Устройство для получения регулируемогоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/45 G05F1/46 H02M7/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть использовано в качестве устройства для получения регулируемого напряжения.

Известны устройства регулиоовання напряжения flj .

Основными недостатками таких устройств являются мягкая внешняя хаоактеристика, низкие экономические показатели и узкая область их применения.,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для получения регулируемого напряжения, выполненное в виде мостовой схемы, два одних смежных плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения нагрузки включена -последовательно с одной из диагоналей моста 12.

Однако регулирование выходного напряжения от удвоенного до нулевого состоит в постепенном выводе устройства из действия. Начиная с угла регулирования тиристором t 90, когда возникает заметное изменение выходного напряжения, конденсатор, имеющий общий, вывод с тиристором, при закрытом состоянии тиристора успевает полностью разрядиться на сопротивление нагрузки и получить заряд противоположного знака, который после открытия ти эистора нерационально расходуется на ток в цепи источника помимо сопротивления нагрузки. Вследствие этого во всем диапазоне (от удвоенного выходного напряжения до нулевого) постепенно увеличивается пулзслция выходного напряжения, уменьшается жесткость внешней характеристики устройства. Уменьшается КПД, входное сопротивление устройства из активно-емкостного становится активноиндуктивным. В диапазоне изменения выходного напряжения от. 100 до 33... 25% указанные недостатки делают известное устройство практически непригодным.

Цель изобретения - повышение жесткости внешней характеристики и улучшение энергетических по азятепей, а также сасширение области использования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения регулируемого напряжения, вьтолпенным в виде мостовой схемы, два одних смежных плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста, параллельно конденсатору, обкладка которого подключена к управля емому вентилю, подключен дополните лы но введенный вентиль, соединенный с управляемым вентилем одноименными силовыми электроцсши. Кроме того, при регулировании наг рузки переменного тока цепь для подсоединения нагрузки включена последо вательно с диагональю переменного то ка мостовой; схемы, а в диагональ пос тоянного тока, включен дополнительно введенный балластный элемент сопроти ления. На чертеже изображена принципиаль ная схема предлагаемого устройства в первой модификации исполнения. Устройство содержит мостовую схему, два смежных плеча которой состав ляют конденсаторы 1 и 2, а два други смежных плеча - вентиль 3 и управляемый вентиль 4, Параллельно конденсатору 2, имеющему общий вывод с управляемым вентилем 4, подсоединен дополнительный вентиль 5,имеющий одноименный с управляемым вентилем электрод в общем выводе. К выводам второй пары подсоединено сопротивление 6 нагрузки. Если очень мало внут реннее активное сопротивление мощного источника переменного напряжения, то, с целью ограничения толчков зарядных токов через конденсаторы, меж ду сетью и одним из выводов первой пары подсоединяют балластный резистор 7. В этом варианте устройство работает следующим образом. Когда угол управления oL 0 , тиристор 4 полностью открыт, и предлагаемое устройство (как и известное) работает аналогично удвоителю выпрямленного напряжения. Когда же угол управления , тиристор 4 закрыт, а устройство действует как однополупериодный выпрямитель, у которого параллельно сопротивлению 6 подключен конденсатор 1. Конденсатор 2 при этом выведен из действия дополлительным вентилем 5. Таким образом, напряжение на сопротивлении 6 нагрузки в процессе регулирования изменяется от двухкратного до однократного. В промежуточных режимах, когла угол управления Q° d- 180°, дополнительный вентиль 5 предотвращает возникновение на конденсаторе 2 заряда противоположного знака, чем улучшает энергетические показатели данного устройства по сравнению с.известным. При ,4, (где г - сопротивление 6; ОУ - условная частота напряжения сети; емкость одного конденсатора) и при изменении выходного напряжения от двухкратного (1,27 Е) до однократного (0,74 Е) результаты сравнительных экспериментальных исследований сведены в таблицу. В таблице приняты обозначения: PVJ - пульсация выходного напряжения в процентах; -дид- диапазон изменения выходного напряжения при одинаковом изменений сопротивления нагрузки КПД - коэффициент полезного действия Ч - фазовый угол входного сопротивления устройства. В таблице в числителе указаны данные предлагаемого устройства, а в знаменателе - известного устройства. Дополнительно следует учесть, что при выходном напряжении 1,1 известного и 1,07 Е у предлагаемого устройств соответственно Р.,40% и ,8%, AUd 0,636E. ,555Ет, , и 0,835 , угол If 4 в обоих случаях (индуктивный характер).

Результаты экспериментов показывают, что в процессе регулирования выходного напряжения от двухкратного до однократного показатели предлагаемого устройства по сравнению с известным улучшаются: пульсация выходного напряжения становится меньше, жесткость внешней характеристики увеличивается вдвое, КПД становится больше, выходное сопротивление остается активно-емкостным, тогла как у. известного оно становится активно-индуктивнь1М, что ухудшает коэффициент мощности (с учетом другой обычной нагрузки электрической сети).

Во второй модификации, когда сопротивление 6 является балластным