Устройство для регулирования переменногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в стабилизированных источниках питания радиоэлектронных устройств.

Известны устройства для регулирования напряжения трансформаторов, в которых изменение коэффициента трансформации осуществляется с помощью управляемых вентилей, а при плавном регулировании напряжения используют последовательно соединенные первичную и регулировочную обмотки, встречно-параллельные вентили с выводом для подключения к сети и реактор, один конец которого подключен к сети, а другой - к концу регулировочной обмотки, причем второй вывод встречно-па раллельных вентилей подсоединен к общей точке первичной и регулировочной обмоток

1.2.

Однако такие устройства имеют малый диапазон регулирования напряжения, ограниченный потерями в реакторе и его мощностью.

Прототипом данного устройства является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор, силовая обмотка которого выполнена в виде последовательно соединенных основной и регулировочной секции, отводы и общий

вывод которых соответственно через управляемые ключи и конденсатор соединены с одним из входных выводов устройства 3. Недостатком такого устройства является

незначительный диапазон регулирования напряжения и реактивной мощности, а также значительная величина токов короткого замыкания.

Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования напряжения и реактивной мощности, а также повышение надежности устройства в работе.

Это достигается тем, что в указанном устройстве для регулирования переменного

напряжения крайний и общий выводы регулировочной секции соединены между собой через цепочку, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и дополнительно введенных двух управляемых

ключей и реактора, а средняя точка соединения этой цепочки подключена к указанному входному выводу устройства.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже, где 1 - трансформатор; 2 и 3 - основная и регулировочная секции трансформатора 1; 4, 5, 6 - соответственно общий, средний и крайний выводы регулировочной секции 3; 7 - реактор; 8, 9, 10 - управляемые ключи; 11 - конденсатор; 12 - вторичная обмотка трансформатора 1; 13, 14 и 15, 16 - соответственно входные и выходные выводы устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном установившемся режиме схема настраивается таким образом, что при полностью открытых ключах 8 и 10 и полностью закрытых ключах 9 вторичная обмотка 12 трансформатора 1 имеет заданную величину напряжения при соответствующих значениях нагрузки и напряжения питающей сети на входных выводах 13 и 14.

При этом напряжение питающей сети подводится к выводу 5 регулировочной секдии 3, а реактор 7 оказывается подключенным параллельно крайнему 6 и среднему 5 выводам регулировочной секции 3. С увеличением нагрузки либо при понижении напряжения питающей сети ключ 8 закрывают, а ключ 9 открывают, и конденсатор 11 включается параллельно среднему 5 и общему 4 выводам регулировочной секции 3, компенсируя часть возросшей реактивной .мощности.

Дальнейшее плавное регулирование выходного напряжения на выходных выводах 15 и 16 при увеличении нагрузки или уменьшении питающего напряжения осуществляется постепенным уменьшением угла включения ключа 10 так, что конденсатор 11 оказывается включенным последовательно при полностью закрытом ключе 10.

При этом выходное напряжение возрастает не только за счет изменения коэффициента трансформации, но и благодаря увеличивающейся компенсации индуктивного сопротивления питающей сети.

В случае уменьшения нагрузки либо повышения напряжения питающей сети ключ 9 закрывают, а ключ 8 открывают, и реактор 7 снова подключается параллельно крайнему 6 и среднему 5 выводам регулировочной секции 3 через открытый ключ 10, обеспечивая добавку реактивной мощности индуктивного характера.

При дальнейшем понижении нагрузки или увеличении напряжения питающей сети плавное регулирование выходного напряжения также осуо;ествляется уменьшением угла включения ключа 10 так, что при полностью закрытом ключе 10 реактор 7 оказывается включенным последовательно с регулировочной секцией 3, а выходное напряжепие остается неизменным не только за счет увеличения коэффициента трансформации трансформатора, но и за счет дополнительного повышения падения напрялсения на реакторе 7.

Для исключения в процессе регулирования явления самовозбуждения и резонансных режимов работы на высших-гармониках управление ключом 10 при включенном конденсаторе 11 необходимо осуществлять в режиме искусственной коммутации, а при включенном реакторе 7 - в режиме естественной коммутации.

При возникновении короткого замыкания либо перегрузки трансформатора ключ 10 закрывается, а ключи 8 и 9 открываются, включая в цепь трансформатора контур из последовательно соединенных реактора и конденсатора, благодаря чему ток короткого замыкания резко ограничивается, что повышает надежность работы устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор, силовая обмотка которого выполнена в виде последовательно соединенных основной и регулировочной секций, отводы и общий вывод которых через управляемые ключ и конденсатор соответственно связаны с одним из входных выводов, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования напряжения и реактивной мощности, а также повышения надежности, крайний и общий выводы регу лировочной секции соединены между собой через цепочку, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и введенных дополнительных двух управляемых ключей и реактора, а средняя точка соединения этой цепочки подключена к указанному входному выводу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кондратьев В. В. и др. Регулирование напряжения в распределительных сетях 6- 10 кВ. «Электрические станции, № 2 1976, с. 85.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2652085/07, кл. Н 02J 3/18, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР № 599311, кл. Н 02J 3/18, 1976.