Способ регулирования переменногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/24 H02P13/16 

1

изооретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в тиристорных устройствах, осуществляющих импульс-нОе регулирование напряжения на первичной стороне трансформатора.

Известны способы регулисования переменного напряжения 1 и 2 .

Наиболее близкий к предлагаемому способ регулирования переменного напряжения путем изменения скважности импульсной модуляции питающего напряжения с помощью ключевых элементов и системы управления C2j.

К недостаткам известного способа относится возможность токовых перегрузок регулирующих элементов, связанных с насыщением трансформатора при изменении скважности модуляции на их первичной стороне, и как следствие этого - снижение надежности регулирующих устройств и излишние запасы по мощности используемых элементов .

Цель изобретения - повышение надежности и коэффициента использоваиия ключевьос элементов по току.

Поставленная цель достигается тем, что величину из менения скважности модуляции за период питающего напряжения ограничивают по максимуму и выбирают не более наперед заданной ее величины путем ограничения по максимуму величины изменения управлянщего сигнала за тот же период.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы, поясняющие процесс модуляции7 на фиг. 2 - блок-схема устройства,

10 реализунвдего предлагаемый способ.

А - форма кривой питаквдего напряжения;

Б - форма кривой модуляционной функции )15

в - форма кривой напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Предлагаемое устройство содержит ключевой элемент 1, трансформатор 2,,

20 нагрузку 4, блок 4 формирования управляющих импульсов, фазосдвигающий блок 5, блок 6 ограничения по максимуму величины изменения фазы управляклцих импульсов, входные выводы 7

25 и 8 устройства.

В качестве примера рассмотрим реализацию предлагаемого способа в однофазном трансформаторно-тиристорном регуляторе переме|1ного напряжения при включении ключевых элементов

а первичной стороне трансформатора (фиг.2) .

Для регулирования величины выходного напряжения на нагрузке 3, итайщее . напряжение, поданное на ходные выводы 7 и 8 устройства модуируется ключевым элементом 1 в соответствии С модуляционной функцией. При этом форма кривой напряжения на первичной обмотке трансформатора 2 будет иметь вид (фиг.1,В).

До момента времени модуляционная функция имеет коэффициент скважностиY

IjT

Ч

и с момента времени 1)

not 2tjj

где Т - период пихающего напряжения;

t. , t. - длительность управляю щих импульсов, на отрезках времени V , 1f соответственно. Необходимость изменить или стабилизировать величину выходного напряжения и тока приводит к изменению коэффициента скважности К, которое может оказаться значительным даже за период питаквдего напряжения.

Как известно, величина максимальной индукции магнитного поля в сердечнике трансформатора при регулировании на первичной стороне трансформатора зависит от скважности модуляции или соответствукхцёго ей среднего за. полупериод напрязкения, прикладываемого к первичной обмотке трансформатора 2, причем максимум индукции достигается в конце каждого полупериода питающего напряжения.

Изменение коэффициента скважности К в момент времени приведет к значительному возрастанию напряжения, прикладываемого к первичной обмотке трансформатора 2 в полупериод следующий за моментом времени , а так как перемагничивание сердечника трансформатора в этот полупериод будет происходить с небольшой начальной индукцией, то в момент времени V трансформатор может войти в глубокое насыщение, что приведет к значительному увеличению первичного тока.

Ограничив величину изменения скважности модуляции за период питающей сети путем ограничения величины изменения фазы управляющих импульсов , поступающих на ключевой элемент 1, можно исключить возможность 5 насыщения трансформатора 2.

Величина изменения фазы управляющих импульсов в свою очередь определяется характером изменения управляющего сигнала, воздействуклцего на фа0 зосдвигающий блок 5.

Таким образом, ограничив-по максимуму величину изменения управляющего сигнсша с помощью блока ограничения 6, можно ограничить по максимуму величину изменения скважности . модуляции, а следовательно и повысить надежность устройства и коэффициент использования ключевых элементов по току.

Q При этом блок ограничения 6 может быть выполнен в виде интегрирующей RС-цепи с некоторой постоянной вре.мени t ,подобранной для каждого конкретного случая экспериментально, либо задаваемой обратной связью.

Формула изобретения

Способ регулирования переменного

напряжения путем изменения скважности импульсной модуляции питающего напряжения с помощью ключевых элементов и системы управления, отличающийся тем, что, с целью

повышения надежности и коэффициента использования регулирующих элементов по току, величину изменения скважности модуляции за период питающего напряжения ограничивают по

максимуму и выбирают не более наперед заданной ее величины путем ограничения по максимуму величины изменения управляющего сигнала за тот же период.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Ситник Н.х. Силовая полупериодная техника. М. , Э.нергия, 1968,

с. 162-165.

2.Гельман М.В., Лохов С.П. Тиристорные регуляторы переменного напряжения, М., Энергия, 1975,

с. 4-10.

ttrz

(irr