Регулятор среднего значения напряжения Советский патент 1976 года по МПК H02M5/10 G05F1/20 

(54) РЕГУЛЯТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к вьшрямительной технике и может найти примене1ше в качестве преобразователя переменного напряжения в регулируемое постоянное с повышенным требовашкм к коэффициенту мощности при работе на акт явную нагрузку. Его использование также целесообразно в тех случаях, когда необходимо простьат среда-вами обеспечить реверс постоянного напряжеггия на активной нагрузке.

Известны регуляторы среднего значек - ; Hairisжения. содержащие однофазный трансформатор с первичной и включекным - согласно даумя вторичHbiivffi oб юткaм;I, тиристоры и два звена искусственной коммута1щи с нагрузкой, подключенной общей точкой соеди 1С- ИЯ катодов тиристоров и средней точкой зт.ор;1ЧН;. с-б.моток трансформато1)а.

Недостатком таких регуляторов является №лзкий коэффициент мощности, зависимость и фазы кривой первичпого тока от rjiy6HHbv регулирования.

Цель изобретения повьпиение коэффициента мощности регулятора среднего значения постоянного напряжения, сохранение cинycoидaJIьнocти и неизмеьшости фазы кривой первичного тока, а

также обеспечение простыми средствами возможности реверса напряжения на нагрузке.

Указанная цель достигается тем, что начало каждой вторичных обмоток соединено с концом другой вторичной обмотки через соответствующие диоды и тиристоры одного из упомянутых мостов, а выходные зажимы регулятора подключены к средш-iM точкам этих обмоток.

На фиг. 1 гфиведена схема регулятора; на

фиг. 2 -- показань формы кривых напряжений и тервичного тока, характеризующие его работу.

Схема содержит однофазный трансформатор с первичной обмоткой 1 и двумя вторичными обмотками 2 и 3. К средним вьтодам обмоток 2 и 3

подклтачеяа активная нагрузка 4, свободные пары зажимаi этих обЛЮток в сочетатши начало одной обмотки - конец другой подсоединены к однофазным ДИОДНЫМ мостам 5 и 6, выходы которых закорочень тиристорами 7 и 8. Между катодами тиристоров 7 и 8 включены конденсатор 9 и дроссель 10, а между их анодами - конденсатор 11 и дроссель 1 2.

При включении тиристоров 7 управляю цим импульсом в момент t О (см. фиг. 2а) ток через

нагрузку 4 проходит в направлении, обозначетшом

стрелкой в соответствии со знаком э.д.с. обмоток 2 и 3, указанным на фиг. I без скобок. При этом протекание тока осуществляется по цепи: плюс обмотки 2, нагрузка 4, часть обмотки 3, диод катодной группы моста 5, тиристор 7, диод анодной группы моста 5, минус обмотки 2. Одновременно от обмотки 3 через диод катодной группы моста 5, тиристор 7 и дроссель 10 заряжается конденсатор 9, а от обмотки 2 через диод катодной группы моста 6, дроссель 12, тиристор 7 и диод анодной группы моста 5 заряжается конденсатор 11. Полярность напряжения на конденсаторах при этом указана на фиг. 1.

В момент времени ti включается тиристор 8. При лом суммой напряжений конденсаторов 9 и 11 тиристор 7 включается, а ток через нагрузку 4 меняет направление. Такое изменение направления тока обусловлено с одной стороны сохранением знака э.д.с. обмоток, а с другой стороны - открытым состоянием тиристора 8. При этом ток нагрузки протекает по цепи: средняя точка обмотки 3, нагрузка 4, часть обмотки 2, диод катодной группы моста 6, тиристор 8, диод анодной группы моста 6, минус обмотки 3. Следует отметить, что при изменении направления тока нагрузки первичный ток знака не меняет, продолжая изменяться по синусоидальному закону (см. фиг. 2е).

В начальньш момент после включения тиристора 8 происходит перезаряд конденсаторов 9 и 11 до напряжения противоположного знака. В момент времени, равньш полупериоду питающего напряжения Т/2 , во избежание выключения тиристора 8 при переходе тока через нуль (как и тиристора 7 в момент t 0) необходимо подавать дополнительные импульсы. Если такой возможности нет, то тогда последовательно с каждым из тиристоров 7 и 8 должен быть включен дроссель для поддержания тока через него.

В гломент времени tj импульсом управления включается тиристор 7, а тиристор 8 закрьшается аналогично вышеописанному. Ток через нагрузку 4 вновь меняет знак и принимает направление, обозначенное стрелкой. Направление же тока первичной обмотки, аналогично переключению в первый полу, пери од, не меняется. В дальнейшем процессы включения и вьжлючения тиристоров 7 и 8 повторяются через половину периода. При выборе момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 7 и 8

так, как показано на фиг. 2йг, среднее значени напряжения на нагрузке UH будет положительно. Если же подать управляющий импульс на тиристор 7 в момент 1з, а на тиристор 8 - в момент t среднее значение напряжения на нагрузке UH будет отрицательным (фиг. 25). Форма же и фаза тока, протекающего через первичную обмотку 1 трансформатора, как видно из фиг. 2 в, остаются неизменными при любых значениях напряжения - от

максимального положительного до максимального отрицательного. Следовательно, регулирование напряжения в указанных пределах с помощью предлагаемого устройства осуществляется с неизменным значением коэффициента мощности, близким

к единице, причем исключается вьшужденное намагничивание сердечника трансформатора.

Изменение среднего значения напряжения за

счет изменения фазы управляюгцих импульсов дает

возможность простым путем ос}ществлять реверс

напряжения на нагрузке при использовании одного

регулятора.

В целях улучшения гармонического состава напряжения на нагрузке необходимо увеличить чисдо переключений регулирующих тиристоров за полупериод переменного напряжения

Формула изобретения

Регулятор среднего значения напряжения, содержащий однофазный трансформатор, имеющдй

первичную и две вторичные обмотки, два однофазных диодных моста с регулирующими тиристорами на выходе, между катодами и анодами которых включены цепочки из последовательно соединенных конденсатора и дросселя, отличающийся тем,

что, с целью сохранения синусоидальности и неизменности фазы кривой первичного тока, а также обеспечения возможности реверса постоянного напряжения на активной нагрузке, начало каж.а,ой из вторичных обмоток соединено с концом другой

вторичной обмотки через соответствующие Д11оды и, тиристор одного из упоКШП}тых мостов, а выходные зажимы регулятора подключены к средним точкам этих обмоток.

Фиг. 1