Регулятор переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H03K17/567 

(54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротех нике, в частности к регулированию напряжения при ПОМО1ЦИ вольтодобавочных трансформаторов, в частности, для целей стабилизации напряжения в городских сетях 220/380 В, осветительных устаиовках и т. д. Известно устройство для регулирова ния переменного напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов, содержащее автотрансформатор с отпайками, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к среднему вьшоду и подвижному контакту автотрансформатора. Устройство позволяет построить рациональную схему регулятора,, просто организовать реверс выходного напряжения, сократить количество контактов }. Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная присутствием электромеханических устройств коммутации отпаек, наличием дуги и перенапряжений при разрыве 1ервичной обмотки вольтодобавочного ,рансформатора, Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности регулятор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор, подключенный к шинам переменного напряжения, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с нагрузкой к шинам переменного напряжения, N диодных мостов, N ко№ утирукищх тиристоров, конденсатор и блок управления, подключенный к ключевым элементам, причем магнитная система вольтодобавочного трансформатора выполнена в виде магнитообъемной конструкции 2. Недостатком известного устройства является то, что токовые перегрузки тиристоров снижают надежность действия устройства регулирования. Кроме того, устройство требует непрерывного управления тиристорами в нормальном режиме и достаточно сложного алгоритма переключения или с фиксацией нуля тока, или переключения через короткое замыкание, что снижает надежность регулировки. Цель изобретения - повьшеиие надеж ности регулировки. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор переменного напряжени содержащий автотрансформатор, подклю ценный к шинам переменного напряжения вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последоват ельно с нагрузкой к шинам переменн(го напряжения, N диодных мостов, N коммутирующих тиристоров, конденсаторы, резистор и блок управления, введены N импульсных трансформаторов, N дополнительных тиристоров и дополнительный диодный мост, одна диагональ которого соединена с шинами переменного напряжения, а вторая через резистор подключена к первому конденсатору, одна обкладка которого соединена с катодами всех N дополнительных тиристоров, а вторая - с первыми выводами вторичных обмоток всех импульсных трансформаторов, вторые выводы этих обмоток подключены соответственно к анодам дополнительных тиристоров, а первичная обмотка каждого импульсного Трансформатора через один из тиристоров подключена к первой диагонали соответствующего диодного моста, вторая диагональ которого соединена с соответствующим выводом обмотки автотрансформатора и с од ним концом вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенным через второй конденсатор с общей шиной, причем второй конец вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора соединен со средней точкой обмотки автотрансформатора, а катоды и управляющие электроды коммутирующих и дополнительных тиристоров подключены к выходам блока управления. На чертеже приведена электрическая схема устройства. Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор 1, вторичная обмотка котороговключена последовательно с нагрузкой 2, автотрансформатор 3, который может иметь произвольное число отводов (в данном случае показано пять отводов, позволяющих реализовать на нагрузке часто на прак применяемые Тике две положительные и две отрицательные добавки выходного напряжения; Устройство содержит также диодные мое 94 ты 4-8, коммутирующие тиристоры 9-13, последовательно с которыми включены вторичные обмотки импульсных трансформаторов 14-18. Первичные обмотки импульсных трансформаторов 14-18 соединены с -дополнительными тиристорами 19-23. Первичные обмотки импульсных трансформаторов 14-18 и катоды дополнительных тиристоров 19-23 соединены между собой и подключены к первому конденсатору 24, который заряжается от источника заряда, включающего в. себя дополнительный диодный мост 25 и резистор 26. Один конец первичной, обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединен через второй конденсатор 27 с общей шиной, а управляющие электроды коммутирующих тиристоров 9-13 и дополнительных тиристоров 9-23 подключены к выходам блока28 управления. Устройство работает следующим образом , В нормальном режиме вольтодобавочный трансформатор 1 подключен к среднему выводу автотрансформатора 3 и одному из отводов. При этом тиристор 9 включен, остальные тиристоры 10--13 и 19-23 отключены. Конденсатор 24 заряжен источником подзаряда полярностью. Конденсатор 27 при этом включен параллельно сети. При нормальной работе блок 28 управления не подает команду на тиристор 9, так как