Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и упрощение управления. При подключении устройства к питающей сети начинает работать релаксационный RC - генератор, в котором конденсатор 19 заряжается через регулируемый резистор 20 двухполупериодным опережающим током, протекающим через излучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2. При достижении напряжением на конденсаторе 19 значения порогового напряжения ключевого элемента 18 конденсатор 19 разряжается и излучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2 обесточиваются. В результате на нагрузку 4 подаются регулируемые импульсы в виде ряда синхронных периодов напряжения сети. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 SU (ш

А1 (51)4 Н 02 Y. 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4375946/24-07 (22) 28, 12. 8 7 (46) 15,08.89, Бюл, М 30 (72) A.Ф.Валуев и A.A.,Г;ешин (53) 621. 314. 2 (088.8) (56) Энергетическая электроника;

Справочное пособие, Пер. с нем./Под ред, B,А,Лабунцова, P.: Энергоатомиэдат, 1987, с.429, рис.8.5, 8.6.

Авторское свидетельство СССР

Р 1365293, кл. Н 02 Е 5/257, 1988. (54) РЕГYJIHPYFÛÌ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Пель изобретения — обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и упрощение управления. При

2 подключении устройства к питающей сети начинает работать релаксационный РС-генератор, в котором конденсатор 19 заряжается через регулируемый резистор 20 двухполупериодным опережающим током, протекающим через излучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2, При достижении напряжением на конденсаторе

19 значения порогового напряжения ключевого элемента ?8 конденсатор

19 разряжается и излучающие диоды фатотиристоров тиристорных аптронов

1 и 2 обесточиваются, В результате на нагрузку 4 подаются регулируемые импульсы в виде ряда синхронных периодов напряжения сети. 3 з.п, A-лы, 5 ил.

1501229

10!

35

45

55

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования средней мощности на нагрузке переменного тока с синхронным подключением ее к сети.

Цель изобретения — обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и упрощение управления, На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого преобразователя переменного напряжения в переменное; на фиг. 2,3,4 — варианты выполнения его блока регулирования.

Устройство сопержит управляемый вентильный элемент в виде тиристорных оптронов 1 и 2, включенных встречно-параллельно, первый вывод которого соединен с первым выводом для подключения сети 3, а второй вывод соединен с выводом для подключения нагрузки 4, К второму выводу для подключения сети 5 присоединен оставшийся вывод для подключения нагрузки 4 и первые выводы первого конденсатора 6 и первого резистора 7, вторые выводы которых соединены с первым выводом для подключения напряжения переменного тока однофазного выпрямительного моста 8, а второй вывод переменного тока моста

8 соединен с выводом для подключения сети 3. Параллельно выводам переменного тока однофазного выпрямительного моста 8 присоединена последовательная цепочка, состоящая из первого диода 9 и второго диода 10 и источником излучения тиристорных оптронов 1 и 2, при этом анод первого диода 9 соединен с первым выводом переменного тока однофазного выпрямительного моста 8, катод первого диода 9 соединен с анодом излучающего диода фототиристора тиристорного оптрона 1, катод которого соединен с катодом излучающего диода фототиристора тиристорного оптрона 2, анод последнего соединен с катодом второго диода 10, а анод второго диода 10 соединен с вторым выводом переменного тока однофазного выпрямительного моста 8. Блок регулирования 11, присоединенный своим первым выводом 12 к выводу выпрямленного напряжения однофазного выпрямительного моста 8 с положительной полярностью, вторым выводом 13 — к общей точке катодов излучающих диодов фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2, а третьим выводом 14 — к выводу выпрямленного напряжения однофазного выпрямительного моста 8 с отрицательной полярностью, включает второй резистор 15, третий резистор 16 и четвертый резистор 17, ключевой элемент 18, второй конденсатор 19 и переменный резистор 20, при этом первый вывод второго резистора 15 соединен с первым выводом ключевого элемента 18, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора

16 и образует первый вывод 12 блока регулирования 11, второй вывод третьего резистора 16 соединен с первым выводом четвертого резистора 17 и с первым выводом второго конденсатора

19, второй вывод которого соединен с первым выводом переменного резистора 20, с вторым выводом второго резистора 15 и образует третий вывод 14 блока регулирования 11, а второй вывод четвертого резистора !

