Способ регулирования переменного напряжения

 

Использование: изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Сущность изобретения: при регулировании переменного напряжения путем переключения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на режим вольтодобавки, вольтоотбавки или закоротки, после выключения ключей предыдущей ступени регулирования контролируют величину магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение ключей следующей ступени регулирования, в момент равенства этого потока значению установившегося магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при включенных ключах следующей ступени регулирования . Такой способ управления позволяет повысить надежность за счет возможности применения ключей с естественной коммутацией и исключения бросков тока намагничивания. 2 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 5/257

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4865380/07 (22) 11.06.90 (46) 23.04.93. Бюл. hL 15 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Ю.В.Сидоренко, В.А.Халиков и А.Г.Можаровский (56) Авторское свидетельство СССР

N 679961, кл. G 05 F 1/20, 1978, Миловзоров В.П., Мусолин А.К. дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения. — М.. Энергоатомиздат, 1986. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Сущность изобретения: при регулировании переменного напряжеИзобретение. относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть. использовано при регулировании переменного напряжения, Целью изобретения является повышение надежности как за счет применения ключей с естественной коммутацией, так и .за счет исключения бросков тока намагничивания, Поставленная цель достигается тем, что после выключения ключей предыдущей ступени регулирования есгественным путем контролируют магнитный поток сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение следующей ступени регулирования в момент равенства этого потока установившемуся значению магнитного потока сердечника трансформатора при.. Ж „, 1810971 Al ния путем переключения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на режим вольтодобавки, вольтоотбавки или закоротки, после выключения ключей предыдущей ступени регулирования контролируют величину магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение ключей следующей ступени регулирования. в момент равенства этого потока значению установившегося магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при включенных ключах следующей ступени регулирования. Такой способ управления позволяет повысить надежность за счет возможности применения ключей с естественной коммутацией и исключения бросков тока намагничивания. 2 ил. включенных ключах следующей ступени регулирования.

В предложенном способе регулирования определяют магнитный поток сердечника трансформатора, который должен в нем . установиться после включения следующей ступени регулирования (например — путем интегрирования того напряжения, которое должно подаваться на первичную обмотку трансформатора). Включение же ключей производят после запирания ключевых элементов предыдущей ступени в момент совпадения магнитного потока сердечника с установившимся его значением после переключения.

За счет того, что магнитный поток сердечника остается при этом в заранее рассчитанных пределах линейного участка

1810971 кривсй намагничивания, избегается насыщение сердечника трансформатора после переключения, Это позволяет исключить броски тока намагничивания в его первичной обмотке, В качестве примера выполнения данного способа приводится регулирование переменного напряжения при помощи двухобмоточного вольтодобавочного трансформатора 1 (фиг. 1). Такой трансформатор может иметь три ступени регулирования:

1. Вольтодобавка ("+", Овых > Овх) при замкнутых ключах 2, 3.

2. Закоротка ("0", Овых = Uax) при замкнутых ключах 3, 4 или 2, 5.

3, Вольтоотбавка ("-", Овых < Uax) при замкнутых ключах 4, 5.

На фиг. 2 представлены зпюры входного напряжения (фиг. 2а) и управляющих сигналов ключей (фиг. 2б, г, е, э. к, м, о), а также магнитных потоков сердечника трансформатора для каждого иэ шести возможных вариантов переключения, при чисто активном характере нагрузки:

1. Переключение с режима вольтоотбавки в режим вольтодобавки ("-." - "+"; фиг. 2в, г);

2, Обратный переход — с вольтодобавки в вольтоотбавку ("+" - "-", фиг. Яд, е).

3, 4. Переходы в режим эакоротки соответственно с вольтоотбавки ("-" - "0"; фиг, 2ж, з) и с режима вольтодобавки ("+" — "0"; фиг, 2и, к).

5, 6. Переключение с режима закоротки соответственно в режим вольтодобавки ("0"— — > "+", фиг, 2л, м) и в вольтоотбавку("0" -+ "-",. фиг, 2н, о).

