Стабилизатор напряжения переменного тока

Изобретение может быть использовано для автоматического поддержания в электрической сети заданного напряжения. Стабилизатор напряжения переменного тока содержит устройство питания, датчики входного и выходного напряжения, датчик тока и датчик синхроимпульсов и дополнительно снабжен инвертором напряжения, микроконтроллером, двумя выпрямителями, устройством формирования синусоидального напряжения, драйвером и датчиком температуры транзисторов. Один выпрямитель соединен с инвертором напряжения, выход которого соединен со вторым выпрямителем с фильтром, который соединен с устройством формирования синусоидального напряжения. Инвертор напряжения через датчик тока и датчик температуры транзисторов соединен с микроконтроллером, входы которого соединены с датчиками входного и выходного напряжения. Выход микроконтроллера соединен с инвертором напряжения. Устройство формирования синусоидального напряжения через датчик выходного напряжения, датчик тока и датчик температуры транзисторов соединено с драйвером, вход которого соединен с датчиком синхроимпульсов, а выход - с формирователем синусоидального напряжения. Устройство питания соединено с драйвером и микроконтроллером. Изобретение позволяет уменьшить габариты устройства, а также снизить его вес и стоимость за счет использования инвертора напряжения, работающего на повышенной частоте. 1 ил.

 

Изобретение относится к стабилизаторам напряжения и может быть использовано для автоматического поддержания в электрической сети заданного напряжения.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий вольтдобавочный трансформатор, ключевой регулирующий элемент, сглаживающий фильтр, орган управления и синхронизированный с сетевым напряжением источник опорного синусоидального напряжения (см. патент RU №2246127, МПК8 G05F 1/20, опубл. 10.02.2005 г.).

Недостатками данного аналога являются большие габариты и вес, а также высокая его стоимость.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий устройство питания, устройство управления стабилизатором, датчики входного и выходного напряжения, датчик тока и датчик синхроимпульсов (см. патент RU на полезную модель №50691, МПК8 G05F 1/20, H02J 3/10, H02J 3/12, опубл. 20.01.2006 г).

Недостатками данного стабилизатора напряжения являются большие габариты и вес, высокая стоимость.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение габаритов, снижение массы и стоимости стабилизатора напряжения переменного тока.

Решение данной технической задачи достигается тем, что известный стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий устройство питания, датчики входного и выходного напряжения, датчик тока и датчик синхроимпульсов, согласно изобретению дополнительно снабжен инвертором напряжения, микроконтроллером, двумя выпрямителями, устройством формирования синусоидального напряжения, драйвером и датчиком температуры транзисторов, при этом выпрямитель соединен с инвертором напряжения, выход которого соединен с выпрямителем с фильтром, который соединен с устройством формирования синусоидального напряжения, а инвертор напряжения через датчик тока и датчик температуры транзисторов соединен с микроконтроллером, входы которого соединены с датчиками входного и выходного напряжения, а выход микроконтроллера соединен с инвертором напряжения, причем устройство формирования синусоидального напряжения через датчик выходного напряжения, датчик тока и датчик температуры транзисторов соединено с драйвером, вход которого соединен с датчиком синхроимпульсов, а выход с формирователем синусоидального напряжения, при этом устройство питания соединено с драйвером и микроконтроллером.

Данное устройство имеет значительно меньшие габариты и вес, практически безынерционно, т.к. является стабилизатором электронного типа непрерывного действия при отсутствии в нем коммутационных элементов, движущихся частей, позволяет снизить потери энергии, время восстановления после аварии и имеет сравнительно невысокую стоимость.

Сущность устройства поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема.

Стабилизатор напряжения переменного тока состоит из выпрямителя 1, соединенного с инвертором напряжения 2, выход которого соединен с выпрямителем 3, с фильтром, выход которого соединен с устройством формирования синусоидального напряжения 4, включающим силовые транзисторные модули, соединенные по мостовой схеме.

Инвертор напряжения 2 через датчик тока 5 и датчик температуры транзисторов 6 соединен с микроконтроллером 7, входы которого соединены с датчиком входного напряжения 8 и датчиком выходного напряжения 9, а выход микроконтроллера 7 соединен с инвертором напряжения 2.

