Устройство для стабилизации переменного напряжения Советский патент 1974 года по МПК G05F1/20 

I

Изобретение относится к устройствам для автоматического поддержания заданного уровня переменного напряжения и может быть применено для стабилизации напряжения питания при больших нагрузках с большой точностью без искажения формы кривой напряжения.

Известны устройства для стабилизации неременного напряжения, содержащие регулирующий элемент в виде вольтодобавочных трансформаторов с двумя группами выключателей в первичных обмотках и схему управления с измерительным органом, пороговыми элементами, мультивибратором, схемами совпадения, инверторами, схемой ИЛИ, реверсивным двоичным счетчиком и усилителями управления.

Цель изобретения - повышение надежности, коэффициента нолезного действия и качества стабилизируемого напряжения.

Это достигается за счет того, что последовательно с источником переменного напряжения включены вольтодобавочные трансформаторы, первичные обмотки которых при помощи одной группы выключателей связаны с выходом устройства и шунтированы второй группой выключателей, взаимно сблокированных с первой группой выключателей, причем обе группы выключателей через усилители управления связаны с триггерами реверсивного двоичного счетчика, который через диодную схему совпадений И связан с мультивибратором и при помощи реле времени и разделительной схемы ИЛИ - с двумя пороговыми элементами, один из которых через инвертор связан с щинкой уменьщения нанрял ения, а другой через другие инверторы- с шинкой увеличения напряжения двоичного счетчика, при этом они с помощью регулировочных сопротивлений подсоединены к делителю напряжения, соединенного через выпрямитель, фильтр и согласующий трансформатор с выходом устройства. Вторичные напряжения вольтодобавочных трансформаторов

относятся друг к другу как числа в двоичном коде.

Последовательно с источником напряжения и в противофазе с ним подключена вторичная обмотка дополнительного вольтодобавочного трансформатора, первичная обмотка которого непосредственно соединена с выходом устройства.

На чертеже изображена электрическая схема предложенного устройства.

Устройство состоит из источника переменного напряжения 1 и включенных последовательно с ним нескольких вольтодобавочных трансформаторов 2 н 3, выходные напряжения которых связаны между собой следующим соотнощением: /2 2 /ь t/з 2 f/2

Un f/i, где t/i - самая

низкая ступень изменения выходного напряжения стабилизатора. Первичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов 3 нри помощи сблокированных между собой выключателей 4 и 5 нодсоединены к переменному выходному напряжению.

Схема управления состоит из мультивибратора 6, диодной схемы совпадения И 7, реверсивного двоичного счетчика 8, триггеры которого через усилители управления 9 связаны с выключателями 5, двух пороговых элементов 10 и И, один из которых через инвертор 12 связан с шинкой увеличения напряжения 13, а другой через инверторы 14, 15 - с шинкой уменьшения напряжения 16, а оба они через схему ИЛИ 17 и реле времени 18 связаны с диодной схемой совпадения 7. Пороговые элементы 10 и И через регулировочные резисторы 19, 20, стабилитрон 21, делитель напряжения на резисторах 22-24, выпрямитель с фильтром 25 и измерительный трансформатор 26 связаны с выходом устройства стабилизации. Резистор 23 необходим для изменения уровня стабилизированного напряжения, а резистор 22-для компенсации температурных изменений параметров датчиков, стабилитронов, диодов измерительной цепи.

В исходном положении, т. е. когда выходное напряжение стабилизатора соответствует заданному, пороговый элемент 11 находится во включенном состоянии, а пороговый элемент 10 - в выключенном, реле времени 18- сброшено, диодная схема совпадений 7 заперта, импульсы мультивибратора 6 не проходят на вход двоичного реверсивного счетчика 8, на шинках увеличения и уменьшения напряжения нет. Триггеры счетчика стоят в какомто определенном положении и соответственно включены определенные трансформаторы таким образом, что сумма входного напряжения t/o, добавочного напряжения t/д и напряжений вольтодобавочных трансформаторов 3 равна заданному выходному напряжению U.

Добавочный трансформатор 2 необходим для понижения напряжения источника 1 таким образом, чтобы получающееся в результате сложения напряжение t/o + Un было всегда при всех изменениях входного напряжения t/o и нагрузки меньше заданного выходного напряжения f/в- Для этой цели трансформатор 2 включен в противофазе с напряжением источника 1 и напряжениями вольтодобавочных трансформаторов 3.

Выключатели 4 и 5 сблокированы таким образом, что включенным из них может быть только один. К выходному напряжению трансформаторы подключаются при помощи выключателей 5. У отключенных трансформаторов первичные обмотки должны быть замкнуты при помощи выключателей 4 для уменьшения сопротивления вольтодобавочных трансформаторов протекающему току нагрузки.

При увеличении источника напряжения 1 и выходного напряжения срабатывает пороговый элемент 10, который через инвертор 12 открывает шинку уменьшения напряжения 16 и запускает реле времени 18. Через определенное время, необходимое для отстройки от кратковременных резких изменений нанряжения, срабатывает реле времени 18, с диодной схемы совпадения 7 снимается блокировка,

импульсы мультивибратора 6 начинают поступать на вход двоичного реверсивного счетчика 8, переключая его в сторону уменьшения напряжения (отсчет назад). Выходное напряжение уменьшается до тех пор, пока пороговый элемент 10 не сбросится. Тогда сбрасывается реле времени 18, блокируется схема совпадения И 7, снимается напряжение с шинки уменьшения напряжения 16, и счетчик 8 останавливается.

При уменьшении напряжения источника 1 и соответственно выходного напряжения f/в сбрасывается пороговый элемент И, который черз инвертор 14 запускает реле времени 18, а через инвертор 15 открывает шинку увеличения напряжения 13. Счетчик 8 начинает переключаться в сторону увеличения, выходное напряжение начинает увеличиваться, поскольку подключаются вольтодобавочные трансформаторы 3 с большим выходным напряжением. Так происходит до тех пор, пока выходное напряжение не повысится до того уровня, при котором пороговый элемент 11 снова сработает, реле времени 18 сбросится, снимется напряжение с шинки увеличения напряжения 13, диодная схема совпадений 7 закроется, и счетчик 8 остановится.

Уровень напряжения стабилизации можно регулировать с помощью резистора 23. При помощи резисторов 19, 20, меняя пороги срабатывания элементов 10, И, устанавливают диапазон изменения выходного напряжения + At/.

Для увеличения процентного изменения напряжения на входе пороговых элементов и

точности регулирования последовательно с выпрямителем и фильтром 25 и пороговыми элементами 10, 11 включают стабилитрон 21.

Предмет изобретения

1. Устройство для стабилизации переменного напряжения, содержащее регулирующий элемент в виде вольтодобавочных трансформатров с двумя группами выключателей в

первичных обмотках и схему управления с измерительным органом, пороговыми элементами, мультивибратором, схемами совпадения, инверторами, схемой ИЛИ, реверсивным двоичным счетчиком и усилителями управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, коэффициента полезного действия и качества стабилизируемого напряжения, вторичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов включены последовательно с источником регулируемого пере