Устройство для получения регулируемогонапряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз,Советскик

Социалистических

Рес ублзк

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040579 (21} 2762634/24-07 ®) с присоединением заявки Нов

G 05 F 1/45

С 05 F 1/46 (Н 02 M 7/1 О) (53) УДК 621. 314. .632(088.8) Государственный комитет СССР но делам изобретениИ н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230781, Бюллетень No 27

Дата опубликования описания 230781 (72) Автор изобретения

A.Ô.Áåðåçîâñêèé, 4, Ярославский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

РЕГУЛИРУЕМОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть использовано в качестве устройства для получения регулируемого напряжения.

Известны устройства регулирования напряжения (1 .

Основными недостатками таких устройств являются мягкая внешняя хаоактеристика, низкие экономические пока- 10 эатели и узкая область их примене, ния.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для получения регулируемого напряжения, выполненное в виде мостовой схемы, два одних смежных плеча которой образованы двумя конденсаторамн, два других смежных плеча - управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста 2(.

Однако регулирование выходного напряжения от удвоенного до нуаавого состоит в постепенном выводе устройства из действия. Начиная с угла регулирования тиристором g )p

90О, когда возникает заметное изменение выходного напряжения, конденсатор, имеющий общий вывод с тиристором, при закрытом состоянии тиристора успевает полностью разрядиться на сопротивление нагрузки и получить заряд противоположного знака, который после открытия тиристора нерационально расходуется на ток в цепи источника помимо сопротивления нагрузки. Вследствие этого во всем диапазоне (от удвоенного выходного напряжения до нулевого) постепенно увеличивается пульсация выходного напряжения, уменьшается жесткость внешней характеристики устройства, уменьшается КПД, входное сопротивление устройства иэ активно-емкостного становится активноиндуктивным. В диапазоне изменения выходного напряжения от. 100 до 33...

25% укаэанные недостатки делают известное устройство практически непригодным.

Цель изобретения — повышение жесткости внешнем характеристики и улччшение энергетических показателей, а также оасширение области использования устройства. поставленная цель достигается тем, что в устройства для получения регулируемого напряжения, выполиеннымв видемостовой схемы.два одних

849166

hUd/Е

КПД

Выходное напряжение

17 емк ° о о

17 емк, Ос89

0,89

0 ° 67

1 27, Ещ

21,7

21,7

0,67

31 емк.

2(P инд.

0,74 Ет

О 79

О, 66

0 27

L0,5

51 смежных плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча — управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоедиыения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста, параллельно конденсатору, обкладка которого подключена к управля-. емому вентилю, подключен дополнительно но введенный вентиль, соединенный с управляемым вентилем одноименными силовыми электрсщами. !

Кроме того, при регулировании нагрузки переменного тока цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с диагональю переменного тока мостовой схема, а в диагональ пос- 35 тоянного тока включен дополнительно введенный балластный элемент сопротивления.

Иа чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства в 7Q первой модификации исполнения.

Устройство содержит мостовую схему, два смежных плеча которой составляют конденсаторы 1 и 2, а два других смежных плеча - вентиль 3 и управляемый вентиль 4. Параллельно конден5 сатору 2, имеющему общий вывод с управляемым вентилем 4, подсоединен дополнительный вентиль 5,имеющий одноименный с управляемым вентилем электрод н общем выводе. К выводам второй пары подсоединено сопротивление б нагрузки. Если очень мало ннутреннее активное сопротивление мощного источника переменного напряжения, то, с целью ограничения толчков за- З5

Рядных токов через конденсаторы, между сетью и олним из выводов первой пары подсоединяют балластный резистор 7.

В этом варианте устройство рабо- 40 тает следующим образом.

Когда угол управления cL =O, тип ристор 4 полностью открыт, и предлагаемое устройство (как н известное) Результаты зкспериментон показывают, что в процессе регулирования выходного напряжения от двухкратного до однократного показатели пред- 40 лагаемого устроистна по сравнению с известным улучшаются: пульсация выходного напряжения становится меньше, жесткость внешней характеристики увеличивается вдвое, КПД становит- 45 работает аналогично удвоителю выпрямленного напряження. Когда же угол управления d.=180, тирнстор 4 закрыт, а устройство действует как однополупериодный выпрямитель, у которого параллельно сопротивлению 6 подключен конденсатор 1. Конденсатор 2 при этом выведен из действия допол,нительным вентилем 5. Таким образом, напряжение на сопротивлении б нагрузки н процессе. регулирования изменяется от двухкратного до однократного. В промежуточных режимах, когла угол управления. 0 < . 1, < 180О, дополнительный вентиль 5 предотвращает возникновение на конденсаторе 2 заряда противоположного знака, чем улучшает энергетические показатели данного устройства по сравнению с .известным.