Устройство формирования синусоидального напряжения 4 через датчик выходного напряжения 9, датчик тока 10 и датчик температуры транзисторов 11 соединено с драйвером 12, один из входов которого соединен с датчиком синхроимпульсов 13, а выход драйвера 12 в свою очередь соединен с формирователем синусоидального напряжения 4. Микроконтроллер 7 и драйвер 12 соединены с устройством питания 14.

Устройство работает следующим образом.

После включения сети напряжение подается на выпрямитель 1 и блок питания 14. С блока питания 14 напряжение подается на микроконтроллер 7 и драйвер 12. С выпрямителя 1 напряжение подается на инвертор напряжения 2 полумостового типа, работающий на повышенной частоте, и затем через выпрямитель 3 он выпрямляется, фильтруется и поступает на устройство формирования синусоидального напряжения 4. В устройстве формирования синусоидального напряжения 4 с помощью драйвера 12 формируется синусоидальное напряжение, которое со знаком (+) или (-) складывается с напряжением питающей сети и подается в нагрузку. С помощью датчика синхроимпульсов 13 и драйвера 12, при напряжении меньше заданного, происходит сложение напряжения сети с напряжением устройства формирования синусоидального напряжения 4, т.к. оба этих напряжения синфазны. При напряжении сети больше заданного из напряжения сети вычитается напряжение устройства формирования синусоидального напряжения 4, т.к. оба этих напряжения находятся в противофазе. Стабилизация напряжения в нагрузке осуществляется за счет отрицательной обратной связи через датчик выходного напряжения 9. Для ограничения тока сверх допустимого значения через инвертор напряжения 2 сигнал через датчик тока 5 поступает на микроконтроллер 2, который ограничивает ток. Контроль температуры на корпусах выходных транзисторов инвертора напряжения 2 осуществляется с помощью датчика температуры 6, сигнал с которого подается на микроконтроллер 7.

Посредством датчика выходного напряжения 9 инвертор напряжения 2 и драйвер 12 регулируют напряжение на нагрузке таким образом, чтобы оно всегда оставалось на заданном уровне.

Использование предлагаемого стабилизатора напряжения переменного тока позволит по сравнению с прототипом уменьшить габариты устройства, снизить его вес и стоимость за счет использования инвертора напряжения, работающего на повышенной частоте.

Стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий устройство питания, датчики входного и выходного напряжения, датчик тока и датчик синхроимпульсов, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен инвертором напряжения, микроконтроллером, двумя выпрямителями, устройством формирования синусоидального напряжения, драйвером и датчиком температуры транзисторов, при этом выпрямитель соединен с инвертором напряжения, выход которого соединен с выпрямителем с фильтром, который, в свою очередь, соединен с устройством формирования синусоидального напряжения, а инвертор напряжения через датчик тока и датчик температуры транзисторов соединен с микроконтроллером, входы которого соединены с датчиками входного и выходного напряжения, а выход микроконтроллера соединен с инвертором напряжения, причем устройство формирования синусоидального напряжения через датчик выходного напряжения, датчик тока и датчик температуры транзисторов соединено с драйвером, вход которого соединен с датчиком синхроимпульсов, а выход с устройством формирования синусоидального напряжения, при этом устройство питания соединено с драйвером и микроконтроллером.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации однофазного напряжения источника электроэнергии переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизаторам напряжения переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации трехфазного напряжения источника энергии переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в установках, где требуется применение индуктивности с плавным изменением ее величины.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах для регулирования напряжения под нагрузкой силовых и преобразовательных трансформаторов с помощью тиристоров.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроснабжения жилых зданий и промышленных установок. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам питания радиоэлектронной аппаратуры и вычислительной техники. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения статизма внешней характеристики источника напряжения переменного тока по реактивному току в различных системах автоматического регулирования напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматических системах стабилизации и регулирования переменных напряжения и тока. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизаторам напряжения переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации однофазного напряжения источника электроэнергии переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к устройству для регулирования электрического напряжения в сетях электроснабжения с регулировочным трансформатором, причем за счет монтажа с возможностью выбора всего лишь трех ответвлений обмоток и отдельной реакторной обмотки, в результате с помощью всего четырех переключающих элементов могут устанавливаться пять ступеней напряжения

