Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/20 H02M5/04 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электротехнических установках с нагрузкой, подключенной через трансформатор.

Известно устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с секционированной вторичной обмоткой, имеющей низшую и высшую ступени переключения, и тиристорные ключи неременного тока, связанные с указанными ступеними. Недостатком известного устройства являются низкие энергетические показатели при подключении на выход последнего потребителей (нагрузок), регулируемых с отстающим углом сдвига.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что анод и катод тиристоров каждого из ключей низшей стунени регулирования подключены к клеммам постоянного тока соответствующего диодного моста, клеммы переменного тока которого через коммутирующую LC-ценочку подключены параллельно соответствующей секции низшей ступени.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства при подключении одного из тирнсторных ключей нпзщей ступени к выводам постоянного тока диодпого моста; на фиг. 2-принципиальная схема

регулятора нри подключенин обоих ключей низшей ступени к выводам ностояпно1о тока диодных мостов; на фиг. 3 -диаграммы напряжений, поясняюнше работу устройства па фиг. 1.

Устройство для регулирования переменного напряжения содержит секцноиированный трансформатор 1 с несекцнонированной обмоткой 2 и секционированной обмоткой с секциями 3, 4, 5. Обмотка 2 постоянно подключена к сети. Секция 3 через коммутирующую цепочку из дросселя 6 и конденсатора 7 подключена к зажимам переменного тока моста на диодах 8-И, к зажимам постоянного тока которого подключены катод тиристора 12 и анод тиристора 13. Переключаемый вывод секции 4 соединен с непереключаемым выводом секции 3 с иомощью ключа из встречно-параллельно включенных тиристоров 14, 15. Непереключаемый вывод секции 4 соединен с переключаемым выводом секции 3 с помощью ключа на встречно-параллельно соединенных тиристорах 16, 17. Нагрузка 18 одним зажимом соединена с непереключаемым выводом секции 3, а другим-с выводом секции 5, другой вывод которой соединен с непереключаемым выводом секции 4.

Схема на фиг. 2 отличается от схемы на фиг. 1 тем, что анод тиристора 16 н катод тиристора 17 второго ключа низшей ступени

подключены к выводам постоянного тока второго моста на диодах 19-22, к зажимам переменного тока которого через коммутирующую цепочку, содержащую дроссель 23 и конденсатор 24, подключена вторая переключаемая секция 4.

Устройство (фиг. 1) в установивщемся режиме работает следующим образом. В начале положительного полупериода напряжения сети (фиг. За) включается тиристор 14, соединяя последовательно секции 3, 4 на высщей ступени регулирования выходного напряжения (фиг. 36), между катодами диодов 8, 9 и анодами диодов 10, И приложена сумма напряжений заряженной емкости (фиг. 30) и секции 3. Диод 8 открыт, и к аноду тиристора 12 приложено напряжение (фиг. 3d) в отпирающем направлении, равное напряжению заряженной емкости 7 (фиг. Зб). При подаче управляющих импульсов на тиристор 12 он открывается и происходит разряд емкости 7 по контуру 7, 8, 12, 14, 6, 7. Разрядный ток емкости 7 протекает через тиристор 14 в обратном направлении, он.закрывается, и к нему -прикладывается запирающее напряжение (фиг. Зг, 2, 1), равное сумме напряжений дросселя и конденсатора 7, затем происходит колебательный перезаряд емкости 7 по контуру 7, 8, 12, 4, 5, 18, 3, 6, 7, подготавливая работу схемы в следующий полупериод. После перезаряда емкости 7 закрывается диод 8 (фиг. За), а диод 9 открывается (фиг. Зж). Управляющий импульс на включение тиристора 16 подается с некоторой задержкой по отнощению к момепту отключения тиристора 14, достаточной для восстановления его управляющих свойств. Секции 3, 4 соединяются параллельно, и к нагрузке 18 приложено напряжение низщей ступени. Таким образом происходит переключение с высщей ступени регулирования на низщую, дающее опережающий угол сдвига. В другой полупериод схема работает аналогично.

При переключении напряжения с высщей ступени на низщую (фиг. 1) к нагрузке подключена на некоторое время только одна переключаемая секция и через нее протекает

весь ток нагрузки. После включения второго тиристорного ключа начинается переходной процесс перераспределения тока между секциями 3, 4, определяемый постоянными времени секций 3, 4. Следовательно, некоторое время одна из секций и один из тиристорных ключей низщей ступени перегружены.

В схеме на фиг. 2 тиристоры низщей ступепи включаются одновременно. При включении тиристоров низщей ступени коммутирующие емкости 7, 24 одновременно разряжаются через тиристор высокой ступени, включая его. После перезаряда емкостей 7, 24 секции 3, 4 практически одновременно подключаются параллельно друг другу и нагрузке. Поэтому в схеме на фиг. 2 отсутствует перегрузка тиристоров секций трансформаторов, и, следовательно, схема имеет повыщенную надежность. В остальном работа устройства на фиг. 2 аналогична работе устройства на фиг. 1.

Предлагаемое устройство для регулирования переменного напряжения с опережающим углом сдвига позволяет генерировать реактивную мощность в сеть переменного тока, компенсируя потребляемую из сети реактивную мощность нагрузки с отстающим углом сдвига.

Формула изобретения

Устройство для регулирования переменного папряжения, содержащее трансформатор, с секциями вторичной обмотки которого связапы тиристорные ключи низщей и высщей ступеней регулирования, отличающееся тем, что, с целью повыщения энергетических показателей, анод и катод тиристоров каждого из ключей низщей ступени регулирования подключены к клеммам постоянного тока соответствующего диодного моста, клеммы переменного тока которого через коммутирующую LC-цепочку подключены параллельно соответствующей секции низщей ступени.

Источники информации, использованные при экспертизе:

1.Авт. св. № 318923 по кл. G 05F 4/29, 1971.

2.Авт. св. № 333544 по кл.О05Р 1/20, 1972.

LU

12 13

SW

i:j.

е

т