Регулируемый источник тока Советский патент 1978 года по МПК H02M5/04 G05F3/06 

- .

Изобретение относится к электро.технической прогФпиленности, выпускаю 1ей источники питания для электрических печей, электротермии и сварки. Оно может также применяться в любой отрасли электротехники в качестве плавно регулируемого стабилизатора тока. .

Известно устройство для питания 1электрических печей, в котором используется стабилизатор тока компенсационного типа с применением тиристоров л индуктивн.о-емкостный преобразова ель источника напряжения в источник :тока (1 . Устройство имеет практи|чески вертикальные внешние характеристики.

Недостатком этого устройства; является ступенчатость регулирования

тока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулируемый источник тока, содержащий преобразователь источника напряжения в источник тока, соединенный выходом с первичной обмоткой с гласущего трасформатора, магнитопровод у которого выполнен в виде двух стержней и трех ярем, на двух из которых расположеы обмотки подмагничивания, связанные датчиком напряжения нагрузки I 2.

Недостатком этого устройства явяется низкий коэффициент стабилйзаии тока.; .

Цель изобретения - повышение стабильности внешних характеристик и снижение напряжения холостого хода.

Это достигается тем, что первичная обмотка трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных частей, одна из которых .расположена между двумя управляемыми ярмами. Кроме того, к выводам каждой обмотки подмагничивания подключены встречно-па:раллельно включённые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с датчиком напряжения нагрузки. . . ..

о

сущность изобретения поясняется

чертежами, где на фиг. 1 представлен на принципиальная схема регулируемого источника тока; на фиг. 2 - пример

конструкции согласующего трансформатора; на фиг. 3.-.график внешних характеристик регулируемого источника тока; на фиг. 4 - вариант принципиальной схемы устройства с защитой от