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизаторам напряжения переменного тока, предназначено для использования в системах электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве регулирующего органа стабилизаторов напряжения, к форме выходного напряжения которых предъявляются повышенные требования. Технический результат - повышение надежности и упрощение алгоритма управления. Тиристорный регулятор переменного напряжения содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена между зажимами сети и нагрузки, блок управления, состоящий из трансформатора управления, источника питания, синхронизированного широтно-импульсного модулятора и выходных каскадов, и четыре цепочки, каждая из которых составлена из тиристора с отсекающим диодом, которые соединены по мостовой схеме. Одна диагональ моста отсекающими диодами связана с зажимами сети, а другая, образованная встречно-включенными тиристорами, через датчик тока соединена с первичной обмоткой трансформатора. Каждая цепочка зашунтирована антипараллельным управляемым вентилем. Между одноименными выводами тиристоров диагонали сети установлены коммутирующие конденсаторы, а датчик тока выходом соединен с блоком управления. По регулировочным свойствам такой тиристорный регулятор приближается к устройствам на полностью управляемых ключах, имеет минимальное количество силовых элементов, проще алгоритм управления, выше надежность. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой. Технический результат - обеспечение регулирования напряжения под нагрузкой, снижение величины коммутационных экстратоков регулировочной ступени обмотки трансформатора. В устройстве переключения отводов трансформатор выполнен с двумя ветвями расщепленной обмотки с отводами пониженного и повышенного напряжений, тиристоры объединены в две вентильные группы противоположных направлений электропроводности, двумя выводами соединенными друг с другом и с фазным выводом цепи питания. Вентильная группа одного направления электропроводности другими выводами подключена к отводам одной ветви расщепленной обмотки, а вентильная группа противоположной электропроводности - к отводам другой ветви расщепленной обмотки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры различного назначения. Техническим результатом является уменьшение динамической погрешности стабилизации. Для этого в стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными зажимами, преобразователь интервала в код, информационный вход которого подключен к выходному зажиму, синхронизирующий вход через формирователь синхроимпульсов - к входному зажиму, управляющий вход - к источнику опорного напряжения, а также логическое устройство, подключенное информационным входом к выходу преобразователя интервала в код, а синхронизирующим входом - к выходу формирователя синхроимпульсов, введены регистр, дополнительный источник опорного напряжения и дополнительный преобразователь интервала в код, управляющий вход которого подключен к дополнительному источнику опорного напряжения, синхронизирующий вход - к выходу формирователя синхроимпульсов, а информационный вход - к входному зажиму, причем регистр входами подключен к выходам логического устройства, а выходами - к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, а в логическое устройство введены дополнительный информационный вход, соединенный с выходом дополнительного преобразователя интервала в код, и вход обратной связи, соединенный с выходом регистра. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей и других элементов автоматики. Достигаемым техническим результатом является повышение выходного напряжения источника опорного напряжения до уровня, соответствующего утроенной ширине запрещенной зоны кремния, и повышение коэффициента стабилизации при изменении питающего напряжения при высокой температурной стабильности выходного напряжения. Источник опорного напряжения содержит первый, второй и третий транзисторы, коллектор которого подключен к входу управления регулирующего элемента, выход которого является выходом устройства, а его питающий вход соединен с шиной питания, источник тока, включенный между шиной питания и коллектором третьего транзистора, коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, второй резистор, первым выводом подключенный к выходу устройства, а также четвертый, пятый и шестой транзисторы. 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения трансформатора. Техническим результатом является повышение надежности и точности регулирования даже при отказе отдельных переключающих элементов. Ступенчатый переключатель выполнен модульным, причем каждый модуль включает в себя соответствующую частичную обмотку обмотки регулирования, которая может подключаться или отключаться посредством полупроводниковых переключающих элементов. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх