Устройство для компенсации провалов переменного напряжения

 

Союз Советские

Социалистические

Ресттубп ик

ОЛИ „ЙЯ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1 (, 7(5320 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено01.10.73 (21) 1963070/24 07 с присоединением заявки t%— (23)Приоритет

Опубликовано 05,01.80. 6((}плетень .% 1 (51) (Ч. i -;.I.

С" 05 F 1/30

Государственный камитет до делам изобретений и етнрытий (3 ) Д ь, Г 2 1, 3 1 6. .—;22,1 (088 8) I

Дата опубликования описания 08.01.80 (72) Авторы изобретения

Б. H. Иванчук, И. И. 1(одoc}(oB:: Б. Я. Р-. ннов (7l) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КО." (11Е11СЛЦ11! : 1РО(э. 1.(1ОД

ПЕРЕМЕНг1ОГО НАПРЯ?(.Е(-111Я является -.ложность схем}1.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания стабилизаторов постоянного напряжения от источника переменного напряжения, которое в процессе работы может иметь значительные отклонения по амплитуде в течение кооотких интет}валов времени.

Известно устройство, позволяющее компенсировать провалы напряжения, в котором сигнал управления проходит последовательную: цепь из усилителя, фор10 мирователя импульсов, датчиков напряжения HB основном и вольт-добавочном тиристорных ключевых элементах регулятора, датчика фазы тока нагрузки (1j.

Известно также устройство для компенсации провалов переменного напряжения, содержащее основной тиристорный ключевой элемент, силовая цепь которого включена между выводами для подклкг28 чения питающего источника и нагрузки, подключе(пп,(е параллельно и соединенные последовател}.но во}и,т-добавочный тиристорный ключевой элемент и обмотка.."2

Во., 1üò (б г э .(нс 1 т э нс 11ООх .ъ "с "1 " т чикp 1(апp жения кажа(},(й из кc Tср:lx вхсдо(,1 псдклю IB!! и" р (лс 1ьно си(;Овей(7 HrlIiCò - . «т г.- Krt(O« =B IX -1 1« ;, т —,Fl »C!Ii(1 :тели и схе."1у совпа дени> .- 1.

11с(}ос-.ат ком известно(О устгo - còва аделью . зобретения являются vi(poI!(e=1.:ие, уме((ьшение габаритов и г.оса, Поставленная цель достигается тем, что B устройстве для компепса и((и про валов переменнсгс напри»не(и(я (:хсд ка... ;— ,допо из указа}(ных дат -Iиков напряжения

ПодКЛ(ОЧЕ((" СООТЬЕТС В гдЮ»(ЕХ ): }(лд r схемы совпадения, выход которой через

СОО (ВЕТСТВ Ю Цпй I = (1 >ТО(РИС: l«iil CB ДВ,", введенных оптpoHQB подкл си еи к уiiрав= ля ощему входу состгетст \ ;»ю цсго нз указаннь.х. тиристориых клio (евых эле}ион= тсв, пр}(чем фстодат 1:.»(и о II-i1 О((О(1:(срез введен}(ь}е,(г(О-„-.Одсгат }д» (с <-О IIIIII l !II!o релейный эле .(ент I 1}ширя". .;(-.;. I,.;-О;. див

НЕННЬ(Е С Г=ЫВСДа П; Д.-.Я ИО;(КИ:" ". !!I I И;::70832 тающего источника, в случае испопьзования в трехфазной системе питания, один из выводов для подключения нагрузки служит для подключения к одной из фаз питающего источника, кроме того, каждый из датчиков напряжения выполнен на двух транзисторах одного типа проводимости, соединенных коллекторами между собой и включенных один — по схеме с общей базой, второй - по схеме с общим эмиттером.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема, показывающая взаимосвязь и возможное практическое выполне- ние отдельных его узлов.

Предложенное устройство (фиг. 1) содержит вольт-добавочный трасформатор 1 и нагрузку 2, подключенные к питающему источнику 3 через основной 4 и

20 волы-добавочный 5 тиристорные ключевые элементы.