напряжения холостого хода; на фиг.5 вариант схемы с дополнительной обмог кой полмагничивания. Регулируемг.лй источник тока содег-жит преобразователь 1 источника напряжения в источник тока, подключенный к сети переменного тока. В качестве этого преобразователя может быть использован любой известный пре образователь источника напряжения в источник тока, например индуктивноемкостный преобразователь СФиг. 3). Выход преобразователя 1 соединен с первичной обмрткой согласующего тран сформатор.а, которая выполнена из пву последовательно соелиненных.частей 2 и 3. Вторичная обмотка 4 указанного трансформатора подключена к нагрузке .(например, электрической дуговой Нагрузке) , Регулирование коэффициента трансформации (напряжения или тока) описываемого трансформатора осуще.ствляется изменением тока подмагничиваИия в обмотках-5. 8. Уставка .. тока подмагничива.ния выдается с блок 9 автоматического управления. Параллельно нагрузке 10 подключен датчик напряжения, выдающий сигнал в блок 9 Такой способ регулирования получил название магнитная коммутация а трансформатор будет далее обозначаться трансформатор с магнитной ком мутацией /ТРМК/. Рассмотрим подробно конструкцию и принцип действия ТРМК- (фиг. 2). Маг нитопровод трансформатора состоит из стержней 1.2 и ярем 13 и 14 (дня удоб стй.а рассмотрим однофазный трансформ тор ПЛОСКОЙ системы). На ярмах 13 и 14 расположены подмагничивания 5-8 В нижнем окне, образованном средним и нижним ярмами трансформатора, расположены вторичные обмотки 4 и часть первичной обмотки 2, В верхнем окйе между ярмами 13 и 14 находится оставшаяся часть первичной обмотки 3. Части 2 и 3 соединены последовательно (согласно- либо встречно) и образуют одну силовую обмотку. При подключении ТРМК к выходу преобразователя 1 по первичным обмоткам 2 и 3 начинает протекать ток, который соэдает основной .магнитный поток трансформатора. .Если в обмотках подмагничивания постоянный ток отсутствует, то магнитная проводимость ярем 13 и 14 максимальная. Магнитный поток замыкается через эти ярма, при этом напряжение, наводимое в обмотке 4, имеет определенное среднее значение. При протекании постоянного тока по обмоткам подмагничивания 5, 6 проводимость среднего ярма 14 резко уменьшается. При насыщении ярма 14 эта проводимост минимальна, и основной магнитный поток замыкается через ярмо 13. При этом в потокосцеплении участвуют все БИТКИ первичной ОбМОГКИ НИЖНОГО Н вбфхнего окон трансфопматогьа. Коэффициент трансформации luni STC.IM ндиоо.пь ший Т соотиетствует максимал.нс. -ц; чению тока нагрузки. При насыщении ярма .3 магнитпыЯ поток замыкается по сре.днему ярму J.4, При этом влтки обмотки 3 как бы отсутствуют. Таким образом, ток вторичных обмоток изменяется плавно за счет изменения коэффициен.та трансформа1дии ТРМК. В отличие от известных трансформаторов, регулируемых подмагничиванием, в предложенной истеме основной магнитный поток не меняется по абсолютной ,. он только перераспределяется между ярмами в зависимости от их проводигиости. . . . Наклон вне1иних характеристик (уровень стабилизации) практически не изменяется .(кривые I , U , Ш фиг. 3) .. Обмотки подмагничивания ярем 13 и 14 разделены попарно на две 5 и 6,7 и 8 и включены встречно для компенсации переменной ЭДС, наводимой в них основным потоком. Применение ТРМК в схемах с источниками тока кроме широкого регулирования выходного параметра обеспечивает снижение напряжения -холостого хода. В случае обрыва нагрузки, например дуги, датчик 11 выдает сигнал, на блок 9 управления о необходимости одновременного насыщения.ДВУХ ярем трансформатора. Насыщение ярем трансформатора зн.ачительно увеличивает сопротивление его магнитной цепи, поток.осцепление обмоток уменьшается, а следовательно, уменьшается и напряжение холостого хода источника. От степени насыщения ярем трансформатора зависит уровень напряжения холостого хода. Снижение напряжения холостого хода в системе (фиг. 3) происходит за счет шунтирования обмоток подмагничивания группой встречно-параллельно включенных тиристоров 15-18, сигнал управления которыми выдает датчик 11. В случае обрыва нагрузки сигнал от датчика 11 поступает на соответствующие тиристорные пары и открывает их. При замыкании обмоток 5-8 магнитная цепь трансформатора размыкается, и преобразователь 1 работает в режиме короткого замыкания. Тот же эффект защиты можно получить, шунтируя обмотки подмагничивания контактными элементами. На схеме на фиг. 5 снижение напряжения, холостого хода осуществляется меньшим количеством тиристоров. .Для этого оба управляемых ярма охватываются дополнительной обмоткой 19, которая :шунтируется только одной парой тиристоров 20.

Опииываем.,1й 1к.1ч ч11ик реализуется в трехфазном исполнении. При наблюдается снижение расходов активных материалов по сраенению с другими тинами подмагничивания трансформаторов, Трехфазный- ТРМК может быть выполнен в плоской и симметричной системах.

Формула изобретения

1. Регулируемый источник тока, содержащий преобразователь источника напряжения в источник тока, соединенный выходом с первичной обмоткой согласующего трансформатора, магнитСпрбвод которого выполнен в виде двух стержней и трех ярем, на двух из которых расположены обмотки подмагничивания,. связанные с- датчиком напряжения нагрузки, отличающийся тем, что, ,-q целью повышения стабильности

внешних ха1актеристик и снижения олпряжения холостога хода, иегвичяая обмотка TpaHciboi-JMaTopa выпопнена из двух пос:,че.цовательно соед1П еннЬ)Х чаотей одна из которых расположена между двумя управляемыми ярмами.

2. Источник тока ио п. 1, о т л ич а ю |ц и и с я тем, что к выводам каждой обмотки подмагничивания подключены встречно-параллельно включенные тиристоры, управляющие электроды которых соединены с датчиком напряжения нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Труды Московского ордена Ленина Энергетического института Электрс терг ические установки , вып. 159, 1973, с. 41-50.

2.Авторское свидетельство W14642 кл. В 23 К 9/00, 1962.

Фи. 1

.3