Стабилизатор переменного напряжения

 

В. К. Елисеев, С. Г. Смирнова, В. С. ФивийбЪв . и- А,, Т. Хрузин с (22) Авторы изобретения (21) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к -электротехнике, а именно к мощным источникам питания электропотребителей переменного тока, в частности к таким источникам, от которых требуется бесперебойное снабжение электроэнергией потребителей и может быть использовано в тех устройствах, где требуется надежное снабжение электроэнергией аппаратуры, критичной к завышению напряжений.

Известен стабилизатор переменного напряжения, в котором используется система регулирования электрических и магнитных величин с полупроводниковыми приборами. Стабилизатор состоит из основного линейного и дополнительного линейного дросселей, конденЬ сатора и двух тиристорных ключей, служащий для регулирования индуктивностей дросселей; т.е. выходного напряжения устройства (1).

Недостатком такого стабилизатора является то, что он не обеспечивает бесперебойного электропитания потребителей и их зашиты от перенапряжений в случае отказа (выхода из строя) управляемых элементов или системы управления стабилизатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизатор, содержащий первый линейный дроссель, включеннный между соответствующими входной и выходной клеммами, конденсатор, соединенный с выходными клеммами, к которым также подключен компенсатор реактивной мощности, выполненный на основе второго ли1а нейного дросселя, включенного последователь- но с двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами t2) .

Однако известный стабилизатор не обеспечивает бесперебойного питания и зашиты электропотребителей при отказе управляемых элементов или системы управления, так как на выходе стабилизатора развивается напряжение, намного превышающее номинальное, т.е. при отключении дросселя компенсатора угол .сдвига Ч между, входным током и напряжением принимает значение емкостного характера входного сопротивления. В этом случае

3 ЮОЗАС приходится отключать питание аппаратуры, т.е. аварийный режим стабилизатора опасен для элементов самого устройства и для аппаратуры нагрузки.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизации и защиты потребителей от перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения введены первый выпрямительный мост, коммутиру- 1ð ющий тиристор, усилитель, датчик выходного напряжения, причем датчик выходного напряжения входом подключен к выходным клеммам и выполнен на втором выпрямительном мосте и пороговом элементе, один вывод которого подключен к плюсовому выводу второго выпрямительного моста, а другой вывод — к плюсовому входному выводу усилителя, минусовой входной вывод которого соедннен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, выход усилителя подключен к управляющему переходу коммутирующего тиристора, силовые электроды которого подключены к выходу первого выпрямительного моста, вход которого шунтнрует первый линейный дроссель, выполненный на магнитопроводе с воздушным зазором.

При этом усилитель может быть выполнен по схеме двух оптронных тиристоров.

На чертеже приведена принципиальная схема

30 устройства.

Стабилизатор состоит из последовательно линейного дросселя 1, конденсатора 2, компенсатора 3 реактивной мощности, датчика 4 выходного напряжения (выполненного на основе N мостовой схемы выпрямителя и подключенного к ее плюсовому выходу порогового элемента на стабилитронах), соединенного с выходными клеммами, усилителя 5, собранного на двух оптронных тиристорах, вход которого соответствующими выводами подсоединен к выходу датчика 4 выходного напряжения, коммутирующего тиристора 6 управляющим электродом и анодом соединенного с соответствующими выходами усилителя 5, вы- 45 прямительного моста 7, в диагональ которого включен коммутирующий тиристор 6.

Стабилизатор работает следующим образом.

При отказе регулируемых элементов или схемы управления на выходе стабилизатора развивается напряжение, превосходящее номинальное. При этом для данной цепи можно записать:

1 вых = 1 вх + Up где 0вь,„— вектор выходного напряжения; ! . Овх — вектор входного напряжения;

Ь0 — вектор напряжения на последовательном линейном дросселе.

3 4

При аварийном режиме работы стабилизатора на выпрямителе датчика выходного напряжения развивается напряжение, которое пробивает цепь стабилитронов, через которую начинает протекать ток управления входного оптронного тиристора усилителя.

Оптронный тиристор запоминает открытое состояние, он подключен к источнику постоянного напряжения. Анодный ток оптронного тиристора проходит через управляющий электрод промежуточного оптронного тиристора, Последний откроется и его анодный ток про- .. йдет через управляющий электрод коммутирующего тиристора 6, который переключится в открытое состояние. (В данном случае приме-. нен один из простых способов отпирания коммутирующего тиристора, при котором источник анодного питания используется и для получения необходимого управляющего тока, при этом достигается синхронизация сигнала управления с частотой 0вх). Через соответствующие диоды выпрямительного моста 7 и коммутирующий тиристор 6, являющийся эффективной нагрузкой для данного моста, протекает номинальный ток нагрузки, минуя последовательный линейный дроссель 1. Таким образом шунтируется последовательный дроссель 1 последовательного LC-контура, который расстраивается, и на выходе стабилизатора развивается напряжение, близкое к входному, при этом не происходит черезмерного нарастания токов и перенапряжений в элементах и цепях нагрузки, т.е. при 60 = 0 Овх = 0вых

При шунтировании последовательного линейного дросселя 1 в контуре последовательный линейный дроссель 1 — выпрямительный мост

7 — коммутирующий тиристор 6 в результате

ЭДС самоиндукции ток исчезает не сразу.

Амплитуды тока и напряжения с каждым полупериодом уменьшаются, т;е. в контуре проходит затухающий колебательный процесс по экспоненциальному закону.

На нагрузке в момент шунтирования последовательного линейного дросселя 1 ток и напряжение не. имеют больших бросков.

Таким образом, введение дополнительных устройств и связей позволяет получить на нагрузке беэ ее отключения при отказе регулируемых элементов или системы управления стабилизатора сетевое напряжение с весьма низким уровнем нелинейных искажений выходного напряжения и тока.

Положительный эффект устройства заключается в возможности бесперебойного питания электропотребителей и защиты их от перенапряжений в случае отказа регулируемых элементов или системы управления стабилизатора.

При этом достигается повышение коэффициента мощности нагрузки (Cosa = 0,85), опре100304

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий первый линейный дроссель, включенный между соответствующими входной и выходной клеммами, конденсатор, соединенный с выходными клеммами, к которым ,также подключен компенсатор реактивной мощности, выполненный на основе второго линейного дросселя, включенного последовательно с двумя встречно-параллельно соединен- тй ными тиристорами, отличающийся тем, что, с .целью повышения надежности стабилизации и защиты потребителей от перенапряжений, в него введены первый выпрямительный мост, коммутирующий тиристор, усилитель, датчик выходного напряжения, причем датчик выходного напряжения входом подключен к выходным клеммам и выполнен на втором выпрямительном мосте и по

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

«зп 1. Авторское свидетельство СССР У 631900, кл. G 05 F 1/38, 1976.

2. Розанов Ю, К. Основы силовой преобразовательной техники. М., "Энергия", 1979, с. 358, рис. 5-29

ВНИИПИ Заказ 1550/30 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 деляемого суммарной емкостью применяемых в схеме конденсаторов.

Формула изобретения

3 4 роговом элементе, один вывод которого подключен к плюсовому выводу второго выпрямительного моста, а другой вывод — к плюсовому входному выводу усилителя, минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, выход усилителя подключен к управляющему переходу коммутирующего тиристора, силовые электроды которого подключены к выходу первого выпрямительного моста, вход которого шунтирует первыи линейный щюссель, выполненный на магнитопроводе с воздушных зазором.

2. Стабилизатор цо п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что усилитель выполнен по схеме двух оптронных тиристоров.