Стабилизатор переменного напряжения

Авторы патента:

G05F1/30 - только с полупроводниковыми приборами

Владельцы патента RU 2344463:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, более точно стабилизации переменного напряжения. Техническим результатом изобретения является обеспечение большей точности поддержания выходного напряжения. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор и устройство сравнения, отличается тем, что в него дополнительно введены синусоидальный генератор, симметрирующее устройство, стабилизатор амплитуды, интегратор, фазовый детектор, выходной усилитель и пороговое устройство, причем входное напряжение поступает на первый вывод вторичной обмотки трансформатора и первый вход фазового детектора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом синусоидального генератора, выход которого соединен с входом симметрирующего устройства, выход которого соединен с входом стабилизатора амплитуды, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения и вторым входом фазового детектора, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение поступает на второй вход устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом выходного усилителя и входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, первый выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй выход с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, третий выход с третьим выводом первичной обмотки трансформатора. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, более точно стабилизации переменного напряжения. Оно может найти применение в энергетике и бытовой технике.

Известен ряд устройств для стабилизации переменного напряжения (см. Патент РФ №2158954, G05F 1/30, Н02М 5/12. Стабилизатор переменного напряжения (варианты). / Л.З.Фейгин, С.В.Левинзон, С.И.Михалев. Опубл. 1999, Бюл. №3).

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий силовые трансформаторы, включенные вторичными обмотками в одну из силовых шин, первичными через коммутирующие элементы к входному напряжению, устройство сравнения и управления, мостовые устройства. (Авт. свид. СССР №534742, G05F 1/30. Стабилизатор переменного напряжения / М.Б.Лозин, В.В.Петров, О.З.Сейфуллин и др. Опубл. 1976, Бюл. №41).

Недостатком данного устройства являются наличие нескольких трансформаторов, неоптимальность управления ими, значительные массогабаритные характеристики.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее источник вольтодобавочного трансформатора, ключевого регулирующего элемента, сглаживающий фильтр, орган управления и синхронизированный с сетевым напряжением источник опорного синусоидального напряжения (патент РФ №2237270, опубл. в 2004 г., МПК⁷Н02М 5/12).

Недостаток этого устройства состоит в том, что стабилизация выходного напряжения проводится при помощи ступенчатой регулировки и в том, что если входное напряжение имеет искаженную форму синуса, то такая же форма будет у выходного напряжения.

Задачей изобретения является возможность более точного поддержания питающего напряжении для потребителя электроэнергии и устранение искажений выходного напряжения.

Поставленная задача достигается тем, что в известное устройство, содержащее трансформатор и устройство сравнения, отличается тем, что в него дополнительно введены синусоидальный генератор, симметрирующее устройство, стабилизатор амплитуды, интегратор, фазовый детектор, выходной усилитель и пороговое устройство, причем входное напряжение поступает на первый вывод вторичной обмотки трансформатора и первый вход фазового детектора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом синусоидального генератора, выход которого соединен с входом симметрирующего устройства, выход которого соединен с входом стабилизатора амплитуды, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения и вторым входом фазового детектора, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение поступает на второй вход устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом выходного усилителя и входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, первый выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй выход с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, третий выход с третьим выводом первичной обмотки трансформатора.

