Устройство для управления трансформаторами с подмагничиванием ярем Советский патент 1979 года по МПК B23K9/00 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности, выпускающей регуляторы и регуляторы стабилизаторы напряжения и тока.

Известно устройство для управления трансформаторами с магнитной коммутацией подмагничиванием управляемых ярем, содержащее узел измерения и задания напряжения (тока;, выполненный на стабилитронах и резисторах, выходом подключенный к исполнительному элементу, выполненному в виде дифференциального бесконтактного реле, выход которого подсоединен к обмоткам управления трансформатора, обеспечивая их попеременное включение. При этом в пoдмaгн чвннoм состоянии находятся оба ярма,из которых одно насыщено меньше другого.В среднем положении регулятора оба ярма подмагничены одинаково.

Ввиду ТОГО, ЧТО практически во всем диапазоне регулирования напряжения (тока) оба ярма находятся в подмагниченном состоянии и сопротивление основному магнитному потоку значительное, ток холостого хода трансформатора, управляемого магнитной коммутацией с дифференциальным

подмагничиванием ярем, в три, а в некоторых положениях регулятора в

четыре раза больше, чем у того же трансформатора с раздельным подмагничиванием ярем. Потери трансформатора высокие, следовательно, коэффициент полезного действия одного и ТОГО же трансформатора с дифференциальным подмагничиванием ярем зна

0

,чительно ниже, чем с раздельным подмагничиванием ярем.

Предложенное устройство отличается ОТ известного тем, что в исполнительный элемент дополнительно

5 введено второе-поляризованное реле, при ЭТОМ входы обоих реле зашунти- рованы резисторами и соединены между собой последовательно-встречно, а выходы подключены к соответствую0щим обмоткам управления ярем трансформатора .

Это позволяет уменьшить ток холостого хода и потери трансформатора, а также повысить коэффициент по5лезного действия.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для управления трансформаторами с магнитной коммутацией. На выходе трансфор0матора Тр с магнитной коммутацией включен узел измерения и задания напряжения (тока) ИУ, состоящий из выпрямительного моста, регулируемого резистора R и измерительного моста, выполненного на нелинейных элементах - кремниевых стаби литронах, в диагональ измерительног моста включены два поляризованных полупроводниковых реле (ПР и ПРд), входы которых .соединены между собой последовательно-встречно и зашунткрованы резисторами , з Поляризованные реле собраны: ,ПР на транзисторах Т - Т , ПР. на транзисто рах Ту - Tg. Диоды Д и Д,,,, включен Hpie в диагонали измерительного мост защищают переходы эммитер-база вход ных транзисторов Т и Т поляризованных реле от перенапряжений. На резисторах R д s , подключен ных к эммитерам транзисторов Т , Т поляризованного реле ПР,и Т, Т.., поляризованного реле ПРо , вьщеля-ется сигнал положительной обратной связи по коллекторному TOKV транзис торов Т реле ПР и Т-, реле ПР,, Выход поляризованного полупровод никового реле ПР подключен к обмот ке управления ОУ верхнего ярма, а выход поляризованного реле ПР2 к обмотке управления ОУ среднего Ярма трансформаторар Диоды R Ялг Шунтирующие соответственно одну и другую обмотки управления, устраняют прерывистость тока в обмотках И .защищают выходные транзисторы Т поляризованного реле ПР. и Тополя ризованного реле ПР от перенапряжений. Между базой входного транзистора Tj и источником коллекторного напряжения U| включен регулируемый .резистор R . Задание выходного напряжения (тока) трансформатора осуществляется изменением сопротивления резисто ра R, при этом меняется напряжение в точках а и .6. Сигнал одной какой-то полярности с диагонали .измерительного моста поступает на входы поляризованных реле. Но так как входы поляризовс1нных полупроводниковых реле ПР и ;ПР включены последовательно-встреч но, сигнал одной и той же полярности для одного поляризованного реле например . ПР является сигналом, включения, а для другого (IlPg) сигналом, выключения. Благодаря тому, что йходы поляризованных реле зашунтированы резисторами Т,и R , обеспечивается прохождение тока обеих полярностей. Релейность характеристик поляри зованного реле получается за счет положительной обратной связи по ко лекторному току транзистора Тд (Т на сопротивлении резистора Т ( Если на базу транзистора Т подать отрицательный сигнал, то транзистор откроется и .своим переходом эмиттер-коллектор зашунтирует переход эмиттер-база транзистора Tg. Последний начнет закрываться, а транзистор Тд - открываться. Падение напряжения на сопротивлении резистора через резистор Т 7 и переход эмиттер-коллектор транзистора Т еще больше закроет транзистор Tg. Этот процесс протекает лавинообразно и таким образом получаются релейные характеристики. При релейном регулировании регулируемый параметр совершает колебания относительно заданного значения. Амплитуда этих колебаний определяется разностью напряжений включения и выключения поляризованного реле. Так как у прляризованного реле эта разность весьма мала,то и ампли-, туда колебаний выходного напряжения трансформатора относительно за данного мала. При небольших отклонениях выходного напряжения от заданного и одной и той же полярности напряжения включения и выключения поляризованного реле выходной сигнал с измерительного моста в процессе регулирования будет одной полярности-. Например г при минимальном выходном напряжении трансформатора, когда сопротивление резистора минимально, для реле ПР этот сигнал будет сигналом выключения. Реле ПР закрывается, тем самым ток в обмотке управления ОУ, среднего ярма, к которой подключено реле ПР , равен нулю. Поляризованное реле ПР , в зависимости от величины этого сигнала, то включается, то выключается, изменяя ток в обмотке управления верхнего ярма, к которой подключено реле ПР2 таким образом, чтобы поддержать выходное напряжение, равным заданному. При увеличении сопротивления резистора Т уменьшается отношение времени включения к времени выключения реле ПР, уменьшается ток в обмотке управления ОУ. верхнего ярма, увеличивается вьаходное напряжение трансформатора. Когда ток в этой обмотке станет равен нулю, при дальнейшем увеличении сопротивления резистора V, разность между выходным напряжением и напряжением задания изменится таким образом, что полярность сигнала с измерительного моста изменится, а реле ПР закроется. Для реле nPg эта полярность сигнала является сигналом включения. Поляризованное реле ПР начнет .то включаться, то выключаться, в зависимости от абсолютного значения сигнала с измерительного моста.

