Регулирующий элемент для цепей переменного тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/44 

6

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности регулирующего элемента и улучшение формы входного и выходного напряжений. За счет введения дополнительного управляемого ключа 10 в момент переключения управляемых ключей 7 и 8, нагрузка питается напряжением питающей сети через секцию 5 обмотки автотрансформатора, образованной первой и второй отпайками. Регулирующий элемент обеспечивает непрерывное питание нагрузки при резком снижении или повышении напряжения питающей сети. 1 ил.

Ьх

2

о

Вых.

XI

iO х| О О

Јь

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении регуляторов переменного напряжения в тех случаях, когда требуется повышенное качество входного и выходного токов.

Известен регулятор переменного на пр жения, содержащий автотрансфпрмэ- тор с отпайками в конце обмотки и ключи на встречно-параллельно включенных тири- сюрах, с помощью которых переключаются отпайки автотрансформатора.

Недостатком устройства является низкий КПД, так как автотрансформатор постоянно потребляет энергию, поскольку его обмотка всегда подключена к питающей се- ти. Стабилизатор имеет сложную схему управления, так как ключи необходимо переключать при переходе тока сети через нуль. При этом при включении одного из ключей с опозданием возможны перерывы в питании нагрузки, а при одновременном включении двух ключей возникает контур короткого замыкания в отпайках автотрансформатора. Поэтому с целью снижения тока короткого замыкания при резком снижении или повышении напряжения питающей сети отпайки автотрансформатора не могут быть переключены сразу с максимальной на минимальную и наоборот, т.е. переключение отпаек осуществляется в три приема nyieM постоянного переключения соседних отпа- сх. что снижает быстродействие регулятора и не везде приемлемо. Следовательно, регулятор имеет ограниченную область применения и низкую надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулирующий элемент для цепей переменного тока, содержащий автотрансформатор с первой и второй отпайками и управляемые ключи пе ременного тока, соединяющие начэпс и конец обмотки автотрансформатора с общей точкой соединения первых выводов для подключения сети и нагрузки, второй вывод для подключения сети, соединенный с вто- рой отпайкой автотрансформатора, и второй вывод для подключения нагрузки, соединенный с второй отпайкой автотрансформатора.

Однако данное устройство ненадежно, так как при коротком замыкании нагрузки все напряжение источника питания прикладывается к средней обмотке автотрансформатора, в результате чего на всей, обмотке автотрансформатора наводится напряже ние. многократно превышающее напряжение источника питания, которое, будучи приложено к управляемым ключам, выводит их из строя. Устройство имеет низкий КПД и cos / . так как вследствие постоянного

регулирования напряжения на выходе, оно постоянно потребляет энергию питающей сети даже тогда, когда питающая сеть стабильна и не требуется какого-либо регули рования напряжения на нагрузке Устройство имеет ограниченную область применения, так как в связи с постоянным регулированием напряжения на выходе оно портит как форму напряжения питающей сети, так и форму выходного напряжения Поэтому оно не может быть использовано для питания устройств, требующих повышенного качества входного напряжения.

Цель изобретения - повышение надеж ности и улучшение формы входного и выходного напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в регулирующем элементе для цепей переменного тока, содержащем автотрясформэ- тор с первой и второй отпайками и управляемые ключи переменного тока, сое диняющие начало и конец обмотки авто- трансформатора с общей точкой соединения первых выводов для подключения сети и нагрузки, второй вывод дпя подключения сети соединен с первой отпайкой автотрансформатора, второй вывод для подключения нагрузки соединен с второй отпайкой автотрансформатора, введены до полнительный управляемый ключ и пороговый полупроводниковый элемент, причем дополнительный управляемый ключ включен между первой и второй отпайками автотрансформатора, а пороговый полупроводниковый элемент подключен пя- раллельно обмотке автотрансформатора.

На чертеже изображена схема регулирующего элемента переменного тока

Регулятор имеет автотрансформатор 1. содержащий первую и вторую отпайки 2 и 3. разделяющие обмотку автотрансформатора на секции 4 6.Секция 4 обмот ки ; етитранс- форматора рассчитана на минимальное допустимое напряжение питающей сети 107. Uc и подключена к общему проводу рогуля- тора напряжения через управляемый ключ 7. Секция б обмотки автотрансформатора рассчитана на минимальное напряжение питающей сети и подключена к общему проводу регулятора через управляемый ключ В Секция 5 обмотки автотрансформатора оа считана на напряжение 10% Uc Второй провод источника питания подключен к огпайк 2 автотрансформатора, а второй провод нагрузки - к отпайке 3 автотрансформатора Пороговый полупроводниковый элемрн1 (варистор) 9 включен между началом и кон цом обмотки автотрэнсформаюрэ а допо

НИТелЬНЫЙ управляемый КЛЮЧ 10 В 1Ю i

между отпайками 2 и 3 звтотрансформли.

pa Предохранитель 11 вкпючен в общий провод регулятора напряжения со стороны источника питания.

Регулятор напряжения работает следу ющим образом.