он включен в контуре постоянного тока моста 4, а непрерывность тока, протекающего через тиристор 9, обеспечивается индуктивностью вторичной обмотки импульсного трансформатора 14, Для осуществления перехода на любой из отводов, блок 28управления подает импульс на дополнительный тиристор 19. Конденсатор 24, разряжаясь через первичную обмотку вспомогательного трансформатора 14 и тиристор 19, наводит импульс во вторичной обмотке импульсного трансформатора 14, приводит к гашениютиристора 9. При этом первичная обмотка трансформатора 1 не отключается от сети, а оказывается подключенной к сети через конденсатор 27. Затем блок управления подает одиночный на любой из тиристонапример 10, при этом тиристор ров, 10 10 включается и подключает отвод, свяСзанный с мостом 5, Конденсатор 27 оказывается подключенным параллельно части витков автотрансформатора 3. Заряд ное устройство из моста 25 и резистора 26 переполюсовьгаает конденсатор 24 до нужной полярности, подготавливая схему к очередной коммутации. При включении тиристораI1 осуществляется нулевая добавка,, при включении тиристоров 12 и 13 - реверсная добавка. При повреждении в сети, например коротком замыкании нагрузки 2, блок управления включает дополнительный тиристор той ступени, на которой нахо дится регулятор. При осуществляется гашение одного из тиристоров 913, подключенного к сети в момент аварии. Блок 28 управления не включает при этом ни один из тиристоров 913. Первичная обмотка трансформатора 1 оказывается при этом подключенной к сети через конденсатор 27, а по тиристорам не проходит аварийный ток, Тиристор, находившийся под током в момент аварии, не пропускает также и первой ударной волны тока к.з., так как принудительно гасится напряжением, возниканяцим на вторичной обмотке соответствующего импульсного трансформатора. Таким образом, тиристоры 9-13 выбираются только по номинальному току, дополнительные тиристоры 1923 рассчитаны на кратковременную работу. Питание цепей управления регуляторов с тиристорной коммутацией должно осуществляться от источника, питающего нагрузку. В этом приходит ся в режиме включения регулятора до времени выхода на режим системы управ ления применять меры защиты от перенапряжений на первичных обмотках воль тодобавочного трансформатора, отключенных на этом интервале от сети. В предлагаемом регуляторе этот режим отсутствует, тАк как первичная обмотка трансформатора 1 имеет замкнутый через конденсатор контур. J Кроме того, при отказе системы управления не должно нарушаться электро снабжения потребителей. Это достигается за счет того, что в случае отказа блока управления предлагаемый регулятор питается от отвода, на котором он находится до отказа блока управления. Это реализуется за счет непрерывности тока в тиристорах 9-13. Величина емкости конденсатора 27 может выбираться или по соображениям минимальных перенапряжений на первичной обмотке вольтодобавочного транс96форматора при отключении регулятора от сети или, если в этом необходимость, выполнять также функцию компенсации реактивной мощности. Б последнем случае конденсатор выдает реактивную мощность пропорционально квадрату напряжения, снимаемого с соответствующего отвода отпайки автотрансформатора. Таким образом, регулятор надежно действует как в аварийных, так и в нормальных режимах работы сети. Формула изобретения Регулятор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор, подключенный к шинам переменного напряжения, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с нагрузкой к пшнам переменного напряжения, f диодных мостов, N коммутирующих тиристоров, конденсаторы, резистор и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности регулировки, в него введены N импульсных трансформатЬров, N дополнительных тиристоров и дополнительный диодный мост, одна диагональ которого соединена с шинами переменного напряжения, а вторая через резистор подключена к первому конденсатору, одна обкладка которого соединена с катодами всех N дополнительных тиристоров, а вторая- с выводами вторичных обмоток всех импульсных трансформаторов, вторые вьюоды этих обмоток подключены соответственно к анодам дополнительных тиристоров, а Первичная обмотка каждого 1шпульсного трансформатора через один из тиристоров подключена к первой диагона ш соответствующего диодного моста, вторая диагональ которого соединена с соответствующим выводом обмотки автотрансформатора и с одним концом вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенным через второй конденсатор с общей шиной, причем второй конец вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора соединен со Средней точкой обмотки автотрансформатора, а катоща и управлякмцие электроды коммутирующих и дополнительных тиристоров подключены к выходам блока управления. Источники информации, принятые во при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 5J5221, кл. Н 03 К 17/56, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 603123, кл, Н 03 К 17/56, 30.12.75.

-if