По обмотке управления ОУ, среднего ярма, к которой подключено реле ПР2, будет протекать ток,Выходное напряжение продолжает увеличиваться. При дальнейшем увеличении сопротивления резистора 1 , увеличивается отношение времени вТГлючения к времени выключения реле nPj, увеличивается ток в обмотке управления Oyj среднего ярма, следовательно, выходное напряжение увеличивается.

Максимальное выходное напряжение трансформатора достигается при максимальном токе в обмотке управле- ВИЯ ОУ,;, среднего ярма.

При регулировании выходного напряжения трансформатора от максимального до минимального значения происходит обратный процесс.

Чтобы уменьшить разность между заданным напряжением и напряжением на выходе трансформатора, т.е. пов лсить точность стабилизации при переходе от регулирования выходного напряжения подмагничиванием среднего ярма к регулированию выходного напряжения подмагничиванием верхнего ярма трансформатора, необходимо разность между сигналом выключения реле ПР и сигналом включения реле

ПР2 сделать как можно меньшей. Это достигается подачей на вход поляризованного реле ПР через регулируемый резистор Т 6 дополнительного напряжения, обеспечивающего включению реле npg .

Формула изобретения

Устройство для управления тран0сформаторами с подмагничиванием ярем, содержащее узел измерения и задания напряжения, выполненный на стабилитронах, выход которого подключен к исполнительному элементу,,

5 выполненному в виде бесконтактного поляризованного реле, отличающееся тем, что, с целью уменьшения тока холостого хода и потерь трансформатора, а также повышения

0 его КПД за счет раздельного подмагничивания управляемых ярем, в исполнительный элемент дополнительно введено второе поляризованное реле, при этом входы обоих реле зашунти5рованы резисторами и соединены между собой последовательно-встречно, а выходы подключены к соответствующим обмоткам управления ярем трансформатора.

Ifff