Устройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентильного преобразователя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 432475

Союз Советских

СоциадистическиХ

Респубпик (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 26.07.7! (21) 1685442/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 17.12.74 (51) М. Кл. G 05f 1/56

Н 02р 13/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авто )ы изобретения

Ф. П. Каляев и В. H. Дудников

Институт физики высоких давлений (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВЕНТИЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к устройствам фазоимпульсного управления преобразователями с управляемыми вентилями в устройствах автоматического регулирования и вторичных источниках электропитания.

Известные устройства для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентильного преобразователя, содержащие фазосдвигающий блок с сетевым трансформатором с несколькими вторичными обмотками и измерителем амплитуды напряжения сети, орган сравнения и управляемые вентили, не обеспечивают высокой точности стабилизации выходного напряжения во всем рабочем диапазоне из-за отсутствия линейной зависимости между выходным напряжением вентильного преобразователя и управляющим напряжением органа сравнения, на второй вход которого подается синхронное с сетью опорное напряжение, форма которого определяет характеристику вход — выход всего устройства.

Устройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения управляемогопреобразователя должно обладать высокой линейностью характеристики управления, определяющей точность стабилизации этого устройства. При этом фазовая характеристика фазосдвигающего устройства не должна отличаться от арккосинусоидальной, необходимой для линейности характеристики управления вентильным преобразователем, который обладает косинусоидальной зависимостью среднего значения выходного напряжения от угла регулирования.

5 Для повышения линейности зависимости выходного напряжения преобразователя управляющего напряжения в предлагаемом устройстве фазосдвигающий блок снабжен трехполюсным ключом и RC-мостом, одна диаго10 наль которого подключена к одной из вторичных обмоток сетевого трансформатора со средней точкой, являющейся общей для входов органа сравнения, а другая диагональ соединена с трехполюсным ключом, управляющие

15 цепи которого соединены через формирователи прямоугольного напряжения к другим вторичным обмоткам сетевого трансформатора, при этом измеритель амплитуды напряжения сети подключен к последовательно соединенным

20 резисторам, общая точка которых подключена к выходу трехполюсного ключа.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого устройства.

Первичная обмотка 1 трансформатора 2

25 подключена к тем же фазам сети, с которыми соединена через управляемые вентили нагрузка. С вторичной обмотки 3 трансформатора 2, средняя точка которой является общей точкой всего устройства, противофазные напряжения

30 подаются на фазосдвигающий блок, выполнеи 432475

1о

15 и 7ср — уарт к

U = — " cosa>t, и го г5 зо

3 ный на резисторах 4 и 5 и конденсаторах G u

7. С выхода фазосдвигающего блока напряжения, сдвинутые на I-90 относительно сетевого напряжения, подаются па трехполюсный ключ 8, который управляется по коллекторнобазовым переходам противофазными токами, формируемыми ограничителями, выполненными на стабилитронах 9 — 12, резисторах 13 — 1б и подключенными к обмоткам 17 и 18 трансформатора 2. Таким образом, на выходе ключа возникает периодическое напряжение с ча.стотой, в два раза превышающей частоту сети, описываемое в интервале от 0 до л функцией косинуса: где U — амплитуда напряжения сети, n — коэффициент трансформации, а — круговая частота напряжения сети, t — время.

Это напряжение через конденсатор 19 суммируется на резисторе 20 с отрицательным постоянным напряжением, пропорциональным амплитуде сетевого напряжения, поступающим с измерителя амплитуды, выполненного на конденсаторе 21, диодах 22, 23, подключенных к обмоткам 24, 25 трансформатора 2. Причем соотношение между резисторами 20 и 2б выбрано так, что величина постоянного отрицательного напряжения на резисторе 20, пропорционального амплитуде напряжения сети, равна амплитуде консинусоидального напряжения на нем, т. е. напряжение на резисторе 20 будет

U, = — — " (1+cosui) (2) и

Это напряжение в качестве опорного поступает на один из входов сравнительного устройства 27, представляющего собой диоднорегенеративный компаратор, на второй вход которого подается управляющее напряжение

U „p. Каждые полпериода сетевого напряжения в момент равенства опорного и управляющего напряжений диодно-регенеративный компаратор генерирует импульс, который с выходных обмоток 28, 29 поступает на управляющие электроды вентилей, т. е. моменты возникновения импульсов на выходе фазосдвигающего блока определяются из равенства: — U — — " (1 + cos ot); (3) и

О = arccos 1 — — У,„р, (4)

У„, где О = л —

Таким образом, изменяя величину управляг ющего напряжения от 0 до — U по линейному и закону, можно изменять угол регулирования вентилей от 0 до 180 по закону арккосинуса.

При этом среднее значение напряжения на нагрузке преобразователя, определяемое из известного выражения л

U,ð = — — У sin аИа/ = " (1 — cos 8), т.— 8 после подстановки значения О из выражения (4) имеет вид: т. е. прямо пропорционально управляющему напряжению и в указанных пределах его изменения не зависит от напряжения сети.

При изменении амплитуды напряжения сети пропорционально ей изменяются амплитуда косинусоидального напряжения на выходе фазовращательной цепи и выходное напряжение измерителя амплитуды, а следовательно, и угол регулирования вентилей. Причем, при увеличении сетевого напряжения угол регулирования уменьшается, при уменьшении — увеличивается. При постоянной величине управляющего напряжения это свойство фазосдвигающего устройства обеспечивает стабилизацию- среднего значения напряжения на нагрузке с высокой точностью.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования и стабилизации выходного напряжения вентильного преобразователя, содержащее фазосдвигающий блок с сетевым трансформатором с несколькими вторичными обмотками и измерителем амплитуды напряжения сети, орган сравнения и управляемые вентили, отличающее" я тем, что, с целью повышения линейности зависимости выходного напряжения преобразователя, фазосдвигающий блок снабжен трехполюсным ключом .и КС-мостом, одна диагональ которого подключена к одной из вторичных обмоток сетевого трансформатора со средней точкой, являющейся общей для входов органа сравнения, а другая диагональ соединена с трехполюсным ключом, управляющие цепи которого подсоединены через формирователи прямоугольного напряжения к другим вторичным обмоткам сетевого трансформатора, при этом измеритель амплитуды напряжения сети подключен к последовательно соединенным резисторам, общая точка которых подключена к выходу трехполюсного ключа.

432475 гг

Составитель Л. Стрелкин

Текред Л. Акимова

Редактор С. Хейфиц

Корректоры; В. Петрова и О. Данишева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3317/3 Изд. № 1834 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 475