РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПЕРВИЧНОЙ СТОРОНЕ ПИТАЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА НАГРУЗКИ Советский патент 1973 года по МПК H02P13/00 G05F1/38 

1

Известен регулятор напряжения на первичной стороне питающего трансформатора нагрузки, содержащий дроссельный магнитный усилитель с рабочими обмотками и обмотками управления, встречно-параллельно соединенные тиристоры в качестве регулирующего элемента, между катодом и управляющим электродом каждого из которых включена параллельная цепочка, состоящая из линейного дросселя и сопротивления, например нелинейного, а в цепь управляющего электрода каждого тиристора введен источник переменного напряжения смещения в противофазе с анодным напряжением тиристора.

Недостатком известного регулятора является пониженное быстродействие по управлению, что ограничивает область его применения системами, в которых быстродействие не критично (системы ручного регулирования и т. п.).

Увеличение инерционности известного регулятора вызывается действием замкнутых контуров, демпфирующих изменение магнитного потока управления усилителя. Так, в начальной части каждого полупериода напряжения питающей сети, когда оба сердечника усилителя ненасыщены, обратный в данном полупериоде тиристор переведен смещением в диодное состояние, т. е. открыт по анодной цепи и как диод шунтирует цепь рабочей обмотки,

управляющей прямым тиристор01М регулятора. Исключение этого режима невозможно, поскольку для надежной работы первичных регуляторов необходимо обеспечить открытое

состояние тиристора в интервале 210° -ее, где а - угол управления. Второй контур образуют цепи рабочих обмоток указанного регулятора, состоящие из рабочих обмоток магнитного усилителя и эквивалентных сопротивлений цепей управляющий электрод-катод тиристоров и включенные в схеме регулятора в параллель.

Из двух упомянутых факторов шунтирующее действие тиристоров является основным.

Цель изобретения - повыщение быстродействия регулятора по управлению.

В предлагаемом регуляторе эта цель достигается за счет того, что рабочие обмотки дроссельного магнитного усилителя включены

встречно-последовательно между управляющими электродами встречно-параллельно соединенных тиристоров.

Кроме того, с целью использования описанного однофазного регулятора в трехфазной

схеме с одновременным повышением ее быстродействия, по крайней мере одна из обмоток управления дроссельных магнитных усилителей регуляторов, включаемых в каждую фазу, соединена пофазно-параллельно.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема

однофазного регулятора; на фиг. 2- осциллограмма напряжений схемы по фиг. 1.

Однофазный регулятор состоит из тиристоров 1 и 2, включенных встречно-параллельно, и дроссельного магнитного усилителя, рабочие обмотки которого 3, 4 включены встречно-последовательно между управляющими электродами тиристоров 1; 2. Между катодами и управляющими электродами тиристоров У и 2 включены параллельные цепочки, состоящие из сопротивлений 5 и б и линейных дросселей 7 и S соответственно. В цепи управляющих электродов тиристоров последовательно включены источники 9; 10 переменного нанряжения смещения.

Работа регулятора протекает следующим образом.

В положительном иолупериоде питающего напряжения и„ (см. фиг. 2) после насыщения сердечника с рабочей обмоткой 3 начинает резко нарастать ток, протекающий по эквивалентному сопротивлению цепи управляющий электрод-катод тиристора /, обмотке 3 насыщенного сердечника, приведенному в цепь рабочей обмотки 4 ненасыщенного сердечника сопротивлению цени обмотки управления, эквивалентному сопротивлению цепи управляющий электрод-катод тиристора 2. При этом напряжение иа управляющем электроде тиристора / увеличивается до напряжения отпирания, тиристор отпирается и своей цепью анод-катод щунтирует рабочую цепь усилителя. После отпирания напряжение на управляющем электроде определяется протеканием анодного тока.

Переменное напряжение смещения Vc, иротивофазное с питающим напряжением Ln, смещает начальную часть импульса управления в отрицательную область и переводит момент отпирания на более крутую часть импульса тока насыщения усилителя.

В отрицательном полупериоде U смещение f/c становится положительным и поддерживает тиристор 1 открытым в прямом направлении за исключением области, в которой после насыщения сердечника с обмоткой 4 в цепи рабочих обмоток усилителя происходит нарастание тока в обратном направлении и отпирание тиристора 2. При этом отрицательная часть импульса управления тиристора 1 определяется прохождением рабочего тока по обратному эквивалентному сопротивлению цепи управляющий электрод-катод тиристора /, отсекается или щунтируется диодом в цепи смещения, включенным либо последовательно в цепь управляющего электрода, либо параллельно цепи управляющий электрод-катод тиристора.

При переходе от положительного полупериода U-n к отрицательному импульс напряжения управления не прерывается, так как благодаря индуктивности рабочих обмоток спад тока управления затягивается, а затем подхватывается смещением.

Линейные дроссели 7, 8 об;разуют с рабочими обмотками 3,4 схему глубокой отрицательной обратной связи по постоянной составляющей напряжения на регуляторе, эффективно действующую в переходных режимах. Дроссели уменьшают постоянные составляющие напряжения управления тиристоров 1 и 2, разностью которых определяется собс венный небаланс регулятора. В предлагаемом однофазном регуляторе

максимальная величина сопротивления цепи управления ограничена условиями формирования импульса управления. Обычно применяемый способ уменьшения постоянной времени магнитного усилителя за счет увеличения сопротивления цепи управления в предлагаемом однофазном регуляторе неприменим, так как приводит к потере схемой работоспособности.

В случае использования описанного однофазного регулятора для построения трехфазного варианта указанного недостатка можно избежать за счет параллельно-согласного включения трех фазных обмоток управления магнитных усилителей однофазных регуляторов, включаемых в каждую фазу. При таком

включении наводимые из рабочих цепей э. д. с. четных гармоник в обмотках управления фазных усилителей образуют тройки векторов обратной (вторая) либо прямой (четвертая) последовательности и взаимно уничтожаются.

Исключение составляют щестая и кратные ей гармоники, образующие нулевую последовательность, но удельный вес этих гармоник весьма мал. Поскольку сводное протекание токов четных

гармоник по цепи управления обеспечивается независимо от величины сопротивления внещней цепи обмоток управления трехфазного регулятора, увеличение этого сопротивления приводит к эффективному уменьшению постоянной времени управления вплоть до предельно минимальной.

Предмет изобретения

1. Регулятор напряжения на первичной стороне питающего трансформатора нагрузки, содержащий дроссельный магнитный усилитель с рабочими обмотками и обмотками управления и встречно-параллельно соединённые тиристоры в качестве регулирующего элемента, между катодом и управляющим электродом каждого из которых включена параллельная цепочка, состоящая из линейного дросселя и

сопротивления, например нелинейного, а в цепь управляющего электрода каждого тиристора введен источник переменного напряжения смещения в противофазе с анодным напряжением тиристора, отличающийся тем, что,

с целью повыщения быстродействия по управлению, рабочие обмотки дроссельного магнитного усилителя включены встречно-последовательно между управляющими электродами встречно-параллельно соединенных тиристоров.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью использования его в трехфазной системе регулирования с одновременным повышением быстродействия, по крайней мере

одна из оомоток управления дроссельных магнитных усилителей регуляторов, включаемых в каждую фазу, соединена пофазно-параллельно.