Устройство для управления трансформаторами с магнитной коммутацией Советский патент 1980 года по МПК H02P13/12 G05F1/16 H02M5/04 B23K9/00 H01F29/14 

единения и введение уравнителей тока; в большом токе холостого хода траис4юрматоров, а, следовательно, значительных поTqpHx и низких КПД; в невозможности одной и той же схемой управления обеспечит при необходимости диффере1щиальное или раздельное управление 5фм трансформато- ра. Целью изобретения является унификация устройства для управления трансформаторами с магнитной коммутацией различных мощностей, ис1сшочение колебаний выходного нанряжения трансфс матора, упрощение схемы управления, повышение ее надежности, уменьшение тока и потерь холостого хода, повышение КПД трансформатора. Это достигается тем, что в исполнительный элемент введено два импульсных фазосдвигающих блока, состоящих из узла синхронизации, генераторов пилообразного напряжения и формирователей импульсов, причем выход узла синхронизации подключен к параллельно согласно соединенным входам генераторов пилообразного напряжения, выходы, которых подключены к последовательно встречно соединенным входам формирователей импульсов, и к этим же входам подключен выход измерительного моста с искусственной нулевой точкой) выходы формирователей импульсов через управляемые выпрямители, выполненньге на тиристорах, управляющие электроды которых через защитные диоды и маломощ1Гый тиристор соединенные с ка тодами указанных тиристоров, подключены к соответствующим обмоткам управления ярм трансформатора, а во входные цепи формирователей импульсов введены регулируемые резисторы.. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для упра ления трансформаторами с магнитной ком мутацией. Устройство для управления трансформа- 45

торами с магнитной коммутацией содержит трансформатор 1, узел 2 сравнения напряжения, два импульсных фазосдвигающих блока, состоящих из общего узла 3 синхронизации, генераторов 4 и5 пилообразного 50 на1фяжения и формирователей импульсов 6 и 7, и два управляемых вьшрямителя 8 и 9 на тиристорах.

Трансформат ф 1, регулируемый магшггной коммутацией и вьшолненный по авто- 55 трансформаторной схеме, содержит силовые обмотки, расположенные на магнитопроводе. Нерегулируемая часть витков 1О

гающего устройства с управляемым выпрямительным мостом.

Выход узла 3 синхронизации включен на параллельно согласно соединенные входы reHepaTqpOB 4 и 5 пилообразного напряжения. Генератор 4 пилообразного напряжения собран на транзисторе 23, кондeнcaтqpe 34 и peзиcтqpax 35 и 36.

Выходы reHepaTqpoB 4 и 5 пилообразного напряжения включены на последовательно встречно соединенные входы формирователей импульсов 6 и 7, к этим же входам подключен выход узла 2 сравнения 564 расположена в нижнем окне магнито)фО1Юда, а регулируемая часть витков 11 расположена в верхнем окне магниачэпр овода, образовалном верхним и средним упра&ляемыми ярмами с обмотками 12 и 13 подмагничивания. Путем изменения постоянного тока в обмотках 12 и 13 верхнего и среднего управляемых ярм изменяется потокосцепление части витков обмотки 11, расположенной в верхнем окне, и, следовательно, изменяется выходное напряжение трансформатора в диапазоне плавного регулирования. На одном из стержней в нижнем окне магнитопровода расположены обмотка 14 питания управляемых вьптрямителей 8 и 9 со средней точкой и обмотка 15 синхронизации. Обмотка 14 питания и обмотка 15 синхронизации не обязательно должны быть расположены на магнитопроводе силового трансформатора, они могут быть, расположены на отдельном трансформаторе питаУзел 2 сравнения напряжения сошржит выпрямительный мост 16, вход которого подключен на выход силового трансформатора 1 с магнитной коммутацией. Один выход выпрямительного моста 16 через резистор 17 подключен к одному из вхо- дов параметрического (нелинейного) моста, а второй выход подключен ко второму входу параметрического моста. .Между входами параметрического моста включен конденсатор 18. Параметрический мост соб- ран на двух кремниевых стабилитронах 19 и 2О и резисторах 21 и 22. Выхода параметрического моста через делитель на резисторах 23 и 24 подключен на вход импульсного фазосдвигающего устройства. Делитель служит для создания искусственной нулевой точки. Узел 3 синхронизации выполнен на диодах 25-ЗО и резисторах 31 и 32. Он служит для согласования работы фазосдвис искусственной нулевой точкой. Формирователь импульсов 6 собран на транзистрах 37, 38 и 39, конденсаторе 40, резиторе 41, импульсном трансформаторе 42. Выходы формирователей импульсов 6 и 7 через управляемые выпрямители 8 и 9 на тиристорах подключены к обмоткам управления (подмагничивания) 12 и 13 трансформатора 1 с магнитной коммутацией, Управляемый выпрямитель 8 собран по схеме двухполупериодного выпрямления со средней точкой на тиристорах 43, 44 и 45.

Управляющие электродьг тиристоров 43 и 44 .управляемого выпрямителя8 подключены через защитные разделительные диоды 46 и 47 и маломощный тиристор 45 к катодам этих же тиристоров.