В стабилизаторе переменного напряжения фазовый детектор, интегратор, стабилизатор амплитуды, разностный усилитель, выходной усилитель, пороговое устройство используются по своему прямому назначению и широко известны в электротехнике. Однако совокупность соединений, указанная выше, в патентной и научно-технической литературе не обнаружены.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор переменного напряжения содержит первый вывод вторичной обмотки трансформатора 9 и первый вход фазового детектора 1, на которые поступает входное напряжение, выход фазового детектора 1 подключен к входу интегратора 2, выход которого соединен с входом синусоидального генератора 3, выход которого подключен к входу симметрирующего устройства 4, выход которого подключен к входу стабилизатора амплитуды 5, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения 6 и вторым входом фазового детектора 1, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора 9 напряжение поступает на второй вход устройства сравнения 6, выход устройства сравнения 6 соединен с первым входом выходного усилителя 7 и входом порогового устройства 8, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя 7, первый выход которого подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора 9, второй выход ко второму выводу первичной обмотки трансформатора 9, третий выход к третьему выводу первичной обмотки трансформатора 9.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. Синусоидальный генератор 50 Гц 3, вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, частота генератора может изменяться в малых пределах, симметрирующее устройство 4 обеспечивает на выходе равенство положительной и отрицательной полуволн, стабилизатор амплитуды 5 позволяет поддерживать на своем выходе амплитуду синусоиды с высокой точностью, устройство сравнения 6 сравнивает выходное напряжение 220 В/50 Гц с опорным, на его выходе формируется разностный сигнал. Выходной усилитель 7 усиливает сигнал устройства сравнения и подает его на трансформатор 9, который увеличивает или уменьшает напряжение, поступающее на вход (в зависимости от фазы разностного сигнала). Пороговое устройство 8 выдает сигнал для закорачивания трансформатора 9, если напряжение компенсации меньше заданного порога (например 1В). Фазовый детектор 1 сравнивает фазу входного напряжения с фазой полученного образцового синусоидального сигнала, сигнал, пропорциональный разности фаз, подается на интегратор 2. Сигнал с интегратора 2 выдается на синусоидальный генератор 3 для подстройки его частоты и фазы.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает большую точность поддержания выходного напряжения, чем достигается повышение качества выходного напряжения, что особенно критично при проведении поверочных работ.

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор и устройство сравнения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены синусоидальный генератор, симметрирующее устройство, стабилизатор амплитуды, интегратор, фазовый детектор, выходной усилитель и пороговое устройство, причем входное напряжение поступает на первый вывод вторичной обмотки трансформатора и первый вход фазового детектора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом синусоидального генератора, выход которого соединен с входом симметрирующего устройства, выход которого соединен с входом стабилизатора амплитуды, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения и вторым входом фазового детектора, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение поступает на второй вход устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом выходного усилителя и входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, первый выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй выход с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, третий выход с третьим выводом первичной обмотки трансформатора.

Трехфазный стабилизатор напряжения // 2252446

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

Способ регулирования трехфазного напряжения и частоты с промежуточным преобразованием электроэнергии // 2240595

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для плавного регулирования напряжения и частоты на выходе трехфазно-трехфазного преобразователя частоты с многообмоточным трансформатором в звене повышенной частоты.

Многоступенчатый стабилизатор переменного напряжения (варианты) // 2237270

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, систем связи, автоматики и телемеханики, осветительных сетей.

Универсальное устройство распределения реактивной мощности // 2220437

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования напряжения и устройствах параллельной работы синхронных генераторов. .

Устройство для стабилизации и симметрирования трехфазного напряжения // 2215320

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в целях питания различной аппаратуры. .

Стабилизатор переменного напряжения // 2193226

Устройство для ступенчатого регулирования переменного напряжения // 2188496

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения, в частности, в точных, быстродействующих стабилизаторах переменного напряжения.

Система автоматической компенсации отклонений напряжения трансформаторной подстанции с амплитудно-импульсным регулированием // 2188491

Изобретение относится к энергетической электронике и может быть использовано в системах энергоснабжения для стабилизации напряжения на высокой стороне трансформаторных подстанций.

Компенсатор отклонений напряжения и реактивной мощности // 2182396

Изобретение относится к энергетической электронике и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения и выходной реактивной мощности трансформаторной подстанции.