Параллельно ключевым элементам подключены .датчики 6 и 7 напряжения через схему 8 совпадения и фотоприемники 9-10 оптронов, подключенные к входам,уснлителей 11 н 12. Фотодатчики оптронов подключены: один — к основному, другой — к инверсному выходу релейного элемента 13, подключенного к питаз ющему источнику 3 через выпрямитель

14. Питание ключевых элементов осуществляется от вспомогательного источника 15.

Е(атчики 6-7 напряжения схема 8 совпадения, усилители 11-12 могут быть выполнены (см. фиг. 2) на транзисторах

16 н резисторах 17. В устройстве (фнг. 2) 4о в качестве ключевых элементов 4-5 использованы симисторы; питающий источник 3 и -нагрузка 2 — трехфазные; схема управления симисторами другой фазы 4, 5 выполняется аналогично

45 схеме управления симисторами 4.- .

Принцип работы предложенного устройства для компенсации провалов напряжения состоит в следующем.

В исходном состоянии, когда напряже- о ние источника 3 достаточно близко к номинальному значению, выходное напряжение выпрямителя 1 4 удерживает релейный элемент 13 во включенном состоянии, при котором через фотодатчик 9 оптрона протекает. ток, а фотодатчик 1 0 оптрона обесточен.

Вследствие этого ток может протекать только через фотоприемник 9 оптрона,.ко9 4 торый сигналом фотодатчика уд рживается в состоянии готовности к включению.

В данном режиме работы ключевой элемент 5 находится в отключенном состоянии, а нагрузка 2 подключена к источнику 3 через включенный тиристорный ключевой элемент 4. Перевод его во включенное состояние осуществляется в каждом полупериоде питающего напряжения, при прохождении тока нагрузки 2 через нулевое -начение. В эти моменты времени напряжение необходимой полярности имеется в наличии на обоих элементах 4 и D> соответственно с обоих датчиков 6-7 напряжения выходные сигналы поступают на схему 8 совпадения, выходная цепь которой начинает пропускать ток от источника 15 к фотоприемникам 9-10 оптронов.

Поскольку в состоянии готовности к включению находился только фотоприем»ик 9 оптрона, последний включится и ток от источника 15 поступает только на вход усилителя 1 1, в результате чего на его выходе вырабатывается импульс включения тиристорного ключевого элемента 4, и он вновь перейдет во включенное состояние. Включение т и ристорного ключевого элемента 4 автоматически вызывает исчезновение сигнала на входе датчика 6 и соответственно на одном входе схемы 8 совпадения.

Вследствие этого пропадает сигнал

HG входе (и выходе) усилителя 11, и фотоприемник 9 оптрона вновь возвращается в состояние. готовности к включению.

Если напряжение источника 3 уменьшится ниже допустимого предела, уменьшится напряжение на выходе выпрямителя

14, и релейный элемент 13 перейдет в отключенное состояние, при котором фотодатчик 9 оптрона обесточен, а через фотодатчик 10 оптрона протекает ток.

С этого момента времени фотоприемник

9 оптрона (находившийся в обесточенном состоянии) отключается, и в состояние готовности к включению переходит фотоприемник 10 оптрона. После этого, в конце полупериода напряжения, когда уменьшится до нуля ток через элемент

4 и последний перейдет в отключенное состояние, вновь появится напряжение на обоих элементах 4-5 соответственно и на входах датчиков 6-7 и на входах 8 совпадения. Выходная цепь последней начнет пропускать ток от источника 15

Э 708 к онтронам 9-10, включится фотоприемник 1 0 оитрона, появится сигнал на входе (и выходе) усилителя 12, элемент 5 перейдет во включенное состояние, вспед:.твие чего нагрузка 2 будет подключена к источнику 3 через повышающий автотрансформатор 1. В каждом последующем попупериоде при прохождении тока через элемент 5 через нулевое значение элемент 5 будет вновь вклю- 1о чаться в описанной выше последовательности.

Зто состояние будет продолжаться до тех пор, пока напряжение источника

3 вновь не станет достаточно близким к номинальному значению. При этом

Вновь включится репейный элемент 13, потечет ток через фотодатчик 9 оптрона и схема вернется в исходное состояние.

