Устройство для регулирования и стабилизации напряжения переменного тока Советский патент 1978 года по МПК G05F1/16 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к регуляторам и стабилизаторам напряжения большой мощности.

Известно устройство для регулироваНИН и стабилизации напряжения переменного тока, содержащее трансформатор с магнитной коммутацией, дифференциальным подмагничиванием, ярем с обмотками управления и схему управления, соетоящую из измерительного узла, реле и источника питания.

Цель изобретения - получение возможности непрерывного плавного глубокого регулирования, снижение веса активных материалов,повышение энергетических показателей, улучшение формы кривой выходного напряжения и снижение трудоемкости изготовления устройства.

Для зтого устройство снабжено трехпозиционным поляризованным реле с временньгии задержками, вход которого подключен к обмоткам управления ярем, а выход - к переключению отпаек трансформатора .Кроме того,Обмотки питания схемы управления наматываются на стержни обоих окон силового трансформатора, причем отношение чисел витков в окнах трансформатора такое же, как и в силовых обмотка. При отсутствии необходимое

ти гальванического разделения выходного напряжения и напряжения сети трансформатор выполняется по автотрансформаторной схеме.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема трансформатора с магнитной коммутацией дифференциальным подмагничиванием ярем; на фиг. 2 схема поляризованного реле и схема управления песюключением отпаек трансформатора по запасу вегулирования; на фиг. За и 35 - принципиальные электрические сх.&лы силовой части трансформатора с магнитной коммутацией, выполненные по автотрансформаторной схеме.

Каждому положению резистора R электрической схемы (фиг. 1) соответствует некоторое значение выходного напряжения трансформатора,которое поддерживается постоянным как при изменениях нагрузки, так и при колебаниях напряжения сети, т.е. устройство в любом положении R, работает как стабилизатор напряжения.

Процесс стабилизации происходит следующим образом.

Выходное напряжение трансформатора подается на измерительный узелЦУ В зависимости от величины выходного напряжения подключенное входим к измерительному узлу реле Р то ьключаотся, то отключается, подавая питание то на обмотку управленияОУ1,то на обмотку ОУ2. С точек в, г. фиг. 1 переменное напряжение будет;сниматься по знаку. Если сопротивление резистора R увеличивается, начиная с некоторого минима .льнргЬ ввачения, то выходное напряжение возрастает. Относительная продолжительность зключения одной обмотки управления увеличивается, а относительная продолжительность включения другой - уменьшается. При каком-то значении резистора R1 одна обмотка включит ся полностью (на длительное .время), а другая отключится. Между точками в,г фиг. 1 установится постоянное напряжение определенной полярности. Дальнейшее увеличение сопротивления резистора Я1 без переключения отпаек обмоток трансформатора не приведет к возрастанию выходного напряжения. Запас регулирования исчерпан. Напряжение с точек в,г подключено на вход поляризованного реле ИР(фиг.2) которое благодаря задержке времени, получаемой с помощью резистора R2 и конденсатора С не реагирует на перемен ное напряжение. Когда запас регулирования исчерпан, на вход ПР подается постоянное напряжение. .С вьщержкой времени, определяемой параметрами R2 и С, реле ИР и пере1 ;лючатель П (фиг. 1) перейдет в другое .положение, в котором опять будет пр. процесс стабилизации. На точки в, г поляризованного реле вновь .будет подаваться переменное напряжение. Реле ПР и переключатель отпаек Tie изменят своего положения до тех пор, пока на данно отпайке не будет -ис.черпаН- запас регули рования в ту или другуюсторону и пока на поляризованное реле . не будет подано постоянное напряжение той или другой полярности. При этом вновь произойдет переключение реле ПР и переключателя П в соответствующее положение. На фиг. 1 показан тиристорный переключатель на две отпайки (два положения) . Схема управления поджиганием тиристоров выполнена так, что угол зажигания минимален и не регулируется, т.е. тиристоры работают как безынерционные контакторы. Переключатель отпаек может быть выполнен также на элек тромагнитных контакторах, дросселях насыщения и других элементах. Количест во отпаек может быть равно двум, трем и больше. Принцип переключения по запа су регулирования при этом не меняется. Для питания схемы управления тран сформатора с магнитной коммутацией вит ков обычно применяют отдельный трехфаэ ный трансформатор соответствующей мощности. Вес активных материалов и трудо емкость изготовления могут быть уменьшены,если вместо отдельного трансформатора обмот1 и питания схемы управлеия намотать на стержни силового трансорматора. Но для того, чтобы напряжеие питания не колебалось при измереии подмагничивания ярем, нужно эти бмотки разнести по двум окнам трансфоратора. Отношение чисел ви.тков в окнах ля обмоток питания должно быть таким . е, как и для силовых обмоток. В тех случаях, когда не требуется гальванически разделять выходное напяжение и напряжение сети, вес активных атериалов к трудоемкость изготовления еще уменьшатся выполнением трансформатора с магнитной коммутацией по авторансформаторной схеме. На фиг. За показана автотрансформаторная схема на три отпайки, позволяющая получить глубокое непрерывное регулирование выходного напряжения практически до нуля. Обмотки W верхнего окна авторансформатора с помощью переключателя подключаются к различные точкам обмоток нижнего окна, включенных по схеме звезда. Для меньшей глубины регулирования или только для стабилизации напряжения (фиг. 3 Г) обмотки Wj верхнего окна подключены постоянно к определенным точкам обмоток w нижнего окна. Переключатель П изменяет число витков соединением в звезду концов или отпаек обмоток W нижнего окна автотрансформатора. изобретения 1. Уст ройство для регулирования и стабилизации напряжения переменного тока, содержащее трансформатор с магнитной коммутацией дифференциальным подмагничиванием ярем с управляющими обмотками переключатель отпаек трансформатора и схему управления, состоящую из измерительного узла, реле и источника питания, отличающееся тем, что с целью получения возможности непР рывного, плавного, глубокого регулирования, снижения веса активных материалов, уменьшения трудоемкости изготовления устройства, повышения энергетических показателей и улучшения формы кривой выходного напряжения, оно снабжено трехпозиционным поляризованным реле с временными задержками, вход которого подключен к управляющим обмоткам ярем, а выход - к переключателю отпаек трансформатора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки питания схемы управления намотаны на стержни обоих окон силового трансформатора, причем отношение чисел витков в окнах вылоЛНяется таким же, как и для силовых обмоток. J. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ичающееся тем, что трансформатор выполнен по автотрансформаторной схеме.

-rrv4

0 rv-v-

Фиг.