Регулятор напряжения // 2346318

Стабилизатор переменного напряжения // 2356082

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания, в частности в стабилизаторах переменного напряжения

Высокоточный электронный регулятор напряжения переменного тока // 2364915

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регуляторам (стабилизаторам) напряжения переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации однофазного источника напряжения электроэнергии переменного тока и в устройствах, где возникает необходимость точной регулировки напряжения

Регулятор-стабилизатор переменного тока // 2364916

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в тех случаях применения, где требуется расширенный диапазон регулирования выходного напряжения (со стабилизацией тока при нескольких заданных его значениях) и хорошие показатели по электромагнитной совместимости (ЭМС)

Стабилизатор переменного напряжения с элементами защиты и резервирования (варианты) // 2377630

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, осветительных сетей, систем связи, автоматики и телемеханики, жилых и общественных зданий с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения

Тиристорный регулятор переменного напряжения // 2510776

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.

Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия с утилизацией энергии потерь // 2557074

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара. Технический результат заключается в рациональном энергопотреблении вследствие улучшения качества напряжения и тока на входе и выходе трансформаторных подстанций и снижения в связи с этим потерь силовых трансформаторах и в сети, а также улучшение формы напряжения питания потребителей и повышение точности и быстродействия поддержания его на заданном уровне вследствие существенного уменьшения глубины модуляции добавочного напряжения. Технический результат достигается тем, что введен дополнительный электронагреватель, подключенный к диагонали трехфазного диодного моста, и второй ключ, управляющий вход которого подключен ко второму выходу системы управления, при этом дополнительный электронагреватель выполнен из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, параллельно одному из которых подключен второй ключ, а система управления выполнена с возможностью формирования управляющих импульсов на первом и втором выходах и в процессе снижения напряжения поочередного регулирования их длительности от нуля до периода коммутации, причем сначала на втором выходе при изменении сигнала управления на ее входе от максимального отрицательного значения до нуля, а затем на первом выходе при изменении сигнала управления на ее входе от нуля до максимального положительного значения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Улучшенное высокоэффективное энергосберегающее устройство, подключаемое между источником электроэнергии и тяговой и/или осветительной нагрузкой // 2582581

Изобретение относится к области электротехники. Энергосберегающее устройство (1) подключено между трехфазным источником (А) электроэнергии и трехфазной нагрузкой (L) и содержит трехфазный электрический трансформатор (10), в каждой фазе которого имеется трансформаторный узел (11) с первичной обмоткой (2), соединенной на первом конце (5) с одной фазой источника (А) электроэнергии и электромагнитно связанной с вторичной обмоткой (3), соединенной на своем втором конце (S1) с одной фазой нагрузки (L). В устройстве (1) вторые концы (6) первичных обмоток (2) в каждом из трансформаторных узлов, лежащие напротив первых концов (5), электрически соединены друг с другом с помощью первого переключателя (4). Устройство (1) также содержит вторичные обмотки (3), каждая из которых присоединена параллельно второму переключателю (7) для включения в работу или отключения работы энергосберегающего устройства (1) между источником (А) электроэнергии и нагрузкой (L). Технический результат - повышение эффективности за счёт снижения потерь. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Тиристорное фазоповоротное устройство с вольтодобавочным трансформатором для сети среднего напряжения // 2621062

Изобретение относится к высоковольтным электротехническим комплексам для управляемых линий электропередач. Технический результат - двукратное уменьшение расчетной мощности трансформаторного оборудования, входящего в состав фазоповоротного устройства (ФПУ), уменьшение количества тиристорных коммутаторов в модулях продольного регулирования. Разбиение вторичных обмоток на равные секции облегчает коммутацию тиристоров и позволяет ввести режим импульсно–фазового управления тиристорам между соседними уровнями синусоидального выходного напряжения ФПУ в целях реализации плавного регулирования напряжении в пределах, определяемых ГОСТ. Тиристорные коммутаторы вынесены в цепи первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора и находятся под напряжением линии распределительной сети 6-20 кВ, что позволяет применять данное устройство в сетях среднего напряжения. Технический результат достигается тем, что используется один вольтодобавочный трансформатор (ВДТ), первичные обмотки которого соединены по способу «треугольник» и подключены к входным зажимам ФПУ. На базе вторичных обмоток реализуются модули поперечного и продольного регулирования, включенные последовательно между входным и выходным зажимами каждой фазы ФПУ. 5 ил.