7, подвижный конгакт и второй вывод переменного резистора 20 объединены и образуют второй вывод 13 блока регулирования 11.

На фиг. 2 показана схема блока вегулирования 11, в которой последовательно с четвертым резистором

17 введен третий диод 21, иэ-за чего второй конденсатор 19 может разряжаться только через цепь, со— держащую ключевой элемент 18, что увеличивает длительность паузы и делает ее независимой от величины введенного сопротивления переменного резистора 20.

На фиг. 3 показана схема блока регулирования 11, в которой после— довательно с третьим резистором 16 введен четвертый диод 22, из-за чего заряд второго конденсатора 19 может быть только через второй вывод

13 блока регулирования 11, т.е. при заряде второго конденсатора 19 весь ток, ограниченный первым конденсатором 6 и первым резистором 7, протекает через излучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2.

Введенные в схему блока регупирования 11 (фиг. 2 и 3) третий 21 и четвертый 22 диоды в ряде случаев выполнения преобразователя существенно улучшают его характеристики в зависимости от требуемых диапазона регулирования, плите.явности импульса и паузы и характеристик используемых тиристорных оптронов. 1,2, Ня фи(. -4 и ка.<ана схе»а блока

p(гулировяш>я 11, р к. Т<-рои третий ре гистор < i II;;o !I!cII;> виде перемен !I(>I р«ис«р,-! <: > о;>-,>ви ный контакт свя331i с движ!!! и I oI! T;Iê7 о» переменног(. ре ист< р-7 . О. P этом случае рас(ш.ряется диапазон регулирования мошности пресбраэонятелем, так как при одновреме>:ном унеличе10

При запертом ключевом элементе

18 (н качестве которого используется, например, динистор) в блоке регулирования 11 ток протекает от второго вывода 13 к третьему выводу 14 по двум параллельным цепочкам: последовательно соединенным четнерто»у резистору !7 — второму конденсатору 19 — переменному резистору 20 от первого выводя 12 — к третьему н»воду 14 — ч(.peз третин резистор

16 и второи конденсатср 19 с параллельной ему цепочкои: из четвертого резистора 17 — смени(>го резистора

20, В резул(тате большая часть тока, ограниченного первы» конденсатором

6 и первым резистс>рс>» 7, протекает через излу IBI<>I!III p диоды фототиристоров тиристорных с>птронон 1 и 2, включая их cI! I

50 нии сопротивлений переменного резистора 20 и резистора 16 увеличивается ток заряда второго конденсатора 19, т.е, время его зарядя у .еньшается, а время разряда — увеличивается и 15 преобразонатель работает при уменьшающейся длительности поданного ня нагрузку няпряж".ния, следующей за увеличивающейся по ц;!>тельности паузой и наоборот. 20

На фиг ° 3 представлены временные диаграммы, поясняюпц<е работу устройства, где диаграмма 23 — напряжение на нагрузке 4 в процессе регулирования напряжения, диаграм»а 24 — напряжение сети и ток в первом конденсаторе 6, д (агрям»я 25 — напряжение на четвертом резисторе 17 и втором конденсаторе 19, диаграммы 26, 27 соответственно т<>к, протекающий через второй 13 и первый 12 выводы блока регулирования 11, диаграмма 28 напряжение на нагрузке, Устройство работает следующим образом.

При открытом I;!!!: <ен(.» з l(il(!! < ток в блок реву. .ировяш<я 1 пс ступят тслькс ° ерез егс пер(ый г»вод 12, так как второи резне о!7 13 предна>на Ipli для ol ð Iø!÷(ния (роска тока пр>(отпирании к II<>«enorn э.>е»ента 18 с(протинление между первым 12 и третьим 14 вывода»и блока регулировя ния 1 1 1!!oI < меньше сопротивления

»ежду его третьим 13 и четв(ртым 14 вьп>одами. Ток через излучакчцие диоды тиристорных опт>>онов l и 2 прекряшастся, а второй конденсатор 19 разряжается через дне параллельные цепочки, первую: через третий резистор

16 — открытьп(ключевой элемент 18 в7орой резистср 15 и вторук: через четвертый резистор 17 и ><еременный резистор 20, Открытое состояние ключевого элемента 18 и, следовательно, пауза н работе преобразователя (фототиристоры тиристорных оптронов 1 и 2 заперты) продолжается до запирания ключеного элемента 18.

