Устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой Советский патент 1979 года по МПК G05F1/14 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой в электрохимическом произвоастве.

Известно устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее вольтодобавочный блок, выполненный в виде двух вспомогательных трансформаторов, выход которого через контакты переключателя соединен с отводами регулировочной обмотки, а его вход через управляемые ключи связан с дополнительной обмоткой основного трансформатора.

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования из-за конечного числа дискретных уровней напряжения на выходе регулировочной обмотки, а также возможность закорачивания дополнительной обмотки основного трансформатора при сбоях в системе управления тиристорными ключами.

Целью изобретения является повышение точности регулирования выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено вспомогательным, двухступенчатым переключателем, а дополнительная обмотка выполнена секционированной, все отводы которой через контакты вспомогательного переключателя и управляемые ключи соединены с входом вольтодобавочного блока, что позволяет резко увеличить число дискре- ных уровней выходного напряжения, а следовательно, повысить точность регулирования.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства при питании от,однофазной сети; на фиг. 2 - электрическая схема устройства при питании от трехфазной сети.

Устройство содержит основной трансформатор 1, первичную 2 и регулировочную 3 обмотки трансформатора 1, отводы 4-9 регулировочной обмотки 3, дополнительную обмотку 10 трансформатора 1; основные переключатели 11 и 12, вспомогательные трансформаторы 13, 14 вольтодобавочного блока, вторичные 15, 16 и первичные 17, 18 обмотки вспомогательных трансформаторов 13 и 14, соответственно, управляемые ключи 19, отводы 20-24 вспомогательной обмотки 10, вспомогательные переключатели 25, 26, вольтодобавочиый блок 27, входные 28, 29 и выходные 30, 31 выводы устройства, соответственно, основные переключатели 32, вспомогательные переклю чатели 33, вспомогательные трансфо)маторы 34, первичные 35 и вторичные Зб обмотки вспомогательных трансформаторов 34 соответственно управляемые ключи 37, вспомогательную обмотку 38. Рассмотрим принцип работы устройст ва на примере уменьшения выходного напряжения. Максимальное напряжение на нагрузке будет, когда отвод 4 регулировочной обмотки 3 через контакты основных пере- ключателей 11 и 12 подключен к выходному выводу 31 устройства, а отвод 20 дополнительной обмотки Ю через контакты вспомогательных переключателей 25 и 26 соединен с входом вольтодоба- вочного блока 27. При этом величина напряжения будет равна сумме максимал ного напряжения регулировочной обмотки 3 основного трансформатора 1 и полного напряжения вторичной обмотки 15 (17) вспомогательного трансформатора 13 (14), соответствующего напряженшо одной секции регулировочной обмотки 3 основного трансформатора 1. Переключатели 25 и 26 (платы б) находятся при этом в верхнем положении как показано на фиг. 1) и обеспечивают работу вольтодобавочного блока 27 в режиме добавка. Импульсы управления на управляемые ключи 19 подаются постоянно и первичные обмотки 16 и 18 вспомога.тельных трансформаторов 14 и 13 в те. чение всего периода питающего питания находятся под напряжением. Точное регулирование напряжения на выходных выводах ЗО и 31 осуществляется переключением отводов 20-24 вспомогательной -обмотки Юс помощью вспомогательных переключателей 25 (платы а). Для этого сначала размыка ют цепь управляемого ключа 19 вспомогательного трансформатора 13, который переходит в режим холостого хода. .6 30 В результате цепь переключателя 25 полностью обесточивается, а ток нагрузки перераспределяется в цепь вторичной обмотки 17 вспомогательного трансформатора 14 и на Время переключения увеличивается через нее В два раза. Затем переключателем 25 (плата а) обесточенная цепь отвода 20 разрывается, и замыкается цепь отвода 21 дополнительной обмотки 10, после чего управ ляемый ключ 19 вспомогательного трансформатора 13 замыкается, а вспомогательного тарнсформатора 14 размыкается. Ток нагрузки полностью перераспределяется в цепь вторичной обмотки 15 вспомогательного трансформатора 13, при этом вспомогательный трансформатор 14 приходит в режим холостого хода. Далее переключателем 26 (плата а) разрывается вторая обесточенная цепь отвода 20, и замыкается вторая цепь отвода 21, после чего управляемьш ключ 19 вспомогательного трансформатора 14 замыкается, и процесс перехода с отвода 20 на отвод 21 дополнительной обмотки 10с помощью вспомогательных переключателей 25 и 26 (плата а) за- . канчивается, а напряжение на выходных выводах 30 и 31 уменьшается. Аналогично происходит переключение с отвода 21 на отвод 22 и так далее. При замыкании последнего отвода (отвода 24) вспомогательными переключателями 25 и 26 первичные обмотки 16 и 18 трансформаторов 13 и 14 оказываются закороченными. При этом вольтодобавочный блок 27 работает в режиме закоротки, напряжение на выходных выводах 30 и 31 будет определяться уро&нем напряжения отвода 4 регулировочной обмотки 3. Для дальнейшего уменьшения напряжения необходимо осуществить коммутацию отвода регулировочной обмотки 3. При этом алгоритм переключения аналогичен выше рассмотренному. Таким образом, в устройстве имеется Возможность осуществления двухступенчатого регулирования, а именно - грубого путем переключения отводов регулировочной обмотки 3 и точного в пределах выбранного поддиапазона путем переключения отводов вспомогательной обмотки 10. При регулировании напряжения в сторону повышения алгоритм работы устройства также не меняется, однако порядок работы основных переключателей 11 и 12 будет обратным, а переключатели 25 и 26 (платы б) должны при этом находиться в другом фиксированном положении, обеспечивая работу вольтодобавоч ного 27 в режиме отбавка. В случае использования данного устройства для регулирования напряжения в трехфазных сетях с незаземленной нейтралью (фиг. 2) соединение элементов устройства между собой в основном аналогично фиг. 1. Разница заключается в том, что различн выводы первичной 35 и вторичной 36 обмот каждого вспомогательного трансформато- ра 34 подключаются своим переключателем 33 к одноименным отводам двух со седних фаз соответственно вспомогательной обмотки 38 и регулировочной обмот ки 3. Например, основной переключатель 32 (плата Al) подключает вторичную обмотку 36 одного из вспомогательных трансформаторов 34 к одноименным отводам регулировочных обмоток 3 фаз А2 ti В2, а переключатель 33 (плата А2) подключает первичную обмотку 35 того же трансформатора 34 к одноименным отводам вспомогательных обмоток 38 тех же фаз. Это позволяет сократить число вспомогательных трансформаторов 34, управляемых ключей 37 и соответствующей коммутационной аппаратуры. Алгоритмы переключения отводов вспо могательных обмоток 38 и регулировочных обмоток 3 основного трансформатора 1 аналогичны рассмотрен 1ым выше для устройства фиг. 1. Отличие заключается лишь в том, что переключатели 32 фазы А (платы А1, А2), фазы В (платы В1, 32) и фазы С (платы С1, С2) переключаются последовательно один за другим при снятии импульсов управления с управляемого ключа 37 соответствующей фазы. Формула изобретения Устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее вольтодобавочный блок, выполненный в виде двух вспомогательных трансформаторов, выход которого через контакты основного переключателя соединен с отводами регулировочной обмотки, а его Вход через управляемые ключи связан с дополнительной обмоткой основного трансформатора, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено вспомогательным двухступенчатым переключателем, а дополнительная обмотка выполнена секционированной, причем все ее отводы через контакты вспомогательного переключателя и упомянутые управляемые ключи соединены с входом вольтодобавочного блока.