Процесс переключения тока с фото- 20 датчика 9 оптрона на фотодатчик 1 0 оптрона (и наоборот) может произойти и во время протекания тока от источника 15 через ранее открытый фотоприемник 9 оптрона (или 10). Поскольку при включении фотоприемника одного оптрона второй автоматически шунтируется первым, переключения тока с фотоприемника одного оптрона в данный момент времени не произойдет, и зто исключает одновременное включение элементов 4 и

5, т. е. короткое замыкание трансформатора 1.

Из изложенного принципа работы устройства следует, что переключение нагрузки 2 с повышенного напряжения на номинальное и наоборот .происходит только при прохождении ее тока через нулевое значение, что резко снижает уровень

° коммутационных помех в системе питания.

В предложенном устройстве может быть введено дополнительное, внешнее управление релейным элементом 13, при котором обеспечивается одновременное обесточенное состояние обоих фотодатчиков 9-10 оптронов. Зто дает возможность использовать предложещлое устройство и как бесконтактный выключатель, так как в этом режиме будут обесточены оба тиристорных ключевых элемента 4 и 5.

В устройстве, приведенном на фиг. 2, раскрыт один из возможных вариантов практической схемы предложенного устройства.

В частности, в нем в качестве тиристорных ключевых элементов 4-5 приме)нены симисторы. Как следует из фиг. 2, 329 б в предложенном устройстве для питания трехфазной нагрузки от треxpQOIIoI o IIcточника достаточно двухфазного регупяf тора напряжения (симисторы 4-4 и

5-5 управляются одновременно оТ общего выпрямителя и релейного элемента, при ем схема управления симисторов !

4, 5 идентичча приведенной для симисторов 4- э).

Включение транзисторов 16 в датчиках 6-7 напряжения обеспечивает переход их в открытое состояние при любой полярности напряжений на элементах 45, что существенно упрощает устройство в целом.

Формула изобретения

1. Устройство для коллпенсацл и проBBJIoB переменного напряжения, содержащее основной тиристорный ключевой элемент, силовая цепь которого включена между Выводами дпя подключения питающего и=точника и нагрузки, подключенные параллельно и соединенные последоВательно Вольт goGBBQ"-IIIbIË тиристсрный ключевой элемент II обмотка вольт.-добавочного грансфорллатора датч;н:и напряжения, каждый из которых Входом подключен параллельно силовой цепи сеот-. ветствуюшего из указанных гиристорных

КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, "v ÑÈËÈÒBËÈ Il СХЭМУ совпадения, отличающееся тем, что, с цепью упрощения, уменьше=ния габаритов и веса, выход каждог о иэ указанных датчиков напряжения подключен к соответствующеллу входу схемы совпадения, выход которой через соответствующий из фотоприемников двух введенных оптронов подключен к управляющему входу соответствуюшего из указанных тиристорных ключевых элементов, причелл фотодатчики оптрочов через введенные и последовательно соединенные репейный элеллент и выпрямитель соединены. с выводами для подключения питающего источника.

2. Устройство по п. 1, о т и и—

". à þ ù å е ñ ë тем, что В случае использования в трехфазной системе питания, один из Выводов для подключения нагрузки сл ";кит для подключения к одной из фаз питающего источника.

3. Устройство по II. 1, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что каждый иэ датчпкоВ напряжения Выполнен на двух трап= зисторах одного типа проводимости, сое708;3 лип()1!н/./х коллекторамп м )жлу собо!1 и вкл!очс н/1/(/х ол/! It по (. хоме с о!)щей базой, второй — по схеме с общим эмиттером.

Источники информации, пр/нят/!е во внимание при экспертизе

1. !1оме/!иков В. И., Казанский Л. /"."1.„

Стабилизированные источники электропи2(! R т 11111)I (У/!оной /)а//IIP:Я1(к f>PI!I/Pl) ll/II(1 "1 тур/1. Л ° "Супостроение" 197 / с. 229.

2. Окунь С. С. и лр., Трансформаторнь!е и трансформаторно-тиристорные ре/ уляторы — стабилизаторы напряжения. M„

Энергия", 1 969, с. 1 60, рис. 4-1 3.

ЦНИИПИ Заказ 8487/43 Тираж 956 Полписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгорол, ул, Проектная, 4