Стабилизатор переменного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ri»763866 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 10,05.78 (21) 2617319/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

0 05 F 1/44

Гасударственный комитет (53) УДК 621.316, . 722. 1 (088. 8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 25.09.80 по делам нэобретеннй н етнрытня (72) Авторы изобретения

В. В. Губанов и А. Л. Зарх (71) Заявитель

Северо-Западный заочный политехнический институт (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам электропитания различных устройств.

Известны стабилизаторы переменного напряжения (1), (2).

Первое из известных устройств содержит нелинейный колебательный контур, симмет, ричный тиристор, согласующий трансформатор с силовым выпрямителем и орган управления (1).

Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит инвертор, входом подключенный к входной клемме, выходом через нелинейный колебательный контур — к выходным клеммам, а управляющим входом — к выходу блока управления инвертором, нелинейный колебательный контур состоит из линейного дросселя, конденсатора, вспомогательного дросселя и цепи из двух встречно-параллельных соединенных тиристоров, причем один вывод линейного дросселя соединен с первым входом нелинейного колебательного контура, другой вывод -- с первой обкладкой конденсатора, первым выводом вспомогательного дросселя и первым выходом нелиней2 ного колебательного контура, второй вывод вспомогательного дросселя подключен к первому выводу цепи из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, второй вывод которой подключен к второй обкладке конденсатора и вторым входу и выходу нелинейного колебательного контура, при этом управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления тиристорами, включающего управляющий элемент (2).

Недостаток этого стабилизатора, ограничивающий его область применения, заключается в малом диапазоне регулирования выходного напряжения. Этот недостаток вызван следующей причиной. Изменение величины выходного на пряжения осуществляется путем изменения времени включения соответствующего тиристора в каждую полуволну выходного синусоидального напряжения относительно времени прохождения этого напряжения через нулевое значение. При этом, чем раньше включаются тнристоры, тем на большее время в каждую полуволну выходного напряжения закорачпваются конденсатор нелинейяого колебательного контура и выход стабилизатора последовательной

763866 цепью, состоящей из низкоомного вспомога тельного дросселя и тиристоров. Однако, чем больше время тиристоры находятся во вклю;ченном состоянии, тем больше происходи1 расстройка колебательного контура, чт< вызывает резкое увеличение входного реактивного тока этого контура и искажение форм выходного синусоидального напряжения. Это обстоятельство не позволяет изменять выходного напряжения стабилизатора за счет управления тиристорами в контуре более, чем на +-10 -15O/0.

3 î

Целью изобретения является увеличение пределов регулирования выходного напряжения.

Цель достигается тем, что в известный стабилизатор переменного напряжения введены последовательно соединенные узел управления и широтно-импульсный модулятор, причем вход узла управления соединен с управляющим элементом блока управления тиристорами, а выход широтно-импульсного о модулятора подключен ко входу блока уп равления иквертором.

На чертеже представлена схема стабилизатора переменного напряжения, Стабилизатор переменного напря>кения содержит инвертор 1, выходом подключенный к входу управляемого нелинейного колебательного контура 2, состоящего из линейкого дросселя 3, конденсатора 4, вспомогателького дросселя 5, одним выводом подключенного к линейному дросселю 3, а вторым выводом к цепи из встречно-параллельно соединенных тиристоров 6 и 7. Управляющие входы тиристоров 6 и 7 подключены к блоку 8 управления тиристорами. В стабилизатор также входят управляющий элемент 9, который соединен с бло- д ком 8 управления тнристорами и с узлом 10 управления, а последний соединен с широтно-импульсным модулятором 11, выход которого соединен с блоком 12 управления инвертором.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Постоянное входное напряжение инвертор 1 преобразует в высокочастотное прямоугольное напряжение, которое поступает на вход управляемого нелинейного колебательного контура 2, настроенного на первую гармонику входного напряжения. На выходе нелинейного колебательного контура 2 напряжение принимает вид, близкий к синусоидальному. Когда первая положительная полуволна на выходе нелинейного колеба- о тельного контура достигнет заданного значения, включается тиристор 6 за счет подачи на его управляющий электрод напряжения с блока 8 управления тиристорами. В результате этого конденсатор 4 и выход стабилизатора шунтируются низкоомной цепью, состоящей из вспомогательного дросселя Г и вкл1оченного тиристора 6, что препят ствует дальнейшему увеличению напряжения на выходе стабилизатора. Аналогично происходит при отрицательной полуволне выходного напряжения. При изменении выходного напряжения, вызванного различными дестабилизирующими факторами, блок 8 управления тиристорами включает тиристоры б и 7 раньше, если напряжение увеличилось, или позже, если напряжение уменьшилось, относительно времени прохождения выходного напряжения через нулевое значение, что обеспечивает стабилизацию выходного напряжения.

