Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F3/06 

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано, например, при разработке вторичных источников электропитания.

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган, представляющий собой трансформатор (автотрансформатор) с подмагничиваемым шунтом, на котором расположена обмотка управления, блок управления , подключенный своими входами к выходным зажимам устройства, причем выход блока управления соединен с выводами обмотки управления П.

Недостатком известного стабилизатора являются большие масса и габариты устройства, что вызвано избыточным расходом активных материалов (меди и стали) в регулирующем органе.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор, содержащий регулирующий орган, выполненный на трансформаторе с первичной, вторичной обмотками и обмоткой управления, первичная обмотка одним выводом подключена к одной клемме для подключения источника питания, вторичная обмотка соединена с клеммами для подключения наг рузки, а обмотка управления подключена к ключевому элементу, управляю10щий вывод которого соединен с выходом блока управления 23.

Недостатками этого устройства являются повышенные нелинейные искажеS ния выходного напряжения и массогабаритные показатели.

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений и массогабаритных показателей.

20

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напряжения трансформатор выполнен на OflHOM трехстержневом магнитопроводе. 39 на первом стержне которого размещена первичная обмотка, другой вывод кото рой соединен с другой клеммой для подключения источника питания, на втором стержне - вторичная обмотка, соединенная с входом блока управления , а на третьем стержне - обмотка управления. На чертеже приведена схема стабил затора.. Регулирующий орган устройства выполнен в виде трансформатора (автотрансформатора) 1 с трехстержневым магнитопроводом 2. Первичная обмотка 3 трансформатора подключена к клеммам для подключения источника пита ния, а вторичная обмотка соединен с выходными клеммами, на третьем стержне, магнитопровода, являющемся м нитным шунтом, расположена обмотка управления 5, выводы которой соединены через управляемый ключевой элемент 6. Управляющий вход ключевого элемента 6 соединен с выходом блока 7 управления. Входы блока управления подключены к выходным клеммам устройства. Устройство работает следующим образом. На входные клеммы устройства подается переменное напряжение, в результате чего первичная обмотка создает м.д.с. и в сердечнике трансформатора проводится намагничивающий поток Ф-. При разомкнутом ключевом элементе часть намагничивающего потока Фд замыкается через сердечник трансформатора, а часть Ф замыкается через магнитный шунт, причем Фд Фр + Ф. Таким образом во вторич ной обмотке, подключенной к нагрузKie, наводится ЭДС Е, которая может быть исчислена на следующей формуле известной из электромагнитной техники:Е 4 Крш fФ;, , где Kg- коэффициент формы напряжения (для синусоидального напряжения Kg 1,11); ui- число витков вторичной обмотки;f - частота входного напряжения Работа устройства основана на ма1 нитной коммутации намагничивающего .потока Фр , осуществляемой с помощью обмотки управления. При замыкании управляемого ключевого элемента обмо ка управления замыкается накоротко. в результате чего цепь магнитного шунта разрывается по потоку и Фд-Ф,, т.е. увеличивается поток, который замыкается через сердечник трансформатора, и в соответствии с вышезаписанной формулой увеличивается напряжение на нагрузке. Управление моментами замыкания и размыкания ключевого элемента производится с помощью блока управления. Этот блок вырабатывает управляющие сигналы е зависимости от отклонений выходного напряжения от заданного значения таким образом, чтобы скомпенсировать эти отклонения. В данном устройстве регулирование (стабилизация) напряжения осуществляется путем управления элементами, которые находятся в цепях, не связанных с электрической цепью тока сети или нагрузки. Отмеченная особенность является положительной чертой устройства рассматриваемого класса . В то же время данное исполнение устройства позволяет уменьшить массу и габариты известных устройств за счет сокращения расхода активных материалов (меди и стали), так как в устройстве не требуется использовать целый дополнительный сердечник, рассчитанный на 20%-ное изменение основного потока, а только часть такого сердечника - магнитный шунт по отношению к основному сердечнику. При этом вес-магнитного шунта меньше веса дополнительного сердечника более чем на 1/4, т.е. составляет примерно 12-15 от веса обычного однофазного трансформатора. Таким образом, общий вес предлагаемого устройства составляет 112-115% по сравнению с обычным.однофазным трансформатором против120 в известном устройстве. Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган, выполненный на трансформаторе с первичной, вторичной обмотками и обмоткой управления, первичная обмотка одним выводом подключена к одной клемме для подключения источника питания, вторичная обмотка соединена с клеммами для подключения нагрузки, а обмотка управления подключена к ключевому элементу, управляющий вывод которого соединен с выходом блока управления, отли чающийс я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений и массогабаритных показателей, трансформатор выпол нен на одном трехстержневом магнитопроводе, на первом стержне которого размещена первичная обмотка, другой вывод которой соединен с другой клеммой для подключения источника пи тания, на втором Стержне - вторичная обмотка, соединенная с входом блока управления, а на третьем стержне обмотка управления. g « Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Троицкий В. А., Белый Н. Г. Системы плавно регулируемых трансформаторов для замены регуляторов с короткозамкнутой обмоткой.- Тезисы докладов Всесоюзн. научн. -техн. конф. Современные задачи преобразовательной техники, Ч. 5, Киев, 1975. 2,Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 F 3/06,