СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H02M5/458 G05F1/44 

Изобретенне относится к области радиотехники и может быть исиользовано в стабилизаторах напряжения переменного тока для электропитания радиоустройств.

Известны стабилизаторы переменного напряжения, содержащие автотрансформатор, логические схемы «И, тиристорные ключи, устройство синхронизации по току и широтноимнульсные модуляторы с отдельным блоком питания.

С целью расширения зоны ретулнрования выходного напряжения при работе на активно-индуктивную нагрузку в предлагаемом стабилизаторе одии из ключей связан с отводом автотрансформатора, а управляющий электрод каждого из его тиристоров подключен через щиротно-импульсный модулятор и логическую схему «И к общему устройству синхронизации по току, соединенному с широтно-импульсным модулятором другого ключа и с выходным и входным зажимами стабилизатора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит «3 автотрансформатора 1, к двум отводам которого подсоединены два управляемых тиристорных ключа 2 и 3, содержащих включенные встречно-параллельно тиристоры 4, 5, и 6, 7, соответствен-но. Параллельно тиристорному ключу 2 включена

первичная обмотка управляющего тра1 сформатора 8, вторичные обмотки которого через однонолупериодные выпрямители 9 и 10 подключены к управляющим переходам тирпсторов 6 и 7 управляемого ключа 5. Уиравление тиристорами 4 н 5 уиравляемого ключа 2 осуществляется щиротиоимпульсным модулятором //. К управляющим переходам тиристоров управляемого ключа 3 подключены выходы дополнительных шпротноимпульсных модуляторов 12 и 13, на входе которых по цепи пптания установлены логические элементы типа «И 14 и 15, имеющие по два входа. На один из входов каждого из элементов 14 и 15

включены выходы устройства 16 синхронизации по току, на выходе которого включен измерительный орган 17. Питание цепей всех щиротноимпульсных модуляторов осуществляет блок питания 18.

Устройство работает следующим образом. Если включение стабилизатора совпадает с положительным полунериодом сетевого напряжения и при этом тиристоры 4 } 5 управляемого ключа 2 закрыты, то с выпрямителя

9 на тиристор 6 управляемого ключа 5 поступает управляющий сигнал. Тиристор 6 откроется и подключит нагрузку к отводу а автотрансформатора 1. На выходе устройства 16 синхронизации по току появляется напряпоступающее via вход логического элемента «И 14. На входе второго логического элеMeirra 15 присутствует напряжение положптелыюго полуперпода сети, подаваемое блоком питания 18. Так как на логических элемептах 14 и 15 напряжение присутствует только па одном из входов, то эти элементы закрыты, и нита1 не на модуляторы 12 и 13 не поступает. При активно-индуктивной нагрузке после окончания положительного полупериода сети ток нагрузки продолжает протекать через тиристор 6. В этом случае в начале отрицательного полупериода на тиристор поступает управляющий сигнал с вынрям Ителя 10, а на тиристор (J -управляющий сигнал с модулятора 12, так как логический элемент 14 открыт в результате нрисутетвия на обоих входах напряжения. На одном входе имеется напряжение отрицательного полупериода сети, а на другом - напряжение полоЖ1ительного нолупериода тока нагрузки. Открытое состояние элемента 14 поддерживается до смены направления тока нагрузки. Тиристор 7 даже при наличии на его управляющем электроде сигнала не открывается нока ток нагрузки не равен «улю.

После спада тока до нуля тиристор 7 открывается, а оба модулятора 12 и 13 обесточиваются, так как отогические элементы 14 и 15 закрыты из-за того, что напряжение присутствует у них только на одном входе. После окончания отрицательного нолупериода напряжения сети тиристор 7 не отключается, а продоллсает проводить гок нагрузки еще и и начале положительного полунериода, нри этом логический элемент 15 откроется и нодаст напряжение на модулятор 13, в результате чего на тиристор 7 в начале положительного полупериода поступает управляющий сигнал. Кроме того управляющий сигнал, поступая от выпрямителя 9, присутствует и на тиристоре 6. Дальнейшая работа устройства протекает обычным образом.

При уменьшении напряжения на выходе устройства для стабилизации переменного напряжения с измерительного органа 17 поступает сигнал рассогласования на широтноимпульсный модулятор 11, который в соответствии с величиной этого сигнала в определенный момент полупериода подает управляющий «мнульс на один из тиристоров управляемого ключа 2. При ностунлении этого HJMпульса на тиристор 4 в конце положительного полунериода тиристор 4 откроется, что приведет к закрытию тиристора 6 и снятию напряжения с управляющего трансформатора 8. После окончан ия положительного полунериода сети тиристор 4 продолжает проводить ток нагрузки, поэтому на тиристор 7 в начале отрицательного полунернода управляющий сигнал не поступает. Однако в начале отрицательного полупериода открывается логический элемент 14 и подает питание на модулятор 12, который и сформирует унравляющий сигнал на тиристор б.

Открыван11е тпр 1стора 6 в интервале угла отставания тока от напряжения сети нрнводит к закрыванию тиристора 4 обратным напряжением. После снада тока до нуля тирнстор 6 закроется, а тиристор 7 откроется. Затем работа протекает обычным образом.

При дальнейшем уменьщении напряжения сетевого напряжения угол включения тиристоров 4 и 5 приближается к началу соответствующего нолунериода сети. Однако введение питания цепей синхронизации щиротноимпульсного модулятора от устройства синхронизации но току не допускает уменьшения угла включения тиристоров 4 и 5 менее, чем

до угла сдвига между током и нанряжением сетн. Следовательно, нри определенных значениях сетевого напряжения и сдвиге фаз между током и напряжением дальнейшая стабилизация выходного напряжения за счет

изменения угла включения тиристоров 4 и 6 становится невозможной. Поступление импульсов от модуляторов 12 и 13 на тиристоры 6 и 7 вначале отрицательного и положительного полупериодов сети, соответственно,

приводит к закрытию обратным нанряжением тиристоров и 5, в результате чего форма выходного напряжения соответствует случаю чисто активной нагрузки. После достижения минимально возможного угла вк.лючения тиристоров 4 и 5 н дальнейшем уменьшении сетевого напряжения растет сигнал рассогласования на выходе измерительного органа 17, что нриводит к изменению угла формирования импульсов на выходе модуляторов 12 и

13. Увеличение угла формирования управляющих импульсов на тиристорах б и 7 приводит к тому, что закрывание тиристора 4 в отрицательный полупериод сети и закрывание тиристора 5 в положительный полупериод сеш

происходит не в самом начале полупериода, а со сдвигом, что увеличивает выходное напряжение, при этом форма выходного напряжения становится характерной для случая активно-индуктивной нагрузки. При мннимальнО М значении сетевого напряжения угол формирования импульсов на выходе модуляторов 12 и 13 близок к углу сдвига между током нагрузки и напряжением сети. Форма выходного напряже1 ия близка к сипусоидальной.

Предмет изобрете)1ия

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор, логические схемы «И, тиристорные ключи, устройство синхронизации по току и широтноимпульсные

модуляторы со своим блоком питания, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны регулирования выходного напряжения при работе на активно-индуктивную нагрузку, один из ключей связан с отводом автотрансго из его тиристоров подключен через свои широтпо-импульсныи модулятор и логическую схему «И к общему устройству сиихронизаипи но току, соединенному с шнротнонмпульсным модулятором другого ключа и с выходным н входным зажнмамн стабилизатора.