Известные компенсаторы понижений напряжения сети на зажимах иромышленных токоприемников ири помощи вольтодобавочных трансформаторов, содержащие измерительный, управляющий и исполнительный органы, обладают недостаточной динамической и статической точностью компенсации.
Предлагаемый компенсатор отличается от известных устройств 1ем, что измерительный орган выполнен в виде нелинейного моста без сглаживающего фильтра, включениого на вход управляющего оргаиа, выполненного Б виде бесконтактного полупроводникового реле с магнитным усилителем, включенным последовательно в цепь нервичных обмоток вольтодобавочного трансформатора с воздущным зазором или с разрядными устройствами. Предлагаемый компенсатор может быть одно- или трехфазным.
На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема компенсатора; па фиг. 2 - его статическая характеристика; на фиг. 3 - второй вариант схемы компепсатора.
Трехфазный компенсатор состоит из измерительного, управляющего и исполнительного органов.
Вторичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора включены последовательно между сетью и нагрузкой Н. Первичные обмотки вольтодобавочного трансформатора включены последовательно между зажимами нагрузкн (т. е. выходом компенсатора) и дроссельными обмотками магнитного усилителя МУ, соединенными в звезду.
Благодаря такому включению обмоток
вольтодобавочного трансформатора обеспечивается алгебраическое сложение компенсируемого и компенсирующего (добавляемого) напряжений. Управляющая обмотка ОУ магнитного усилителя питается постоянным током через бесконтактное реле БР, которое вместе с магнитным усилителем составляет управляющий орган компенсатора. В магнитном усилителе задействована еще одна подмагничивающая
обмотка ОС - обмотка смещения.
Она служит для устранения магнитного потока, возникающего в результате внутренней положительной обратной связи магнитного усилителя.
Таким образом, при включенной обмотке смещения и отключенной обмотке управления сопротивление дроссельных (рабочих) обмоток магнитного усилителя максимально. Для подбора смещения сопротивлепредставляет собой уравновешенный мост ИМ, состоящий из двух линейных сопротивлений (l, ) и двух нелинейных сонротивлений - барретеров (Б1, Б2). Измерительный мост подключен через выпрямитель В, понижающие трансформаторы ТП, ТП на выходные зажимы компенсатора. Выход моста (диагоиаль) подключен па вход бесконтактного реле БР. Питание последнего осуществляется от отдельных обмоток трансформаторов ТП-i, ГЯо через выпрямитель BZ.
В уиравляющем органе применено бесконтактное реле на полупроводниковых трнодах.
Собственно реле состоит из полупроводниковых триодов Уа, Гз, сопротивлений з, 4, , й, 7. выпрямителя В. Последний служит для более надежного запирания выходного триода Гз- Входом собственно реле явг ляется сопротивление RT.
Пагрузкой реле является сопротивление RS. и обмотка управления ОУ магнитного усилителя, включенные последовательно в коллекторную цепь выходного триода Гз. Если при поданном питании цепей коллекторов на сопротивление 7 напряжение извне не подается, триод TZ будет закрыт, а триод TZ открыт. При подаче извне напряжения на R-j (минусом иа базу TZ) порядка 0,3-0,5 в схема скачком перейдет в другое состояние (Т открыт, Тз закрыт). Добавление сопротивления R и триода Ti приводит к тому, что ири отсутствии напряжения иа базе Т выходной триод будет закрыт.
Кроме того, добавление триода Т снижает необходимую для включения реле мощность сигнала. Делитель из сопротивлений ю и RU снижает порог срабатывания реле и позволяет установить требуемое напряжение срабатывания. Диоды Д, Д-2, сопротивления и 13 защищают бесконтактное реле от чрезмерно больших сигналов. Измененное бесконтактное реле через сопротивления и RIZ включено иа выход измерительного моста.
Измерительный мост ИМ настраивается на заданное напряжение равновесия путем регулирования величины линейных сопротивлений RI и R-. Если напряжение иа выходе компенсатора равио иапряжеиию равновесия моста, напряжение иа его диагонали равно нулю. В этом случае бесконтактное реле будет выключено (выходной триод Гз бесконтактного реле закрыт). Повышение напряжения на выходе компенсатора вызовет появление напряжения иа диагонали моста, но полярность этого напряжения будет такой, что бесконтактное реле не включится. При отключенном бесконтактном реле обмотка зправлеиыя магнитного усилителя обесточена, сопротивление его дроссельных обмоток максимально, что почти равносильио размыканию первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора. Вторичные обмотки вольтодобавочиого трансформатора в этом случае работают как дроссельные. Поскольку их активное сопротивление мало, напряжение иа выходе компеисатора практически равно напряжению сети.
