыми выводами 4 для подключения распределенной нагрузки. Второй вывод первичной обмотки первого трансформатора 33 напряжения соединен с первым выво0 дом первичной обмотки второго трансформатора 34 и анодем симистора 13. Второй вывод первичной обмотки второго трансформатора 34 напряжения соединен с катодом симистора 13, являющегося пер5 вым выводом для подключения цепи управления исполнительного элемента - симистора 13 и анодом тиристора 32, катод которого соединен с общей точкой соединения отрицательных выводов постоянного

0 тока первого и третьего выпрямительных мостов 19,21, общего вывода первого и второго стабилизаторов 22, 23 напряжения, общего вывода фазосдвигающего узла 25 (общей точки соединения конденсатора 47 и

5 резистора 44) и первого выходного вывода диодно-резистивного оптрона 30. Вторичная обмотка второго трансформатора 34 напряжения соединена с входом переменного тока первого выпрямительного моста 19, по0 ложительный вывод постоянного тока которого соединен с анодом разделительного диода 26 и входом первого стабилизатора 22 напряжения (резистором 35), выход которого подключен через последовательно со5 единенные ограничительный и задающий резисторы 27, 28 и размыкающий контакт переключателя 29 к входу управления (аноду диода 46) фазосдвигающего узла 25. вход напряжения питания которого соединен че0 рез резистор 31 с замыкающим контактом переключателя 29 и вторым выходным выводом диодно-резисторного оптрона 30, причем вход напряжения питания фазосдвигающего узла 25 объединен с вы5 ходом первого стабилизатора 22 напряжения, а выход фазосдвигающего узла 25 соединен управляющим электродом тиристора 32. Вторичная обмотка первого трансформатора 33 напряжения соединена с входом переменного тока второго выпрямительного моста 20, выход которого подключен к входу измерительного узла 24 напряжения. Катод разделительного диода 26 соединен с входом второго стабилизатора 23 напряжения, выход которого подключен к управляющему электроду симистора 13 и является вторым выводом для подключения цепи управления исполнительного элемента (симистора 13), и с положительным выводом постоянного тока третьего выпрямительного моста 21, вход переменного тока которого подключен к выходным выводам трансформатора 10 тока, являющихся первым и вторым выводами для под- ключения датчика тока блока 16 управления.

Устройство работает следующим образом.

Фазное напряжение сети прикладывается к первичной обмотке первого трансформатора 33 напряжения в блоке 16 управления. Напряжение с выводов анод- катод закрытого симистора 13 поступает на первичную обмотку второго трансформатора 34 напряжения, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный мост 19 и первый стабилизатор 22 напряжения за- питывает фазосдвигающий узел 25. При достижении (через момент времени, соответствующий фазовому углу а ) на конденсаторе 47 уровня напряжения переключения однопереходного транзистора 43 он открывается, отпирая тиристор 32 и коммутируя, тем самым, цепь управления сими- сторэ 13, напряжение управления которого ограничивается вторым стабилизатором 23 напряжения. После отпирания симистора 13 напряжение на первичной обмотке второго трансформатора 34 снижается до нуля, однопереходный транзистор 43 закрывает-, ся. При протекании рабочего тока через си- мистор 13 во вторичной обмотке трансформатора 10 тока действует напряжение, которое через третий выпрямительный мост 21 и второй стабилизатор 23 напряжения поступает на управляющий переход симистора 13. При переходе напряжения сети через нулевое значение симистор 13 и тиристор 32 запираются. В следующем полупериоде цикл повторяется.

При замыкании замыкающего контакта переключателя 29 устройство работает в режиме автоматического ограничителя напряжения.

В этом случае фазовый угол а автоматически устанавливается в зависимости от соотношения величин резисторов 31 и 30, являющихся делителем напряжения. Величина фоторезистора диодно-реэисторного оптрона 30 устанавливается в зависимости

от выходного тока измерительного устройства 24 напряжения.

Формула изобретения

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий выводы для подключения трехфазной сети с нулевым проводом, соединенные с соответствующими первыми выводами для подключения распределенной нагрузки, исполнительный элемент и датчик тока в каждой фазе, причем первые силовые выводы каждого исполнительного элемента соединены с первым входным выводом датчика тока, второй входной вывод которого соединен с вторыми выводами для подключения распределенной нагрузки, вторые силовые выводы исполнительных элементов объединены и подключены к нулевому проводу трехфазной сети, и блоки управления исполнительным элементом в каждой фазе, каждый из которых содержит первый и второй трансформаторы напряжения с первичной и вторичной обмотками, первый и

второй выводы для подключения напряжения питания, первый и второй выводы для подключения выходного сигнала датчика тока и первый и второй выводы для подключения цепи управления исполнительного

элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических характеристик, исполнительный элемент каждой фазы выполнен в виде симистора, датчик тока - в виде трансформатора тока, в блок управления исполнительным элементом каждой фазы введены первый, второй и третий выпрямительные мосты, первый и второй стабилизаторы напряжения, измерительный узел

напряжения, фазосдвигающий узел, разделительный диод, ограничительный и задающий резисторы, переключатель, диодно-резистивный оптрон, резистор и тиристор, причем первый вывод первичной

обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом для подключения напряжения питания блока управления и первыми выводами для подключения распределенной нагрузки, второй вывод первичной обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом первичной обмотки второго трансформатора и анодом симистора, который является вторым силовым выводом исполнительного элемента и вторым выводом для подключения напряжения питания блока управления, второй вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен с катодом симистора, являющегося первым силовым выводом исполнительного элемента и первым выводом для подключения цепи

управления исполнительного элемента, и анодом тиристора, катод которого соединен с общей точкой соединения отрицательных выводов постоянного тока первого и третьего выпрямительных мостов, общего вывода первого и второго стабилизаторов напряжения, общего вывода фаэосдвигающего узла и первого выходного вывода диодно-рези- сторного оптрона, вторичная обмотка второго трансформатора соединена с входом переменного тока первого выпрямительного моста, положительный вывод постоянного тока которого соединен с анодом разделительного диода и входом первого стабилизатора напряжения, выход которого подключен через последовательно соединенные ограничительный и задающий резисторы и размыкающий контакт переключателя к входу управления фазос- двигаюшего узла, вход напряжения питания которого соединен через резистор с замыкающим контактом переключателя и вторым выходным выводом диодно-рези- сторного оптрона, причем вход напряжения

10

питания фазосдвигающего узла объединен с выходом первого стабилизатора напряжения, а выход фазосдвигающего узла соединен с управляющим электродом тиристора, вторичная обмотка первого трансформатора соединена с входом переменного тока второго выпрямительного моста, выход которого подключен к входу измерительного узла напряжения,

к выходу которого подключены входные выводы диодно-резисторного оптрона, катод разделительного диода соединен с входом второго стабилизатора напряжения, выход которого подключен к управляющему электроду симистора и является вторым выводом для подключения цепи управления исполнительного элемента, и с положительным выводом постоянного тока третьего выпрямительного моста, вход переменного тока которого подключен к выходным выводам трансформатора тока, являющихся первым и вторым выводами для подключения датчика тока блока управления.