При колебаниях напряжения питающей сети в пределах ±10% Uc управляемые ключи 7 и 8 регулятора напряжения отключены а дополнительный управляемый ключ 10 включен и нагрузка питается через дополнительный управляемый ключ 10 напряжением питающей сети При снижении напряжения питающей сети до - 10% Uc отключается дополнительный управляемый ключ 10 и включается упрэпляемый ключ 7. При этом секция 4 автотрансформатора оказывается под напряжением питающей сети, трансформатор 1 работает как повышающий и нагрузка питается с отпайки 3 автотрансформатора напряжением, рапным номинальному напряжению питающей сети. При этом напряжение питающей сети может снижаться с некоторых пределах и далее, однако напряжение на выходе регулятора напряжения будет в пределах нормы. При восстановлении напряженна питающей сети до номинального значения управляемый ключ 7 отклю-зетсч и вноск включается дополнительный управляемый ключ 10. При увеличении напряжения пита ющей сети до величины 10% Ur отключается дополнительный управляемый кпюч 10 и включается управляемый ключ 8. При этом секция 5 и б автотрансформатора оказываются под напряжением питающей сети, автотрансформатор 1 работает как понижающий и нагрузка питается г отпайки 3 напряжением, равным номинальному напряжению питающей сети. При том напряжение питающей сети может повышаться в некоторых пределах и далее, однако напряжение на выходе регулятора будет в пределах нормы. При снижении напряжения питающей сети до номинального значения управляемый ключ 8 отключается и внооь включается дополнительный управляемый ключ 10. При колебаниях питающего напряжения от + 10 до -10% и наоборот соответственно включаются и отключаются управляемые ключи 7 и 8 без переключения дополнительного управляемого ключа 10. В

кратковременных перерыв,:

в рлбг, ю управляемых ключей 7, 8 и 10 нзгрузкз питается через секцию 5 обмотки автотрансформатора, благодаря чему обеспечиваются бесперебойное питание ки и отсутствие KOPOTKOIO замыкания секций автотрансформатора в МОМРНГ переключения управляемых ключей рп г.,«л спор л напряжения

Напряженно переключения плригт р- должно несколько пргпып - пь клдгг н.шри жения полупроводниковые элем нтпг- . равляемых ключей 7 и Р регулятора. П); этом в нормальном режиме работы рогуля тора варистор ие оказывает никакого n/u«a ния на работу регулятора напряжения, нп случае короткого замыкания нагрузки в м,.. мент, когда отключен дополнительный уп0 равляемый ключ 10 и все напряженно

питающей сети приложено к секции 5 автоv трансформатора, варистор 9 пробиваете и

шунтирует обмотку автотрансформатора

защищая полупроводниковые элементы уп5 рзвляемых ключей 7 и 8 регулятора от пробоя высоким напряжением, наводимым в этом случае между началом и концом обмот ки автотрансформатора

При коротком замыкании нагрузки Р мо0 мент приложения напряжения питающей сети к- секции 5 автотрансформатора о т кры ваетгя дополнительный управляемый к/но ч 10. что приводит к короткому замь амию источника питания и к сгоранию предохра5 нитепя 1 1 что гарантирует надежную защиту регулятора напряжении от перегрузи

Использование пред -таемого изобретения, в сравнении с, -f. ГЩТРОЧИТ сократить расход энерп -ои номимлльном

0 напряжении питзющеи г.ош про:т.1ть . му управления и повысить -алежность регулятора напряжения. Г-.,-з тс;, имеет хорошую форму криРО в ::. г о и йь- л.г мо- го напряжений и обесП - . неп епьтГ ное питание нагрузки при резком снижении или повышении нйппчжония питающей сети, так з в момент пере ключей регулятооа нагру a rn.i ;---- г -спряжением питающей сети се 5 обмотки SB0 тотрзнсформаторв Это пг..рпляет использовать предлож ч ныи pef .г-я-ср Р ка1:еств-э стабилизатора n.Vips . н б. пи-;цНИ0 Электронного оборуДО .U :ia, nOCTpOOrtных. например, на пч егральных 5 микросхема., где наг,агаи1тг.ч жесткие тре- (ювания на уровень ПОМРЛ питающего напряжения. В спучае необходимости бопее плавного регулирования напряжения секция S аототрапсформг.-г,,-. должна быть

б0 рассчитана на ншр.е

г: г- 1С или на

любое другое напряжение п пределах 1- 10% Uc. Соответственно п.-p.. Ti,шлется vi секция О aniOTpaHC l Orif-iaiuipa

Формула изобретения 5Регулирующий элемент лла cenefi переменного тока, содер.- aLjk-.1 .ч- птрансфор- матор с первой и втор м1 . - й -ами и управляемые ключ1 перемос . диняющие нячало и ..-ч-,- трансформатора с с1 ;: -31 т о ч и.. , 1

71707604 8

соединения первых выводов для подключе-пряжений, введены дополнительный управния сети и нагрузки, второй вывод для под-ляемый ключ и пороговый полупроводникоключения сети соединен с первой отпайкойвый элемент, причем дополнительный

автотрансформатора, второй вывод дляуправляемый ключ включен между первой и

подключения нагрузки - с второй отпайкой5 второй отпайками автотрансформатора, а

автотрансформатора, о т л и ч а ю щ и и с япороговый полупроводниковый элемент

тем, что, с целью повышения надежности иподключен параллельно обмотке автотранупучшения формы входного и выходного на-сформатора.