Способ регулирования переменного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/14 H02P13/16 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности, преобразовательной техники, и может быть использовано, например, в устройствах для регулирования и стабилизации переменного напряжения с регулирующим органом дискретного действия.

Известен способ регулирования переменного напряжения путем ступенчатого изменения уровня выходного напряжения с помощью тиристорных ключей, коммутируемых в моменты нулевых значений тока.

Недостатком известного способа является ограниченное быстродействие регулирующего органа вследствие наличия переходного процесса в моменты переключений ступеней трансформатора, а также возможность выхода из строя тиристорных ключей из-за больщих перегрузок.

Целью настоящего изобретения является исключение переходного процесса в трансформаторе, повыщение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что сначала осуществляют переключение уровня выходного напряжения на максимальный, потом максимальный уровень изменяют на минимальный, а затем - на требуемый уровень выходного напряжения, причем все переключения соответствующих

тиристорных ключей производят в моменты нулевых значений магнитного потока в сердечнике трансформатора.

При этом следует отметить, что поскольку переход при нулевом магнитном потоке возможен лищь с тиристорных ключей, обеспечивающих меньщее выходное напряжение на тиристорные ключи большего напряжения, то в данный способ вводится режим наименьщего выходного напряжения, так как переход с этого уровня на любые другие уровни всегда возможен при нулевом магнитном потоке.

Этим обстоятельством и обуславливается наличие в предложенном способе второй и промежуточных операций по переключению тиристорных ключей.

Первая же операция вводится для обеспечения надежного запирания тиристорных

ключей в процессе их искусственной коммутации.

При этом очевидно, что переключение на наименьщий уровень выходного напряжения при нулевом магнитном потоке можно

осуществить лищь используя принудительную коммутацию.

Электрическая схема устройства, реализующего данный способ регулирования переменного напряжения, приведена на фиг.

1, где обозначено: . .. 4,5,679 , 2 - вторичная и первичная обмотки вольтодобавочного трансформатора; 3 - нагрузка; 4-13 - тиристорные ключи; 14-18 - отводы регулировочного трансформатора; 19, 20 - диоды; 21, 22 - ком- 5 мутирующие конденсаторы; 23, 24 - тиристоры коммутирующего контура; 25 - датчик тока; 26 - датчик максимума напряжения; 27 - блок управления; 28 - регулировочный трансформатор.10 Временные диаграммы, поясняющие сущность способа регулирования, привсхаены на фиг. 2, где обозначено: а - кривая выходного напряжения; б - кривая тока при активно-индуктив- 5 ной нагрузке; б - кривая напряжения на вольтодобавочном трансформаторе; г - кривая магнитного потока вольтодобавочного трансформатора;20 д, е - импульсы управления, подаваемые на тиристорные ключи в статическом режиме;ж - импульсы управления тиристорными ключами максимального уровня;25 3 - импульсы управления тиристорными ключами минимального уровня в динамическом режиме; и - импульс управления тиристорами коммутирующего контура в динамическом зо режиме; к, л, м - моменты начала коммутации ступеней. При этом импульсы (фиг. 2), формируемые блоком управления при переходе то- 35 ка через нуль, показаны условно с меньщей амплитудой, а импульсы, соответствующие максимумам питающего напря.ксния - с больщей амплитудой. Существо предложенного способа регу- 40 лирования заключается в следующем. Регулирование выходного напряжения устройства (фиг. 1) осуществляется путем дискретного изменения величины напряжения, подаваемого на первичную обмотку 2 45 вольтодобавочного трансформатора, для чего ступенчато изменяют коэффициент трансформации регулировочного трансформатора 28 за счет подключения различных пар тиристорных ключей 4-13 к соот- 50 ветствующим его отпайкам 14-18. Коммутацию тиристорных ключей при работе на одном уровне (статический режим) осуществляют при переходе тока через нуль.55 1 Коммутацию тиристорных ключей при переходе с одного уровня напряжения на другой (динамический режим производят в максимумах питающего напряжения, при этом переход с любой пары тиристорных ключей на тиристорные ключи максимального уровня осуществляется за счет естественной коммутации. Затем при помощи коммутирующих элементов 19-22 и включения тиристоров 23 и 24 контура искусственной коммутации, переходят на тиристорные ключи минимального уровня выходного напряжения и после этого за счет естественной коммутации осуществляют переход иа тиристорные ключи требуемого уровня выходного напряжения. Все переходы в требуемые моменты времени обеспечиваются за счет синхронизации работы блока управления 27 сигналами с датчика тока 25 и датчика максимумов напряжения 26. Таким образом, предложенный способ регулирования переменного напряжения в динамическом режиме дает возможность использовать единую последовательность при любых переключениях трансформатора регулирующего органа и любом характере нагрузки, что, по-видимол1у, позволит расщирить область применения дискретных регулирующих органов переменного напряжения при ступенчатом регулировании выходного напряжения в широких пределах. При этом некоторое усложнение логики окупается повыщением быстродействия устройства. Формула изобретения Способ регулирования переменного напряжения путем ступенчатого изменения уровня выходного напряжения с помощью тиристориых ключей, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности за счет исключения переходного процесса в трансформаторе, контролируют магнитный поток в сердечнике трансформатора и при нулевом его значении изменяют уровень выходного напряжения на максимальный, затем максимальный уровень изменяют на минимальный, а последний - на заданный уровень выходного напряжения.

К ) r I7

ojt