При г иС =7,4, (где r - сопн о Н ротивление б; ou — условная частота напряжения сети; С - емкость одного

>. о конденсатора) и при изменении выходного напряжения от двухкратного (1,27 Е ) до однократного (0,74 Е) результаты сравнительных экспериментальных исследований сведены в таблицу ° В таблице приняты обозначения:

Р— пульсация выходного напряжения в процентах; .дед — диапазон изменения выходного напряжения при одинаковом изменении сопротивления нагрузки

КПД вЂ” коэффициент полезного действия; V — - фазовый угол входного сопротивления устройства. В таблице в числителе указаны данные предлагаемого устройства, а н знаменателе — известного устройства. Дополнительно следует учесть, что при выходном напряжении 1,1 Е гп известного и

1,07 Е, у предлагаемого устройств соответственно Р =403 и Р =39,8%, >Ud=0 636 Е „ и h)d=0,555E,„, КПД=0,85 и 0,835, угол М =4 н обоих случаях (индуктивный характер). ся больше, выходное сопротивление остается активно-емкостным, тогла как у.известного оно становится активно-индуктивным, что ухудшает коэффициент мощности (с учетом другой обычной нагрузки электрической сети).

Во второй модификации, когда сопротивление 6 является балластным

849166

Формула изобретения резистором, а между сетью и одним выводом первой пары подключена нагрузка, напРимер одна иэ обмоток управляемого двухфазного асинхронного двигателя, устройство работает следтчошим образом., При пуске двигателя угол управле-. ния тиристором 4 устанавливается с(;-Оо вследствие чего входное сопротивление регулируемого выпрямителя будет относительно малым (например, 49...36.-.23 Ом. если емкость каж-, дого конденсатора 106 мкф и резистор

6 имеет соответственно 500.225...

100 Ом) активно«емкостным (способствующим получению сдвига фаз 90 между токами в обмотках двухфазного асинхронного двигателя) и не вызывающим постоянной составляющей тока. При необходимости изменить обороты двйгателя можно установить, например of «135О ! (когда угол входного сопротивления 20 станет М =4 инд., величина - соответственно 52...37...28 Ом, и появит- ся небольшая постоянная составляющая тока) или d.=180 (когда угол входного сопротивления будет 25

Ч=31 емк., величина — соответственно 157...97...60 Ом), а у асинхронного двигателя окажется максимально возможной постоянная составляющая тока, создающая тормозной момент °

Таким образом, особенности предлагаемого преобразователя состоят в следующем.

При первом исполнении в качестве вторичного источника регулируемого выпрямленного (и сглаженного) нап- 5 ряжения в диапазоне от двухкратного до однократного он имеет более жесткую внешнюю характеристику, а.также улучшенные качественные и энергетические показатели (уменьшение пуль- 40 сации выпрямленного напряжения, увеЪ личение КПД, сохранение емкостного характера нагрузки). Если, несмотря на недостатки известного устройства при регулировании в диапазоне от 45 однократного напряжения до 33...25%ного или нулевого все же такое регулирование потребуется, то для перехода к известному в предлагаемом устройстве достаточно всего лишь отключить дополнительный вентиль, .подсоединенный параллельно конденсатору.

При втором исполнении, в качестве, например, органа управления двухфазным асинхронным двигателем устройство обеспечивает относительно малое и е емкостной составляющей сопротивление при пуске двигателя, а затем при регулировании изменение

IIo фазе и по величине входного сопротивления и (что наиболее важно) создание тормозного момента благодаря появлению постоянной составляющей входного тока.

1. Устройство для получения регулируемого напряжения, выполненное в ниде мостовой схемы, два одних смеж ныл плеча которой образованы двумя конденсаторами, два других смежных плеча — управляемыми и неуправляемыми вентилями, а цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с одной из диагоналей моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения жесткости внешней характеристики и улучшения экономических показателей, а также расширения области применения, параллельно конденсатору, обкладка которого подключена к управляемому вентилю, подключен дополнительно введенный вен-. тиль, соединенный с управляемым вентилем одноименными электродами.

2. Устройство для получения регулируемого напряжения по п.i, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что при регулировании нагрузки переменного тока цепь для подсоединения нагрузки включена последовательно с диагональю переменног тока мостовой схемы, а в диагональ постоянн го тока включен дополнительно введенный балластны элемент сопротивления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Харнден. Управляемый вентиль открывает новые воэможности в технике регулирования.-Сб. "Полупроводниковые управляемые вентили". Госэнергоиздат., 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 636763, кл. Н 02 Р 7/36, 1978.

ВЙМИЙМ Заказ 6091/61

Тираж 940 подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Прое кт н ая ° 4