С целью уменьшения выходного напряжения за счет ручной установки изменяют положекие движка потенциометра 9 (управля ющий элемент блока управления тиристорами) таким образом, чтобы тиристоры 6 и 7 включались относительно времени прохождения выходного напряжения через нулевое значение раньше по сравнению с включением их при номинальном выходном напряжении. Одновременно при изменении положения движка потенциометра 9 изменяется входное сопротивление и напряжение на входе узла 10 управления, который воздействует на широтно-импульсный модулятор 1! таким образом, что приводит к уменьшению ширины импульсов (увеличению паузы на нуле), поступающих с блока 12 управления инвертором на базы транзисторов иквертора, если он выполнен в транзисторном варианте. Это в свою очередь, вызывает уменьшение амплитуды первой гармоники на выходе инвертора 1, на которую настроен нелинейный колебательный контур 2. В результате этого время, в течении которого конденсатор 4 и выход стабилизатора оказываются закороченными низкоомной цепью, состоящей из вспомогательного дросселя 5 и тиристоров 6 и 7, остается таким же, как и в случае номинального выходного напряжения, при котором соблюдается оптимальный режим нелинейного колебательного контура 2. Таким образом, выходное напря>кение можно уменьшать практически до нулевого значения при сохранении оптимального режима нелинейного колебательного контура 2 (не возрастают входной реактивный ток и не происходит искажение синусоидальной формы выходного напряжения). При этом необходимо соблюдать условие регулирования: при уменьшении напряжения ка выходе управляемого нелинейного колебательного контура 2 путем управления тиристорами б и 7, необходимо одновременно уменьшать амплитуду первой гармоники на входе управляемого нелинейного колебателького контура 2 за счет широтно-импульсной модуляции напряжения, поступающего с выхода инвертора i.

Предлагаемое устройство позволяет получить стабилизированное синусоидальное напряжение с возможностью плавной регулировки его амплитуды от значения близкого к нулевому до номинального. что

763866

Составитель С. Чернышева

Редактор Т. Кузнецова Техред К. Шуфрич Корректор M. Вигула

Заказ 6281/41 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патеитэ, г. Ужгород, ул. ПрЬектная, 4 волит значительно расширить область применения стабилизаторов данного вида. формула изобретения

Стабилизатор. переменного напряжения, содержащий инвертор, входом подключенный к входной клемме, выходом через нелинейный колебательный контур — к выходным клеммам, а управляющим входом— к выходу блока управления инвертором, нелинейный колебательный контур выполнен в виде линейного дросселя, конденсатора, вспомогательного дросселя и цепи из двух 1о встречно-параллельно соединенных тиристоров, причем один вывод линейного дросселя соединен с первым входом нелинейного колебательного контура, другой вывод — с первой обкладкой конденсатора, первым выводом вспомогательного дросселя и

1а первым выходом нелинейного колебательного контура, второй вывод вспомогательного дросселя подключен к первому выводу цепи из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, второй вывод которой подключен к второй обкладке конденсатора н вторым к входу и выходу нелинейного колебательного контура, при этом управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления тиристорами, включающего управляющий элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения пределов регулирования выходного напряжения, в него введены последовательно соединенные узел управления и широтноимпульсный модулятор, причем вход узла управления соединен с управляющим элементом блока управлення тиристорами, а выход широтно-импульсного модулятора подключен ко входу блока управления инвертором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 485430, кл. G 05 F 1/46, 1974.

2. Патент США № 3435248, кл. 307 — 46, 1973.