Преобразователь переменногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02M5/40 G05F1/32 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности ко вторичным источникам питания.

Известен преббразователь переменного напряжения, содержащий магнитный усилитель (МУ) с вольтодобавочным трансфораматором, первичная обмотка которогопитается через МУ Ul.. Недостаток устройства состоит в том, что оно требует относительно бсХпьшого диапазона изменения напряжения на вольтодобавочном трансформаторе . Этот дид пазон должен быть не меньше, а с учетом изменения тока нагрузки даже больше, чем диапазон изменения входного напряжения

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержасцее магнитный усилитель с обмоткги и подмагничивания и с двумя включенными паргшлельно рабочими обмоткг1ми, Об1цая точка которых подключена к первой входной клемме, а свободные концы соединены с первыми выводами по переменному току соответствукхдих выпрямителей, вторые выводы по переменному току которых об единены и подключены ко второй входной клемме, выводы выпрямителей по

постоянному току через соответствующие конденсаторы подключены к соответствующим первичным обмоткам трансформатора, два переменных резистора и вторичная обмотка трансформатора 2 .

Недостатком этого устройства является нестабильное напряжение на выходе.

Цель изобретения - стабилизация выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе переменного напряжения соответствующие обмотки подмагничивания через введенные переключающие блоки, состоящие из реле, обмотки которых подсоединены через контакт реле направления, подключены к управляю1аим входам соответствующих перемен-ных резисторов, причем одна из обмо ток реле направления подключена к входным клеймам, а другая - к зажимам вторичной обмотки трансформатора, которая через введенный первый режимный переключатель зашунтир ваил пропусксаодим фильтрюм третьей гармоники:,ври этом конденсаторы подк;цо чены к соответствующим первичн1:лм 0 )обмоткам трансформатора через введенлые второй и третий режимный переключатель соотватственио.

Кроме того, резисторы могут быть выполнены нелинейными.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Схема содержит магнитный усилитель 1, рабочие обмотки 2 и 3 магнитного усилителя, выполненного с параллельными ветвями, точку 4 подсоединения рабочих обмоток магнитного усилителя, входные клеммы 5 и б, Больтодобавочный трансформатор 7 с первичными обмотками 8 и 9, однофазные двухполупериодные выпрямители 10 балластные резисторы 11 (могут быть нелинейными), обмотки 12 управления магнитного усилителя (могут быть /выЧ включены через рабочие обмотки промежуточного магнитного усилителя)/ вторичную обмотку 13 вольтодобавочного трансформатораf обмотки 14 подмагничивания (положительной обратной связи) магнитного усилителя, конденсаторы 15, подсоединенные через режимные переключатели 16} реле 17 направления, блоки 18 для переключения полярности подсоединения обмоток 14 подмагничивания в зависимости от положения контакта реле 17 направления (содержат промежуточные реле, обмотки которых включены через контакт реле 17 направления), конденсатор 19 и дроссель 20 для шунтирования вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора пропускающим фильтром третьей гармоЕ1ики через дополнительный режимный переключатель 21, выходной зажим 22 стабилизатора напряжения (второй выходной зажим является общим со входом 5).

Устройство работает следующим образом.

Выпрямители 10 выпрямляют несинусоидальные токи, проходящие в рабочих обмотках магнитного усилителя. Первичные обмотки 8 и 9 вольтодобавочного,трансформатора 7 включены так, что происходит вычитание ампервитков, созданных постоянными и переменными составляющими этих выпрямленных несинусоидальных токов, В результате на зажимах вторичной обмот и 13 вольтодобавочного трансформатора 7 появляется напряжение с нечет ыми гармониками. Когда режимными переключателями 16 отключены конденсаторы 15, то на зажимах вторичной обмотки 13 близки по величине амплитуды первой и третьей гармоник. При этом, включив режимньв переключателем 21 пропускающий фильтр из конденсатора 19 и дросселя 20, можно шунтировать вторичную обмотку 13 по третьей гармонике (или отвести третью гармонику для попутного . использования). Когда же конденсаторы 15 подсоединены режимньгми пе-

реключателями 16, причем постоянная времени цепи: балластный резистор 1 (с параллельными оЬмот.ками 14) конденсатор 15, выбрана значительно больше периода напряжения сети, то не успевающий разрядиться конденсатор 15 подзапирает вентили выпрямимителя 10. При этом в один из полупериодов, когда ампервитки рабочей обмотки и суммарные ампервитки подмагничивания вычитаются, ток в рабочей обмотке может совсем отсутствовать вследствие запирания вентилей выпрямителя 10 напряжением на конденсаторе15. Такие перерывы тока в рабочих обмотках магнитного усилителя создают повышение КПД.

