Регулятор однофазного напряжения

 

723736

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.05.77 (21) 2489842/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл .

Н 02М 5/22

Государственный комитет (53) УДК 621.314..27 (088.8) Опубликовано 25.03.80. Бюллетень №11

Дата опубликования описания 27.03.80 до делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Е. Осинцев и В. С. Минчаков (71) Заявитель

P f=,". . (54) РЕГУЛЯТОР ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в тех устройствах фазового регулирования напряжения, где важны такие качества, как простота и широкий диапазон регулирования.

Известен регулятор, в котором управляемый по фазе источник питания содержит последовательно подключенные к источнику переменного напряжения тиристор и нагрузку, однопереходный транзистор, стабилитрон конденсаторы, резисторы (1). Однако схема его сложна и не обеспечивает широких пределов регулирования напряжения, так как не обеспечивает диапазона изменения угла регулирования от 0 до 180 .

Известен также тиристорный регулятор напряжения, содержащий последовательно подключенные к источнику переменного напряжения нагрузку и тиристор, катод которого соединен с одним из выводов переменного резистора, а анод через последовательно включенные диод и резистор подключен к одному из выводов конденсатора и к стабилитрону, а также содержит триггер Шмитта, выполненный на двух транзисторах, и выходной транзисторный ключ со стабилитроном в цепи смещения. Устройство управ2 ления тиристором питается положительной полуволной питающего напряжения, ограниченной стабилитронами, и поэтому не обес печивает регулирования напряжения в широких пределах (Π— 110 В), а только 10—

100 В, так как не обеспечивает изменения угла включения тиристора 0 — 180 . При углах включения тиристора близких к 0 или к 180 амплитуда импульса управления уменьшается и недостаточна для включения тиристора 121.

10 Недостатком такого регулятора напряжения является его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор, содержащий тиристор, силовые электроды которого образуют выходные выводы регулятора, с которыми связана основная цепочка из последовательно включенных диода и конденсатора, точка соединения которых подключена через переключающий элемент, например динистор, к управляющему электроду тиристора, а также два резистора (3) .

Однако схема управления тиристором в таком регуляторе не позволяет создать импульс управления при углах включения

723736 ид

I5

2О

2Б

36 тиристора 0 — а1. и а.— - 100 ". Угол вк!)ючения тиристора нестабилен в зоне максимальных углов регулирования, так как в этой зоне резко нарушается линейность заряда конденсатора. Угол вкл10чения тиристора исстабил н при колебаниях питающего наГ!рямсния, так как От колеоаиий питающсго наиряжсния зависит Бпсмя заряда конденса гора.

Цель)0 изобретения является расширсние и)! апаз011а pc! vли )0!за1)ия

Это достигается- тем, что известный предложенный регулятор снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных стаби:1итрона и дополните.!Ьного конДЕНСато!)а, HOJIiЛ10ЧЕШ)ой IBPH.t!.!!ColbHO ÎCHOB ной цепочке, причем одна обкладка дополнительного конденсатора и анод упомянутого диода подсоединены к катоду тиристора, анод стабилитрона и одна обкладка конде!1сатора основной цсио 1ки подключены через последовательно соединенные первый резистор и дополнительно в)зеденный диод к аноду тиристора, другие о!вкладки уио )януты.; конденсаторов соединены между собой, а второй резистор подключен параллельно обеим цепочкам.

На фиг. приведена электрическая схема предложенного регулятора; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Тиристорный регулятор напряжения содержит последовательно подключенные к источнику переменного напряжения нагрузку 1 и тиристор 2, катод которог0 соединен с одним из выводов переменного резистора 3, а анод через иоследователы!о включснные

J0!I0 1HHTельнь1й .1нод 4 H pP3HcTOp 5 ключен к одному из выводов конденсатора 6, к аноду стабилитрона 7 и к другому выводу переменного резистора 3. Регулятор снабжен динистором 8 и дополнитель IhIMH конденсаторами 9, причем анод тиристора 2 соединен с катодом диода 4, управляющий перехОД THpHcTopd 2 соединен с ка 1 Одом динистора 8, анод которого соединен с IiHToдом диода 10. с другим выводом конденсатора 6, с катодом стабилитрона 7 и с одной из обкладок дополнительного конденсатора 9, другая обкладка которого и анод диода 10 соединены с катодом тиристора 2.

