Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02P13/16 H02M5/12 G05F1/32 

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены принципиальные схемы устройства для соответствующих случаев выполнения обмоток нелинейных дросселей, где: 1 - нелинейный дроссель пер вой цепочки; 2, 3 - диод и тиристор перво цепочки соответственно; 4, 5 - диод и тиристор второй цепочки соответственно; 6 коммутирующий конденсатор; 7 - нагрузка; 8 - вольтодобавочный трансформатор; 9 10первичная и вторичная обмотки трансформатора 8 соответственно; 11 - нелинейный дроссель второй цепочки; 12, 13 - первая и вторая секции обмотки нелинейного дросселя 1 соответственно; 14, 15 - первая и вторая секции нелинейного дросселя 11 соответственно. На фиг. 3 приведены Бремонные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства при активно-индуктивной нагрузке, где 16 - кривая напряжения сети; 17 - кривая тока нагрузки; 18 - кривая тока первичной обмотки 9; 19 - кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг, 1); 20 - кривая напряжения на нелинейном дросселе 1; 21 кривая напряжения на нелинейном дросселе 11; 22 - кривая тока размагничивания нелинейного дросселя 1; 23 - кривая тока намагничивания нелинейного дросселя 11; 24 кривая тока намагничивания нелинейного дро селя; 25 - кривая тока размагничивания нелинейного дросселя 11; 26 - кривая тока первичной обмотки 9 после смены полярности напряжения 17; 2 7 - кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг. 2);о6и угол регулирования; р - угол насыщения Рассмотрим принцип работы устройства, приведенного на фиг. 1. В положительный полупериод (см. фиг. З) напряжения (кривая 16) при переходе тока нагрузки (кривая 17) через ноль ( об - ф ) открывается тиристор 3 и по цепи: + сети - диод 2 - тиристор 3 - обмотка 9 - ( ) сети начинает протекать ток (кривая 18). При этом к нагрузке 7 бу дет прикладываться напряжение, равное сумме напряжений первичной и вторичной обмоток 9, 1О трансформатора 8 (кривая 19) осуществляется вольтодобавка. Сердечник не линейного дросселя 1 остается насыщенным, так как обмотка 12 закорочена и на ней не падения напряжения (кривая 20), а дроссель 11 намагничивается, поскольку к нему приложено сетевое напряжение (кривая 21), Пр заданном угле коммутации оС сс открывается тиристор 5. Конденсатор 6, заряженный полярностью, приведенной на фиг. 1 без скобок, запирает тиристор 3 и перезаряжает ся по контуру: обкладка - тиристор 5 - обмотка 9 - сеть - диод 2 - обкладка. Одновременно начинает размагничиваться нелинейный дроссель 1 (кривая 22) и насыщается дроссель 11 (кривая 23), но теперь сетевое напряжение 16 будет приложено к обмотке 12 (кривая 2О). Когда напряжение а конденсаторе 6 сравняется с напряжением 16 сети отпирается диод 4, образуется контур, обхватывающий первичную обмотку 9 вольтодобавочного трансформатора 8, по которой протекает ток (кривая 24). После смены полярности напряжения сети при cxi Tt (отрицательный полупериод) нелинейный дроссель 1 начинает намагничиваться, ток (кривая 24) продолжает протекать в прежнем направлении и достигает нулевого значения в момент сС ф + lY , при этом тиристор 5 естественно закрывается. Ток нагрузки (кривая 17) меняет направление и по ко)1туру: обмотка 9 - обмотка 14 насыщенного дросселя 11 - протекает ток (кривая 25). В момент времени сх р насыщается сердечник нелинейного дросселя 1 (кривая 22), а нелинейный дроссель 11 начинает размагничиваться (кривая 23), через обмотку 12 дросселя 1 протекает ток (кривая 26) по цепи: ( + ) сеть - обмотка 9- обмотка 12 - (-) сеть, который спадает до нуля при ОС ф + 2lT . На интервале к нагрузке прикладывается сетевое напряжение, а на интервалах р йсСй2ге-с вол1 тодсбавкой. Выходное напряжение (кривая 19) будет синфазно с сетевым (кривая 16) и симметричным в оба полупериода. В случае спадания тока (кривая 17) до нуля позже момента насыщения оС - р сердечника нелинейного дросселя 1, т.е. при сС - tf -Tt: об -- р, то для исключения короткого замыкания сети через открытые диод 4, тиристор 5 и обмотку 12 насыщенного дросселя 1 необходимо повторно открыть тиристор 3. Этот случай показан на фиг. 3 пунктиром. Здесь на интервале $ IP -( Tf через тиристор 3, диод 2 и обмотку 9 этот ток протекает встречно напряжению сети, а после смены его полярности ток (кривая 26) протекает через обмотку 12, минуя обмотку 14 дросселя 11. Из фиг. 3 видно, что ток нагрузки (кривая 17) представляет собой сумму токов 18, 24, 25, 26, протекающих по отдельным элементам устройства. Устройство на фиг. 2 отличается тем, что здесь после вольтодобавки с момента С5С СО ц/ будет происходить вольтодобавка (см. фиг. З), так как выходное напряжение (кривая 27) будет определяться разностью сетевого напряжения и напряжения вторичной обмотки 10. Это позволяет расщирить зону регулирования выходного напряжения по сравнению с устройством фиг. 1.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее две встречно-последовательно соединенные цепочки, подключенные к соответствующим входным выводам и состоящие из согласно-последовательно включенных диода и тиристора каждая, причем параллельно одной из них включен нелинейный дроссель, и вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена последовательно с цепью нагрузки, а первичная подключена к общей точке соединения указанных цепочек с одним из входных выводов, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей при узкодиапазонном регулировании выходного напряжени параллельно другой цепочке подключен второй нелинейный дроссель.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки нелинейных дросселей выполнены в виде двух секций, соединенных по мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмотка указанного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

№ 453781, М.Кл. Н 02 Р 13/16, 1074

2.Авторское свидетельство СССР

№ 319932, М.Кл. G 05 F 1/22, 1971,

3.Патент США № 3732485, М. Kn.G 05 F 1/30, 1973.

0

Фиг. 1

-0

Фиг.2