Стабилизатор переменного напряжения дискретного действия Советский патент 1982 года по МПК G05F1/14 

Изобретение относится к электротехнике .-и, в частности, может быть использовано в источниках питания электрорадиоаппара уры для регулирования и стабилизации переменного напряжения без искажения его формы.

Известны стабилизаторы переменного .напряжения дискретного действия, содержащие автотрансформатор с отводами, в одном из которых переключением силовых ключей по командам измерительного органа выходного напряжения достигают необходимого коэффициента трансформации, а с ним и требуемого напряжения на выходе автотрансформатора и на нагрузке .,

Недостатки схем стабилизаторов переменного тока заКлючгцотся в том, что в одних схемах регулирование напряжения и его стабилизация осуществляются с искажением формы напря.чсения, в других - стабилизация выходного напряжения занимает несколько периодов частоты сетевого напряжения и поэтому резкие броски сетевого напряжения передаются к нагрузке.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее

автотрансформатор, формирователь импульсов, первый измерительный орган , элемент Определения момента перехода тока через нуль, трансформатор тока, одним выводом первичной обмотки подключенный к входной клемме, вторым - к общей шине подсоединения одних электродов силовых ключей, другие электроды которых

10 подсоединены к отводам автотрансформатора, а управляющие электроды связнны с выходами формирователя импульсов, выход трансформатора тока подключен через элемент определения

15 момента перехода тока через нуль к управляющему входу формирователя импульсов 2.

Недостатком такого устройства является низкое быстродействие ,

20 обусловленное заложенным в схеме алгоритмом работы, т.е. необходимостью перебора всех возможных состояний схемл от исходного выходного напряжения и до его номинального значения. Это

