Феррорезонансный стабилизатор напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F3/06 

1

Настоящее изобретение относится к электромагнитным бесконтактным статическим устройствам, обладающим способностью автоматически регулировать напряжение.

Изобретение может быть использовано, например, для стабилизации напряжения питанин телевизоров или других видеопринима1ощ х аппаратов, кинескопы которых очень чувствительны к колебаниям «апряження сети при воспроизведении на экранах изображения.

Известны стабилизаторы напряжения аналогичного назначения с использованием феррорезонанса 1, (2.

Наиболее близким из известных стабилизаторов является феррорезонянсный стабилизатф напряжения, содержащий линейный дроссель, одним нз выводов соединенный с выходным выводом первичной обмотки автотрансформатора, вторничная обмотка ко-; торого соединена с одним из выводов фильтрующего конденсатора и одним из выводов для подключения нагрузки, фильтрующий дроссель, один из выводов которого соединен с другим выводом для подключения нагрузки и одним из выводов для подключения

питающей сети, и компенсирующую индукдионную об «отку фильтра (2). Известный стабилизатор феррорезонансного типа имеет отиосительно большой вес ;И габариты, требуют значительного расхода

активных материалов rtaiих производство - электротехнической стали, меди, алюминия, невысокие значения коэффициентов мощности и полезного действия приводят к большим потерям электроэнергии как в самнзс стабилизаторах, так и в сетях, от которых

они питаются. Это происходит, в частности, потому, что в стабилизаторах компенсирующие обмотки линейного н фильтрующего дросселей включались последовательно собмбтками автотрансформатора, требовали

5 значительного количества витков для обеспечения требуемого коэффициента стабилизации, что влекло за собой увеличение масcbiV объема стабилизаторов и расхода как активных дефицитных материалов (меди, э.т. стали, конденсаторной бумаги), необходимых для их изготовления, так и электроэнергии (низкие значения коэффициентов полезного действия и мощности из-за больших значений тока и мощности потерь).

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить указанные недостатки и создать стабилизаторы феррорезонансного типа, меньше по массе и размерам, требующие наименьшего расхода остродефицитных материалов, обладающие наилучшими энергетическими характеристиками, высокими значениями сощ и КМД - наиболее легкие и экономичные за счет малой их удельной массы на единицу мощности.

Эта цель достигнута благодаря тому, что в фёррорезонансном стабилизаторе напряжения, описанном в прототипе, компенсирующая индукционная обмотка фильтра включена последовательно между другими выводами линейного дросселя и выводом для подключения питающей сети.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного стабилизатора.

Стабилизатор напряжения содержит линейный дроссель 1, фильтрующий дроссель 2, автотрансформатор 3 и конденсатор 4. Дроссель сети имеет главную обмотку 5 и индукционную компенсирующую обмотку 6. Автотрансформатор 3 содержит первичную обмотку, состоящую из секций 7 и §,- расположенных на разных стержнях двухстержневого О-образного сердечника, вторичную обмотку 9, которая может быть расположена на любом из стержней (в данном случае на стержне, где расположена обмотка 7); фильтрующий дроссель-2 имеет первичную обмотку 10, компенсирующую индукционную обмотку 11.

Конец главной обмотки 5 дросселя I соединен с первичной обмоткой (секция 7) автотрансформатора 3, обмотка 6 дросселя I включена в разрыв между секциями 7 и 8 автотрансформатора, а конденсатор 4 подключен одной обкладкой к вторичной, обмотке 9 автотрансформатора 3, а другой - к первичной обмотке 10 дросселя фильтра 2.

Компенсирующая обмотка 11 дросселя фильтра 2 соединена последовательно с главной обмоткой 5 дросселя сети I и с одним из выводов сети.

Именно эта компенсирующая обмотка является фактором усиления эффективности схемы стабилизации и ее действие наиболее сильное потому, что по сравнению со всеми известными ранее компенсирующими обмотками, напряжение, развиваемое компенсирующей обмоткой П, складывается с основным напряжением первичной обмотки ав отрансформатора с фазовым сдвигом близким к 180°, а не к 90°, как это имело место до изобретения. Кроме того, напряжение указанной компенсирующей обмотки 11 содержит, помимо первой гармоники, еще и высшие гармоники компенсации.

Величина напряжения компенсирующей обмотки по отношению к выходному напряжению составляет порядка 10°/о.

КПД и cos благодаря эффективности схемы стабилизации понысилнсь с 0,8 до 0,9.

Ниже дается описание динамики работы схемы стабилизации, приведенной на чертеже.

Напряжение сети переменного тока подводится ко входу схемы стабилизатора, которая сбалансирована и настроена на номинальное выходное напряжение. При повышении напряжения сети за счет действия 0 дестабилизирующих факторов увеличивается напряжение на входе автотрансформатора 3 и ток намагничивания, протекающий по его первичной обмотке (секции 7-8) возрастает, что вызывает дополнительное падение напряжения на главной обмотке 5 дросселя 1; это позволяет компенсировать повышение выходного напряжения и, следовательно, стабилизировать его. Однако полной компенсации в больших пределах отклонений или колебаний выходного наO пряжения только за счет функционального действия обмотки 5 дросселя I получить трудно либо невозможно даже при резком увеличении его материалоемкости.

Предлагаемая обмотка 10 фильтрующё го дросселя 2, последовательно соединенная с главной обмоткой 5 дросселя 1, обтекаемая тем же током первичной обмотки автотрансформатора 3, позволяет это сделать4 Она помогает дополнительно компенси0 ровать сигнал небаланса на входе схемы за счёт падения на обмотке напряжения ,при прохождении через нее прироста тока намагничивания. Это повышает стабилизацию выходного напряжения.

5Таким образом, обмотка II дросселя 2

является обмоткой обратной связи компаундного действия.

При уменьшении входного напряжения 0 схема работает аналогичным образом, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения.

Формула изобретения

Феррорезонансный стабилизатор напряжения, содержащий линейный дроссель, одним из выводов соединенный с выходным выводом первичной обмотки автотрансформатора, вторичная обмотка которого соединена с одним из выводов фильтрующего конденсатора и одним из выводов дтя подключения нагрузки, фильтрующий дроссель, один из выводов которого соединен с другим выводом для .подключе1гия нагрузки и

бдннм из выводов для подключения питающей сети, и компенсирующую индукционную обмотку фильтра, отлпчающийгя тем, что, с целью уменьшения массы электротехнической стали и обмоточного провода, а также повышения КПД и cos«j, компенсирующая индукционная обмотка фильтра включена последовательно между другими выводами линейного дросселя и выводом для подключения питающей среДы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидет€У1ьство СССР

419881. кл. G 05 F 3/06, . 31.03.72.

2.Авторское свидетельство СССР ЗОИ И, кл. G 05 F 3/05, 1966.

7

8иод

4±: С

Выход

от

ю