T«pисторный регулятор напряжения работает следующим образом.

При отрицательной иолуволне питающего напряжения (U„) накопительный конденсатор 6 заряжается от истс:ника питания по цепи диод 4 — резистор 5 --- диод 10— малое сопротивление нагрузки 1 (фиг. 2 6).

При этом конденсатор 9 заряжается малым напряжением 0,5 В, обусловленным прямым падением напряжения на диоде 10 (фиг. 2в).

Напряжение на конденсаторе 6 (Ис „.) ограничивается стабилитроном 7 (ист. 7). Заряд конденсатора 6 1рскращается в моменты времени vt=x, .1, когда напр".æåíèå на нем достигает напряжения стабилизации стабилитрона 7. В моменты времени wt =wt > диод 4 и диод 10 закрываются, поскольку напряжение на конденсаторе 6 становится больше напряжения источника питания.

С этого момента конденсатор 6 разряжается через переменный резистор 3 на конденсатор 9, перезаряжая его. Так как напряжение на конденсаторе 6 было стабилизировано стабилитроном 7, заряд конденсатора 9 не зависит от колебаний питающего напряжения и определяется только всличинами емкостей 6 и 9 и величиной переменного резистора 3.

При vt диод 4 препятствует прохождению положительнои полуволны напряжения источника питания, поэтому ход процессов в схеме не меняется и не зависит от цепи источника питания. В момент времени

wt =- wt 1 напряжение на конденсаторе 9 становится равным напряжению отпирания дииистора 8, сопротивление динистора резко падает, и конденсатор 9 разряжается через открытый динистор на управляющий переход тиристора 2. Тиристор включается, и к сопротивлению нагрузки 1 прикладывается напряжение источника питания (см. фиг. 2 г)

1 и1. Разряд конденсатора 9 проходит до тех пор, пок-напряж,ение на нем не станет равным остаточному паденик) напряжения иа динисторе 8, прй этом дииистор выключается. После этого происходит снова заряд конденсатора 9 по цепи конденсатор 6 резистор 3. Конденсатор 6 выбирают такой емкости, чтобы напряжение на конденсаторе 9 при его повторном заряде не достигло напряжения отпирания динистора 8. При следующей отрицательной полуволне питающего на)!ряжения конденсатор 9 перезаряжастся до напряжения 0,5 В, обусловленного прямым падением напряжения на открытом диоде 10. Диод 4 открывается и конденсатор 6 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона. Далее процессы повторяются.

Таким образом, включение тиристора 2 возможно во всем диапазоне wt от л до 2д, для этого необходимо изменять сопротивление переменного резистора 3. С уменьшением сопротивления этого резистора уменьшается время заряда конденсатора 9 (фиг. 2в) по цепи конденсатор 6 — — резистор 3, и точка отпирания динистора и включение тиристора переходят из положения А в положение Б (фиг. 2 в), т. е, изменится угол включения тиристора от значения а, до значения а

Применение предложенного тиристорного регулятора напряжения позволяет плавно регулировать угол отпирания тиристора от

0 до 180, а также поддерживать его noстояниым при колебаниях питающего напряжения, что способствует расширению диапазона регулирования напряжения.

Формула 11аобретения

Регулятор однофазного напряжения, содержащий тиристор, силовые электроды

723736

fuz., /

Составитель Г. Мыцык

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетняк

Тираж 783 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Кравцова

Заказ 449/41 которого образуют выходные выводы регулятора, связанные с цепочкой из последовательно включенных диода и конденсатора, точка соединения которых подключена через переключающий элемент к управляющему электроду тиристора, а также два резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, он снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона и дополнительного конденсатора, подключенной параллельно основной цепочке, причем одна обкладка дополнительного конденсатора и анод упомянутого диода подсоединены к катоду тиристора, анод стабилитрона и одна обкладка конденсатора основной цепочки подключены через последовательно соединенные первый резистор и дополнительно введенный диод к аноду тиристора, другие обкладки упомянутых конденсаторов соединены между собой, а второй резистор подключен параллельно обеим цепочкам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3870903, кл. Н 02 М 1/08, !974.

10 2. «Радио» 1972, № 9, с. 55.

3. «Тиристоры» (технический справочник) под ред. Лабунцова В. А., М., «Энергия», 1971, рис. 9 — 7.