Ток во вторичной и первичной обмотках, а также ключах, при активной нагрузке, совпадают по форме и фазе сс. входным напряжением (фиг, 2а), При снятии управляющего напряжения с ключей предыдущей ступени регулирования в момент времени t< (фиг. 2,6) при всех вариантах переключения, ключи предыдущих ступеней регулирования запрутся естественным путем в момент времени tz, соответствующий точке перехода тока через ноль. Магнитный поток сердечника Фдо момента времени tz определится напряжением, приложенным к первичной обмотке W< трансформатора, а также направлением ее включения. Соответственно, до момента времени tz на фиг, 2,в, ж показана сплошной линией форма магнитного потока сердечника при включении его в первоначальном состоянии в режиме вольтоот-. бавки, на фиг. 2,д, и — при режиме вольтодобавки и на фиг, 2,л, н, — при закоротке (Ф = О).

55 лирования останется в пределах линейного участка кривой намагничивания. Это позволяет избежать бросков тока намагничивания в первичной обмотке трансформатора за счет ее низкого. индуктивного сопротивления, определяемого крутизной наклона участков этой кривой.

) С момента запирания ключей предыдуuieA ступени регулирования tz и до момента времени tex напряжение Usx от первичной

-обмотки трансформатора отключено, а сердечник перемагничивается эа счет тока, протекающего по его вторичной обмотке и нагрузке трансформатора. Так как номинальное напряжение вторичной обмотки вольтодобавочных трансформаторов обычно не превышает 10-20 значения Овх, то фаза магнитного потока при этом в основном совпадает с фазой тока нагрузки (это показано штрихпунктирной линией), а при ее активном характере также и с фазой входного напряжения.

В случаях, представленных на фиг. 2, в, ж, направление приложенное к обмотке Wz тока таково, что непосредственно после момента времени tz происходит перемагничивание трансформатора в направлении уменьшения абсолютной величины магнитного потока, а в остальных случаях (фиг, 2, д, и, н) дополнительное намагничивание сердечника в сторону увеличения магнитного потока до значения Coax. установившийся магнитный поток Ф сердечника при включенных ключах следующей ступени регулирования определится через вольтсекундную площадь напряжения, подключаемого к W>. До момента времени твх форма установившегося магнитного потока Фг для переходов в вольтоотбавку (фиг. 2д, н) и вольтодобавку (фиг;2в, л) показана штриховой линией, При

35 переходе в режим закоротки установивший- ,ся магнитный поток равен 0 и совпадает с осью времени t, т.к. напряжение на обмотках W/1 и Wz в режиме закоротки примерно равно нулю (фиг. 2ж, и), В ключение ключей следующей ступени регулирования производится в момент совпадения магнитного потока сердечника при всех разомкнутых ключах с определенным

45 .заранее установившимся магнитным потоком трансформатора следующей ступени регулирования.

Такой выбор момента включения заранее задает намагничивающую силу, определяемую подключаемым напряжением, 50 такую по направлению и величине, что магнитный поток в сердечнике после включения ключей требуемой ступени регу1810971

Таким образом. сплошной линией на фиг, 2в, д, ж; и, л, н показано изменение магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при соответствующих переходах и выбранном предложенным способом времени t>K.

Штрихпунктирной линией показано дальнейшее возможное изменение магнитного потока сердечника при всех разомкнутых ключах (дроссельный режим обмотки Wg).

Изложенный способ позволяет эффективно регулировать переменное напряжение за счет лучшей электромагнитной совместимости в переходных режимах, при минимальных габаритах сердечника регулирующего трансформатора.

Формула изобретения

Способ регулирования переменного напряжения путем переключения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на режим вольтодобавки, вольтоотбавки или закоротки, при котором выключение ключей осуществляется естественным пу5 тем, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности за счет применения ключей с естественной коммутацией и исключения бросков тока намагничивания, после выключения ключей предыдущей

10 ступени регулирования контролируют величину магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора и осуществляют включение ключей следующей ступени регулирования в момент равенства

15 этого потока значению установившегося магнитного потока сердечника вольтодобавочного трансформатора при включенных ключах следующей ступени регулирования, 1810971

А/А Ф фу Д (продолжение) Составитель Ю.Сидоренко

Техред М,Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор T.Èâàíoâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1450 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,; 4/5