25 приводит к значительному перерегулированию и, по заложенному в стабилизаторе алгоритму работы, устраняется медленно мгипыми ступенями за каждый период напряжения сети, поэтому время обработки возмущений сети в пределах, допустимых в промышленных энергосистемах 198-242 В, заним ет до 10 периодов сетевого напряжения,. Цель изобретения - повышение быс родействия и снижение динамической погрешности стабилизации. Поставленнсш цель достигается те что в стабилизатор переменного напр жения дискретного действия введены элемент определения момента максиму ма напряжения, регистр записи ампли тудного значения напряжения сети,второй измерительный орган, элемент определения момента максимума тока, преобразователь кодов, причем входы; первого измерительного органа и элемента определения максимума напряжения подключены к входной клемме, а выходы.первого измерительного органа соединены с информационными входами регистра записи амплитудного значения напряжения сети, выход элемента определения момента максимума напряжения связан со: входом управления регистра записи амплитудного значения напряжения сети, выходы которого подсоединены к первой группе входов преобразователя кодов, вхо ды второго измерительного органа и элемента определения максимума тока подключены к выходу трансформатора тока, второй измерительный орган выходами подключен к информационным входам регистра записи амплитудного значения тока, входом соединенного с выходом элемента определения максимума тока, а выходом - со второй группой входов преобразователя кодов, выходом связанного с информационными входами формирователя импульсов., при этом выход .автотрансформатора соединен с выходной клем.мой. На чертеже показана структурная схема стабилизатора переменного напряжения дискретного действия. Стабилизатор состоит из силового траста, в состав которого входят трансформатор тока 1, силовые ключи 2, автотрансформатор с отводами 3, ;. из канала автоматического регулиро вания выходным напряжением по напряжению сети, в который входит первый измерительный орган 4, элемент определения момента максимума напряжения 5, регистр записи амплитудного значения напряжения сети б, из канала автоматического регулирования выходным напряжением по току нагрузки, состоящего из второго измеритель ного органа 7, элемента определения максимума тока 8, регистра записи амплитудного значения тока 9, из каналг( управления силовыми ключами 2, котсфый эакелкает контур автоматического регулирования ив который входя преобразователь кодов 10 и формирр-, ватель импульсов 11, элемента определения момента перехода тока через нуль 12. Стабилизатор работает следующим образом. Переменное напряжение сети через трансформатор тока 1 подведено к силовым ключам 2. В исходном состоянии формирователь импульсов 11, а с ним и силовые ключи 2 заперты и напряжение на выходе стабилизатора отсутствует. Первый измерительный орган .4 многократно за период сетевого напряжения измеряет сетевое напряжение и преобразует его в код, который в момент достижения мгновенным напряжением максимального значения записывается в регистр записи амплитудного значения напряжения сети 6 и подводится к первой группе входов преобразователя кодов 10. На вторую группу его входов подан нулевой код, соответствующий нулю тока в нагрузке . Код полученный на выходе преобразователя кодов 10, подводится к информационным входам формирователя импульсов 11 и вызывает включение силовых ключей только при наличии сигнеша Н9управляющем входе формирователя импульсов 11. Этот сигнал появляется в момент перехода тока через нуль и подается со схемы определения момента перехода тока через нуль 12, вход которой подключен к трансформатору тока 1. Так как при запертых : силовых ключах 2 в первичной обмотке трансформатора тока ток отсутствует, то управляюир й сигнал на формирователь импульсов 11 подается непрерывно, а включение силовых ключей 2 происходит лишь в момент, когда амсплитуда сетевого напряжения записана в регистре записи амплитудного значения напряжения сети б и соответствующий код подан на информационный вход формирователя импульсов 11. На выходе стабилизатс)ра устанавливается напряжение, которое на холостом ходу было бы равно номинальному, но из-за реальной нагрузки оно ниже. При этом через трансформатор тока щ с текает ток,и код, соответствующий амплитуде которого, записывается- в регистре записи амплитудного значения тока 9 в момент подачи сигнала разрешения записи с элемента определения момента максимума тока 8. Второй измерительный орган 7 многократно изкю| яет мгновенное значение тока нагрузки, но записывается в регистр записи амплитуднбго значения7 roKa 9 только код амплитуды тока. На первой и второй группах входов преобразователя кодов существуют коды отличные от логических нулей: первый код, соответствующий амплитуде сетевого напряжения, второй - амп лйтуде тока нагрузки. Преобразователь кодов 10 кбрректирует основной код - первый код (амплитуды сетевого напряжения , вспомогательным ко дом - вторым кодом (амплитуды тока нагрузки) и на информационные входы формирователя импульсов 11 подается исправленный код7 учитывающий как ве личину сетевого напряжения так и ток нагрузки. Так как измерение амплитуд тока и напряжение произведено за четверть периода синусоиды, то с при ходом на управляющий вход формирователя импульсов 11 разрешающего сиг нала в момент прохождения тока через нуль происходит передача сигналов запуска силовых ключей и на выходе стабилизатора устанавливается номинальное значение напряжения. Это повторяется каждый полупериод напрн 1жения сети. В стабилизаторе переменного напря жения регулирование производится каж дый Полупериод. Алгоритм работы еледующий: измерение сетевого напряжения; определение амплитудного значения сетевого напряжения: измерение т ка нагрузки; корректирование кода сетевого напряжения кодом тока нагрузкиу выявление момента (в предал ах полупериода ) перехода трока через нуль; ксаимутация силовых ключей в момент перехода тока .через нуль.X Таким.образом, данное изобретени позволяет повысить быстродействие .и снизить динамические погрешности стабилизации. Формула изобретения . Стабилизатор переменного напряжения дискретного .действия, содержаа5Ий автотрансформатор, -формирователь импульсов, первый измерительный орган, элеме.нт определения момента перехода тока через нуль, трансформатор тока, одним выводом первичной обмотки подключенный к входной клемме, вторым - к общей шине подсоединения одних электродов силовых ключей, другие электрода которых подсое динены к отводам автотрансформатора а управляющие электроды связаны с выходами формирователя импульсов. выход трансформатора тока подключен через элемент определения момента перехода тока через нуль к управляющему входу формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения динамической погрешности . стабилизации, в него введены элемент определения момента максимума напряжения, регистр записи амплитудного значения напряжения сети, второй измерительный орган, элемент определения момента максимума тока, ре«-гистр записи амплитудного значения токи, преобразователь кодов, причем входы первого измерительного органа и элемента определения максимума напряжения подключены к входной клемме, а выходы первого измерительного органа соединены с Информационными входами регистра записи амп литудного значения напряжения сети, выход элемента определения момента максимума напряжения связан со. входом управления регистра записи амплитудного значения напряжения сети, выходы которого подсоединены к первой группе входов преобразователя кодов, входы второго измерительного органа и элемента определения максимума тока подключены к выходу трансформатора тока, второй измерительный орган выходами подключен к информационным входам регистра записи амплитудного значения тока, входом соединенного с выходом элемента определения максимума тока , а выходом со второй группой входов преобразователя кодов, выходом связанного с информационными входами формирователя импульсов, при этом выход автотрансформатора соединен с выгодной клеммой. Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе 1. миловзоров и др. Стабилизатор напряжения переменного тока с дискретным управлением. - Обмен опытом в радиопрЬкЕлиленности, 1971, №11. 2. Разработка методов построения многофункциональных преобразователей переменного напряжения с высоким качеством выходной энергии. -Технический отсчет по теме Дельта. Институт электродинамики АН УССР, № госре-: гистрации 76080805, Киев, 1979, ; с. 101-122.