При обоих положениях режимных переключателей 16 перемена знака суммарных амЛервитков подмагничивания вызывает изменение на 180 фазы первой гармоники (а также третьей). Условия управления магнитным усилителем 1 выбираются так, чтобы суммарные ампервитки подмагничивания были равны нулю вблизи от средних значений и входного напряжения, и тока.нагрузки, подсоединенной к выходным зажимам 5 и 22 стабилизатора напряжения. Включение обмоток управления осуществляется так, чтобы при увеличении входного напряжения выше среднего значения появляющаяся первая гармоника напряжения на вторичной обмотке 13 вольтодобавочного трансформатора 7 вычиталась из входного напряжения (была с ним приблиз.ительно в противофазе) , а при уменьшении входного напряжения ниже среднего значения добавлялась к нему (приблизительно совпадала по фазе) . За счет этого необходимый диапазон изменения напряжения вольтодобавочного трансформатора, а также токов в рабочих обмотках магнитного усилителя уменьшается приблизительно вдвое по сравнению с известным, в связи с чем уменьшаются средние по- терн мощности и стоимость уст ойства.

Если магнитный усилитель 1 при необходимости работает с положительной обратной связью, т.е. имеет обмотки 14 подмагничивания, то при перемене знака суммарных ампервитков подмагничивания требуется изменить полярност подсоединения обмоток 14 к резисторам 11, чтобы обратная связь оставалась положительной. Эту операцию производит реле 17 направления с помощью переключающих блоков 18.

Выбор положения режимных переключателей 16 производится из условий обеспечения; минимальных потерь мощности; сдвига приблизительно на 0° или 180° между напряжением на вторичной обмотке 13 и направлением сети, что способствует уменьшению средних ndxepb мощности и стоимости устройства..

. Когда резисторы Ц выполнены нелинейными, например, в В1зде последовательно соединенных линейного резистора и полупроводникового стабилиЭатора, то возможно изменять характеристику предлагаемого устройства на отдельных ее участках. Если при таких нелинейных резисторах 11 подсоединены конденсаторы 15, то подзапирание вентилей у выпрямителей 10 возрастает.йолее интенсивно при малых токах в рабочих обмотках магнитного усилителя. Если подмагничиваквдие обмотки 14 подсоединены через переключакмдие блоки 18 параллельно полупроводниковым стабилитронам в составе нелинейных резисторов 11, то положительная обратная связь оказывает заметное влияние лишь при малых токах в рабочих о&, мотках магнитного усилителя.

При необходимости можно первичные обмотки 8 и 9 .вольтодобавочного трансформатора 7 выполнить с небольшой разницей витков или добавить мгшовитковую первичную обмотку (например, в рассечку провода/ соединяющего общий зажим выпрямителей 10 и сетевой зажим 6) . Такие мероприятия, например, могут создавать подмагничивание вольтодобавочного трансформатора, повышающее его чувствительность вблизи нулевого значения суммарных ампервитков подмагничивания в магнитном усилителе, или изменять kapaKTepHCTHKy предлагаемого устройства на отдельных ее участках.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения, содержащий магнитный усилитель с обмотками подмагничийания и с двумя, включенньами параллельно рабочими обмотками, общая точка которых подключена к первой входной клемме, а свободные концы соединены с первыми выводами по переменному Току соответствующих выпрямителей, вторые выводы по переменному току которых объединены и подключены ко второй входной клемме, выходы выпрямителей по постоянному току через соответствующие кон-, денсаторы подключены к соответствующим первичным обмоткам трансформатора, два переменных резистора и вторичная обмотка трансформатора, отличающийся тем, что,

с целью стабилизации выходного напряжения, соответствующие обмотки подмагничивания через введенные переключающие блоки, состоящие из реле, обмотки которых подсоединены

через контакт реле направления, подключены к управляющим входам соответствующих переменных резисторов, причем одна из обмоток реле направления подключена к входным клеммам,

а другая - к зажимам вторичной обмотки трансформатора, которая через введенный первый режимный переключатель зашунтирована пропускающим фильтротл третьей гармоники, при зтом конденсаторы подключены к соответствуют

щим первичным обмотк ам трансформатора через введенные второй и третий. ; режимный переключатель соответственно.

: . Источники информации, прияныте во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 461475, кл. Н 02 М 5/16, 1975.