Диоды 48 и 49 служат для поддержания непрерывного тока в обмотках управления 12 и 13.

Резисторы 50 и 51 служат для подавления высокочастотных составляющих и для надежного первоначального по джига тиристоров.

Для обеспечения раздельного подмагничивания ярем трансформатора, в входные цепи формирователей импульсов введены регулируемые резисторы 36 и 52.

Задание выходного напряжения осушест вллется переменным резистором 17.

Согласование работы фазосдвигающего устройства с управляемым выпрямительным мостом 8 достигается тем, что на вход узла 3 синхронизации подается напряжение в фазе с напряжением на управляемом мооте 8.

На одну из диагоналей параметрического моста через регулируемый резистор 17 подается вьтрямленное выходное напряжение трансформатора 1, а с другой диагонали снимается сигнал рассогласования, величина и полярность которого зависят от отклонения выходного напряжения от заданного. На Екод транзистора 33 подает ся два напряжения: напряжение синхронизации плюсом на базу транзистора 33 и напряжение смещения через резистор 35 минусом на базу. Напряжение синхронизации имеет форму выпрямленного двухполу- периошюго однофазного напряжения и суммируется с постоянным напряжением смещения. Когда напряжение синхронизации больще напряжения смешения, транзистор 33 закрыт, конденсатор 34 заряжается по цепи: плюс источника через конденсаTqp 34, резистф 36 и минус источника. Когда напряжение синхронизации становится меньше напряжения смещения, транзистор 33 открывается, конденсатчзр 34 разряжается по цепи: переход эмиттер-коллектор транзистс а 33 и резистор 35, и таким образсйи получается на выходе пилообразное напряжение.

Резистор 35 выбирается таким, чтобы при открытом транзисторе 33 падение напряжения на нем было близким, но меньше напряжения выключения формирователя импульсов 6.

Резистор 36 служит для изменения крутизны пнлообразного напряжения. Сигнал с reHepaTqpa 4 пилообразного напряжения подается на формирователь импульсов 6. Когда напряжение на входе форм1фователя импульсов 6 меньше напряжения срабатывания, транзистор 39 закрыт и конденса тор 40 заряжается до амплитудного зна чения. Когда напряжение на входе формирователя импульсов 6 превысит величину срабатывания, транзистор 39 откроется и конденсатор 4О разрядится через первичную обмотку импульсного трансфсрматора 42 и переход эмиттер-коллектор транзистора 39, благодаря этому выдается сигнал на поджнг тиристора 45.

На вход фе мирователя импульсов 6 одно1феменно с сигналом генератора 4 пилообразного напряжения подается сигнал с измерительного моста, эти сигналы суммируются на резисторе 41.

В зависимости от величины и полярности сигнала рассогласования будет меняться амплитуда сигнала генератора 4 пилообразного напряжения, благодаря этому будет меняться момент срабатывания фор-, мирователя импульсов 6 и выдача сигнала на поджиг тиристоров 45, 43 и 44 а следовательно, - напряжения и тока в обмотке подмагничивания 12.

Аналоги но работает канал управления, обмотки подмагничивания 13. Амплитуда с 1гналов генератора 4 и 5 пилообразного напряжен1ю регул1фуется и устанавливается равной величине срабатывания формирователей 6 и 7, при этом осуществляется раздельное подмагничивание ярем трансформатора.

Если амплитуда сигнала генератора пилообразного напряжения больше напряжения срабатывания формирователя импульсов, то будет осуществляться дифференциальное подмагшгчйвание ярем, а если меньше, то увеличивается погрешность стабилизации. Формула изобретения 1. Устройство для управления трансфсрматорами с магнитной коммутацией. 7 ч :... - 7 содержащее измерительш гй узел, выполнен ный на стабилитронах и резисторах и подключенный к исполнительному элементу, выполненному в виде дифференциального бесконтактного нолутфоводникового реле, выход которого через усилители мощности подсоединен к обмоткам управления, отличающееся тем, что, с целью унификации, исключения колебаний выходного напряжения, упрощения и повышения надежности, в иснолнительный элемент вве дено два импульсных фаз ос двигающих блока, состоящих из узла синхронизации генераторов пилообразного напряжения и формирователей импульсов, причем выход узла синхронизации подключен к параллель но согласно соединенным входам генераторов пилообразного напряжения, выходы которых подключены к последовательно встречно соединенным Екодам формирователей импульсов, причем к этим же входам подключен выход измерительного моо та с искусственной нулевой точкой, а вы56хошл формирователей импульсов через управляемые выпрямители, шлполненные на тиристорах, управляющие электрош.г которых через защитные диоды и маломощный тиристор соединенные с катодами ука:шнных тиристоров, подключены к соответствующим обмоткам управления ярм трансфер)-, матора. 2. Устройство поп. 1,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения тока и потерь холостого хода трансформатора и повышения его КПД путем раздельного подмагничивания ярм траноформатора, во входные цепи формировате ®й импульсов введены регулируемыерезисторы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 298442, кл. В 23 К 9/ОО. 2.Патент ГДР NO 1277О1 (заявка в СССР № 1757673/25-27 с положительным решением) (прототип).