Через ключевой элемент 18 протекает ток, имеющий дне составляющие; уменьшающуюся по экспоненциальному закону от разряда второго конденсатора 19 и пульсирующую двухполупериодную, ограниченную первым конденсатором 6 и выпрямленную однофазным выпрямительным мостом 8. Запирание ключевого элемента 18 возможно, когда ток в нем станет меньше тока удержания, т,е, в моменты, когда пульсирующая составляющая близка к нулю.

С этого момента начиняет поступать ток в излучающие диоды фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2, начиная с того иэ них, на котором в этот момент анодное напряжение отрицательно, чем обеспечивается синхронность включения.

Изменение величины сопротивления переменного резистора 20 изменяет величину тока, заряжающего второй конденсатор 19 и, н меньшей степени, разрядного тока, следовательно, длительность включенного и выключенного состояния фототиристоров тиристорных оптронов 1 и 2 регулируется переменным резистором 20. При малой величине сопротивления переменного резистора 20 напряжение на втором конденсаторе 19 не достигает значения порогового напряжения ключевого элемента

18 и фототиристоры тиристорных оптронов и 2 постояннс включены.

1501229 формулаизобретения

1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий управляемый вентильный элемент с двусторонней проводимостью, включенный последовательно с нагрузкой к выводам для подключения сети, последовательную цепочку из первого конденсатора и первого диода, первый резистор, подсоединенный параллельно первому конденсатору, второй конденсатор, ключевой элемент, выполненный в виде порогового элемента, второй диод и второй резистор, при этом первый вывод первого конденсатора соединен с общей точкой вывода для подключения нагрузки и первого вывода для подключения сети, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом первого диода, анод второго диода соединен с общей точкой оставшегося вывода для подключения сети и первого вывода упРав- 25 ляемого вентильного элемента, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения нагрузки, первый вывод ключевого элемента соединен е первым выводом второго резистора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения симметричности напряжения на нагрузке и упрощения управления, управляемый вентильный элемент выполнен в виде двух встречно-параллельно соединенных тиристорных оптронов,введены однофаэный выпрямительный мост, третий и четвертый резисторы и управляющий переменный резистор, при этом второй вывод ключевого элемента соединен с положительным выводом однофаэного выпрямительного моста и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с перным выводом второго конденсатора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод второго конденсатора соединен с вторым выводом второго резистора, первым выводом переменного резистора и отрицательным ныводом однофаэного ныпрямителг ного моста, выводы для подключения напряжения переменного тока которого соединены соответственно с анодами перного и второго диодов, катод первого диода соединен с анодом излучающего диода первого тиристорного оптрона, катод второго диода соединен с анодом излучающего диода второго тиристорного оптрана, а катоды излучающих диодов тиристорных оптронов объединены и соединены с вторым выводом четвертого резистора и с подвижным контактом и вторым выводом переменного резистора.

2. Преобразователь по и ° 1, о т л и ч а ю шийся тем, что введен третий диод, анод которого соединен с первым выводом четвертого резистора, а катод соединен с общим выводом третьего резистора и нторого конденсатора.

3. Преобразователь по и.1, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что введен четвертый диод, катод которого соединен с вторым выводом третьего резистора, а анод соединен с общим выводом четвертого резистора и второго конденсатора °

4, Преобразователь по и,1, о т л и ч а ю шийся тем, что третий резистор выполнен в нице переменного резистора, при этом его подвижный контакт соединен с общим выводом четвертого реэистора и нторого конденсатора и механически связан с подвижным контактом первого переменггого резистора, 1501229

Составитель А.Зенченко

Редактор М.Товтин Техред M,Õoäàíè÷ Корректор М,Шароши

Заказ 4887/54 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101