При понижеиии напряжения сети и на выходе компеисатора равновесие моста иару5 шается и на его диагоиали появляется напряжение. Полярность его теперь такова, что бесконтактное реле включится, обмотка управления магнитного усилителя получит питание. Благодаря некоторой инерционности
0 магнитного усилителя напряжение, трансформируемое во вторичиые обмотки вольтодобавочного трансформатора, возрастает плавно до тех пор, пока напряжение на выходе компенсатора не станет равным напряжению рав5 иовесия. Бесконтактное реле отключится, напряжение иа выходе компенсатора будет плавно уменьшаться до тех пор, пока не нарушится равновесие моста и ие включится бескоитактиое реле и т. д.
0 Таким образом, при пониженном напряжении сети в процессе компеисации через обмотку управления магнитного усилителя протекает пульсирующий ток, среднее значение которого обеспечивает с некоторой степенью
5 точности поддержаиие постояиства наиряжения на выходе компенсатора.
На частоту пульсаций управляющего тока самое существенное влияние оказывает наличие пульсаций выпрямленного напряжения,
0 снимаемого с диагонали измерительного моста. Достаточно высокая частота пульсаций способствует уменьшению инерционности компеисатора, поэтому измерительный орган выполнен без сглаживающего фильтра.
5 Компенсатор по своему принцииу работает как статический релейный регулятор, выход которого является непрерывным благодаря инерционности магнитного усилителя. Статическая точность компенсатора очень велика.
0 В этом можно убедиться по статическим характеристикам t/вых / вх . снятым на действующем образце компенсатора (см. фиг. 2). И под нагрз зкой, и при холостом ходе статическая погрешность компенсатора
5 для заданного диаиазоиа (335-380 в) составляет несколько десятых процента. При необходимости зона компеисации может быть расширена повышением вторичного напряжения и мощностей вольтодобавочного транс
0 форматора и магнитного усилителя.
Вольтодобавочный трансформатор может быть выполнен без воздушного зазора. В этом случае параллельно его первичным обмоткам должны быть включены разрядники или шунтирующие конденсаторы для защиты от перенапряжений, которые могут возникиуть из-за явления обратиой трансформации при нагруженном компенсаторе и размагниченном магнитном усилителе.
0 Схема компенсатора может быть усовершенствована, если автоматическую компенсацию на полный диапазон заменить комбинироваиной. Например, полный диапазон компенсации, равной 20%, можно разбить иа В этом случае схема компенсатора (см. фиг. 3) будет состоять из трех вольтодобавочных трансформаторов, один из которых (ВДТА) служит для автоматической компенсации и управляется магнитным усилителем5 МУ, как было описано выше, два других вольтодобавочных трансформатора ВДТС и ВДТС, ступенчатой компенсации переключаются вручную с помощью переключателей yUi и УП.2 (например, типа УГ1-5300). Суммарная установленная мощность комбинированного компенсатора для заданных значений мощности токоприемника и диапазона компенсации уменьщится по сравнению с автоматическим компенсатором вследствие 15 уменьшения мощности магнитного усилителя и возможности встречного включения вольто добавочных трансформаторов ступенчатой компенсации. Важным преимуществом компенсатора с 20 применением вольтодобавочного трансформатора является то, что регулирование в нем производится за счет изменения напряжения, а не путем изменения сопротивления, включенного последовательно между сетью и на- 25 грузкой. Благодаря этому при любых направ10леииях ccTii в пределах заданной зоны компенсации обеспечиваются неизменная жесткость внешних характеристик сварочных аппаратов и, следовательно, стабильность тех видов сварки, которые зависят от этого параметра. Предмет изобретения Компенсатор понижений напряжения сети на зажимах нромышленных токонрнемникок, преимущественно сварочных аппаратов, содержащий измерительный орган, управляющий орган и исполнительный орган в виде вольтодобавочного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью получения высокой статической и динамической точности компенсащш п увеличения быстродействия, измерительный орган выполнен в виде нелинейного моста без сглаживающего фильтра, включенного на вход управляющего органа, выполненного в виде бесконтактного полупроводникового реле с магнитным усилителем, в свою очередь, включенным последовательно в цепь первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора с воздушным зазором или с разрядными устройствами.
