Устройство дискретного регулирования переменного напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M5/12 H02M5/257 

Фиг.1

Изобретение относится к электротехние и может быть использовано для ступенатого регулирования переменного апряжения синусоидальной формы.

Целью изобретения является упрощение схемы, заключающееся в уменьшении исла ключей переменного тока, и повышение КПД устройства дискретного регулироания переменного напряжения.

На фиг. 1 изображена электрическая хема устройства дискретного регулирования переменного напряжения; на фиг. 2 - векторные диаграммы.

Устройство дискретного регулирования переменного напряжения содержат ключи 1-3, образующие коммутатор 4, трансформатор 5 с первичной б и вторичной 7 обмотками и коммутатор 8. Секции вторичной обмотки 7 с коммутатором 8 образуют вольто- добавочную цепь, обеспечивающую дискретное изменение напряжения в определенном диапазоне, При этом диапазон изменения напряжения определяется суммой напря - жений последовательно включенных секций вторичной обмотки 7. а число уровней квантования напряжения в этом диапазоне - структурой коммутатора 8.

Ключи 1-3 коммутатора 4 одними контактами объединены в общую точку, соеди- ненную с одним выходным выводом коммутатора 8, другой вывод которого подключен к. одному из зажимов нагрузки 9. Другими своими контактами ключи 1 -2 соединены с любыми двумя фазами (например, фазами А и В) трехфазной сети. К этим же фазам подключена и первичная обмотка 6 трансформатора 5. Свободный контакт ключа 3 коммутатора 4 соединен с нейтралью сети и другим из зажимов нагрузки 9.

Предлагаемое устройство позволяет дискретно регулировать напряжение в трех диапазонах и работает следующим образом.

Для регулирования напряжения в первом диапазоне замыкают ключ 3 (ключи 1, 2 - разомкнуты). Нагрузка 9 в этом случае оказывается подключенной непосредственно к коммутатору 8. Так как первичная обмотка б трансформатора 5 подключена к линейному напряжению UA в,, вектор напряжения Кдва вторичной обмотки 7 будет ориентирован по вектору UABI (фиг. 2,-а). Напряжение же в нагрузке 9 с помощью коммутатора 8 дискретно изменяют от нуля до некоторого предельного значения, т.е.

Ueux UA82

где UAB2 - var.

При этом предельное значение напряжения коммутатора 8 целесообразно задать

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

равным UABamax 0,58ифазн, чтобы исключить перепад напряжений при переходе от первого диапазона регулирования ко второму.

Для перехода на второй диапазон регулирования размыкают ключ 3 и замыкают ключ 2 (ключ 1 - разомкнут). Напряжение в нагрузке 9 на этом диапазоне определяется геометрической суммой фазного напряжения UB и напряжения UAB2 коммутатора 8, т.е.

и вых UlB + UAB2

При ЭТОМ, еСЛИ UAB2 0,5811фазн., ТО

и вых УВ.+ UAB2 0,58ифаэн., т.е. переход от максимального значения напряжения на первом диапазоне к минимальному значению напряжения на втором диапазоне и наоборот в этом случае происходит без перепадов.

Уменьшая дискретно с помощью коммутатора 8 напряжение UAB2 вольтодобавоч- ной цепи до нуля, обеспечивают дискретное увеличение напряжения в нагрузке на втором диапазоне регулирования от 1Гвых 0,58Ц.фазн. до Цвых UB, т.е. до фазного напряжения,

При переходе на третий диапазон регулирования размыкают ключ 2 и замыкают ключ 1 (ключ 3 - разомкнут). Выходное напряжение будет определяться геометрической суммой напряжений UA сети и UAB2 коммутатора 8

iiA + UAB2 .

при этом дискретное изменение напряжения UAB2 коммутатора 8 от нуля до 11дВ2 0,58ифазн. обусловит возможность дискретного регулирования выходного напряжения от 1Гвых ифазн. ДО 1,5311фазн. Таким образом, предлагаемое устройство с совокупностью отличительных признаков, указанных в формуле изобретения, позволяет дискретно регулировать переменное напряжение в том же диапазоне, как и в устройстве, выполненном по схеме прототипа, но по сравнению с последним обладает более простым коммутатором, что обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения Устройство дискретного регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения фаз сети, а вторичная - к входу первого коммутатора, выходные выводы которого формируют последовательную цепь с выводами для подключения нагрузки, кроме того, второй коммутатор, отличающееся

тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, второй коммутатор содержит три ключа переменного тока, первые выводы которых объединены и соединены со свободным выходным выводом первого коммутатора, вторые выводы первого и второго ключей

переменного тока подключены к выводам для подключений соответствующих фаз сети, второй вывод третьего ключа переменного тока соединен со свободным выводом для подключения нагрузки и выводом для подключения нейтрали.

Использование: электротехника, может быть использовано для дискретного регулирования напряжения синусоидальной формы. Сущность изобретения: регулирование величины напряжения на нагрузке 9 осуществляют на трех диапазонах изменением состояния ключей 1, 2, 3 коммутатора, обеспечивающих различные сочетания подключений к нагрузке вольтодобавочной цепи и трехфазной сети переменного тока. Изменение напряжения в пределах каждого из диапазонов осуществляется ключевым модулятором 8, образующим вместе со вторичными обмотками 6 трансформатора 5 вольтодобзвочную цепь. Так как фазные напряжения сети сдвинуты друг относительно друга на 120°, коммутатор выполнен по лучевой схеме, содержащей три ключа переменного тока. При этом в цепи нагрузки в каждом из диапазонов регулирования оказывается включенным только один ключ коммутатора, за счет чего и достигается повышение КПД. 2 ил.

а

я

S кЧ

Ф,

иг.2