Широтно-импульсный регулятор переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02M5/257 H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и ьюжет быть использовано в регулирукх1 ей аппаратуре в цепях переменного тока.

Известно устройство для регулирования переменного тока, содержащее секционированный трансфо яиштор и тиристорные ключи из встречно-паралл льно включенных вентилей на вторичной стороне трансформатораС 11

Однако данный регулятор сложен по конструкции имеет большое количество тиристорных ключей, большие габариты и вес.

Наиболее близким к предлагаемому является широтно-импульсный регулятор, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры, включенные в цепь первичной обмотки силового Трансформатора, насыщающийся трансформатор с первичной обмоткой, включенной в цепь питающей сети, одна из выходных обмоток которой подключена к управляющему электроду одного из тиристдров, а другая через разделительный диод и выходной ключ - к управляющему электроду второго тиристора , параллельно второй выходной обмотке насыщающего трансформатора через разделительный диод подключен

выход регулируемого фазосдвигаювдего устройства, причем выходной импульс фазосдвигакяцего устройства подключает второй тиристор в начале каждого интервала включения с определенными фазовыми сдвигами 23.

Однако данный регулятор имеет присущую всем широтно-импульсным.регуляторс1м ступенчатую рабочую харак10теристику вследствие того, что напряжение на выходе . его. изменяется дискретно. Точки перехода с одного уровня напряжения на другой,, вертикальные участки рабочей хардктерис15тики, являются точками неустойчивого выходного напряжения, так как на выходе два равновозможных уровня напряжения, поэтому возможно колебание напряжения на выходе регулятора.

20

Цель изобретения - повышение устойчивости выходного напряжения, т.е. повышение надежности.

Пост,авленная цель достигается тем что в широтно-импульсный регулятор переменного тока, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристо-. ры, включенные в цепь первичной обмотки силового трансформатора, задающий генератор, генератор тактовых

3Q импульсов, соединенный с входом синхронизатора, введена цепь коррекции, включающая формирователи импуль сов, сулвиатор,триггер и корректирующий элемент, причем входы каждого из формирователей импульсов по ключены к соответствующим выходам задающего генератора и синхронизатора, а выход - к соответствующему вхо ду сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные триггер и корректирующий элемент к корректирующему входу задающего генератора. На фиг.1 даны диаграммы рабочих харак теристик регулятора; на фиг. 2 электрическая схема широтно-импульсного регулятора переменного тока, Широтно-импульсный регулятор переменного тока (фиг.2) содержит задающий генератор 1, генератор 2 тактовых имп/льсов, соединенный с синхронизатором 3, усилитель 4, связанный с тиристорными ключами 5, включенными в цепь первичной обмотки силового трансформатора 6, цепь коррекции, состоящую из формирователей 7 и 8- импульсов, соединечных с сумматором.9,который подключен к триггеру 10, и корректирующий элемент 11. В цепь генератора 1 входит переменный резистор 12. Логические элементы 13-19 входят в состав генераторов, синхронизатора и формирователей импульсов. Генератор 2 т ктовых импульсов содержит входную цепь 20-22.Устройство работает следующим образом. Импульсы с генератора 2 тактовых импульсов, синхронные с частотой сети, и управляющие импульсы с задаю щего генератора 1, заданные переменным резистором 12, подаются в синхронизатор 3, где происходит синхронизация импульсов зсдающего генератора с импульсами генератора 2 тактовых импульсов. Импульсы с выхода синхронизатора 3, усиленные усилителем 4, управляют тиристорными ключами 5, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке силового, трансформатора 6. С выхода эадающего генератора 1 и синхронизатора 3 сигналы подаются в цепь коррекции, где в формирователях 7 и 8 импульсов формируются короткие импульсы по заднему Фронту входных сигналов. Далее сформированные импульсы подаются в сумматор 9. С выхода сумматора импульсы подаются на триггер 10, который управляет корректирующим элементом 11, включенным в цепь задающего генератора. Увеличение выходного напряжения достигается уменьшением частоты задающего генератора 1 переменным резисто1ром 12, при этом совпадение задних фронтов импульсов на входе сумматора 9 означает прибликение рабочей точки регулятора к вертикальному участку рабочей характеристики (фиг.1). При этом на выходе сумматора 9 появляется сигнал. Триггер 10 срабатывает и с его выхода сигнал подается на корректирующий элемент 11, который изменяет коэффициент передачи задающего генератора 1, увеличивая при данном значении сопротивления резистора,12 частоту задающего генератора i и выводя регулятор из неустойчивого состояния (фиг.1 а, . При дальнейшем уменьшении частоты задающего генератора 1 переменным | езисторс 1 12 импульсы на входе сумматора 9 опять совпа- дают, триггер 10 срабатывает, снимая сигнал с корректирующего элемента 11. Коэффициент передачи задающего генератора 1 становится прежним, при этом частота его уменьщается, и регулятор переходит на новый уровень напряжения на выходе (фиг.1 а,б,с) .При увеличении частоты задающего генератора 1 переменным резистором 12 для уменьшения выходного напряжения рабочkя точка доходит до вертикального учартка характеристики (фиг.1 д,б). При этом импульсы на входе сумматора 9 совпадают и корректирующий элемент ,11 изменяет коэффициент передачи задакндего генератора 1, увеличивая его частоту (фиг.1 д,г,а). Напряжениена выходе регулятора уменьшается. Ширина аб .и бв (фиг.1) определяется шириной импульсов на выходе формирователя 8 импульсов, подключенного к выходу задающего генератора 1. Отсюда следует, что при приближении рабочей точки регулятора- к- вертикальному участку корректирующий элемент независимо от его состояния изменяет коэффициент передачи задающего генератора и выводит регулятор из неустойчивого состояния. Таким образом, введение в схему цепи коррекции исключило возможность колебания напряжения в неустойчивых точках, т.е. позволило повысить устойчивость выходного напряжения. Формула изобретения Широтно-импульсный регулятор переменного тока, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры, включенные в цепь первичной обмотки силового трансформатора, задающий генератор, генератор тактовых импульсов, соединенный с входом синхронизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введена цепь коррекции, включающая формирователи импульсов, сумматор, триггер и корректирующий элемент, причем входы каждого из формирователей импульсов подключены к соответств щим выходам задающего Генератора и синхронизатора, а выход г к соответствующему входу сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные триггер и корректирующий элемент к корректирующему входу задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР . 318923, кл. G 05F 1/22, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 363985, кл. Н 02 Р 13/16, 1970,

VLф т

/зе

Фив.1 ° т« .2 1 1