Высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii928324

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) З 07. 04. 80 (21) 2Э05887/2Ц-07 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет(5I)M. Кл.

G 05 F 1/58

3Ъеударстеенньй комитет

СССР

No делеи изабретенкхй н открытий

Опубликовано 15.05:SZ. Бюллетень ¹18

Дата опубликованмя описания 15.05.82 (53).УДК 62 t. 316, .722.1(088.8) (72). Авторы изобретения

В. Л. Федоров, В. " ° Гинзбург и А. H.; бредов (7I) Заявитель (БЦ1 ВЫСОКОВОЛЬТИЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА

Изобретение относится к систе- мам регулирования электрических величин, в частности к стабилизаторам напряжения, и может быть использовано в высоковольтных стабилизированных источниках питания различных устройств, например, электроннолучевых установок.

Известен высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа, содержащий подключенный последовательно нагрузке регулирующий элемент, усилитель, измерительный элемент, -включающий схему сравнения, ис" .точник опорного напряжения и подключенный параллельно нагрузке делитель. напряжения (1).

Недостатком этого стабилизатора является отсутствие в нем защиты от перегрузок Ilo току, возникающих в ре- о зультате коротких замыканий и пробоев в нагрузке, что может привести к выходу из строя как источника входного напряжения, регулирующего элемента, так и нагрузки. Кроме того, в результате воздействия перегрузок по току, проявляющихся в резком увеличении тока на нагрузке, например в электронной пушке сварочной уста- . новки, нарушается ее технологический режим, следствием чего является воз» никновение брака свариваемых изделий.

Известен также высоковольтный ста-. билизатор напряжения электроннолучевой сварочной установки, содержащий подключенный последовательно нагрузке регулирующий элемент, усилитель, измерительный элемент, включающий схему сравнения, источник опор» ного напряжения, подключенный параллельно нагрузке делитель напряжения и устройство защиты от перегрузок по току, включающее автомат повторного включения с датчиком тока. В данном стабилизаторе обеспечивается защита от перегрузок по току за

|счет автоматического выключения стабилизатора и нагрузки при возникно3 ч веник пробоев и коротких замыканий в нагрузке 2g, Недостатком такого стабилизатора. является неполная временная то ность автоматического повторного включения стабилизатора после прекращения пробоев и коротких замыканий в нагрузке, по Мере восстановления ее электропрочности, так как повторное включение этого стабилизатора происходит, через определенное время, устанавливаемое оператором опытным путем,в

;результате чего стабилизатор может

:,быть включен как ранее времени пол- р ного восстановления электропрочности нагрузки (тогда BBTQMBT повторйо отключает стабилизатор на заданное время), так и позднее этого времени, что приводит к непроизводительным временным затратам. Кроме того, данный стабилизатор характеризуется также кратковременным воздействием перег рузок по току на нагрузку, так как автомат повторного включения срабатывает при токе, намного превышающем его наминальное значение, в результате этого могут выйти иэ строя элементы стабилизатора, источник входного напряжения, нагрузка, например . электронная пушка в случае использования стабилизатора в системе питания электроннолучевой сварочной установки. 3 результате даже кратковременно о воздействия перегрузок по то ку на нагрузку может также возникнуть брак свариваемых деталей.

Цель изобретения - повышение временной точности автоматического пов торного включения стабилизатора пос» ле устранения перегрузок по току.

Доставленная цель, достигается тем, что в стабилизаторе напряжения компен сационного типа, содержащем включенный последовательно в одну из силовых шин регулирующий элемент, вход которого через усилитель соединен со схемой сравнения, подключенной одним из входов к источнику опорного напряжения, в другим - к резистивному делителю напряжения, включенному параллельно выходным выводам, и блок защиты от перегрузок по току, последний выполнен в виде включенного. последовательно в другую силовую шину пролетного пентода с узлом управления регулируемых источников

t смещения и питания и датчика напряжения, причем коллектор пентода соединен с одним из выходов регулирующе28324 ф

5

26

3О

49

50 го элемента и входным выводом стабилизатора, выход датчика напряжения, подключенного параллельно пентоду, соединен с одним из входов узла управления, другой вход которого подключен к выходу упомянутогоо делителя напряжения, выходы регулируемо- го источника смещения и узла управления подключены соответственно .к управляющей сетке и первому анодУ пентода, соединенному через резистор с выходом регулируемого источника питания.

На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного стабилизатора напряжения компенсационного типа.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, один вход которого соединен с входным выводом стабилизатора, а другой вход - с усилителем 2, соединенным с измерительным элементом

3, включающим схему сравнения 4,источник опорного напряжения 5 и делитель напряжения 6, подключенный параллельно нагрузке 7, блок защиты 8,содержащий пролетный пентод 9, регулируемый источник питания 10, резистор l1, узел управления пролетным пентодом 12, регулируемый источник смещения 13, датчик напряжения 14, при ртом коллектор пентода 9 соединен с

1 выходом регулирующего элемента 1 и вторым входным выводом стабилизатора> первый анод пентода 9 соединен с регулируемым источником питания 10

Уф через резистор 11 и с одним из выхо- дов узла управления пролетным пентодом 12. другой выход которого соединен с катодом пентода 9, соединенным через регулируемый источник смещения 12 с управляющей сеткой пентода 9, между коллектором и катодом которого подключен датчик напряжения 14, выход которого соединен с одним из входов узла управления пентодом 12, другой вход которого соединен со средней точкой делителя напряжения измерительного элемента б.

В рабочем режиме.при отсутствии с

„пробоев и коротких замыканий устройство работает следующим образом.

На схему сравнения 4 подается, поделенное делителем б, выходное напряжение, которое сравнивается с напряжением источника опорного напряжения 5, затем усиливается усилителем 2 и подается на регули;

6 ствия пробоев и коро1ких замыканий увеличивается напряжение как на нагрузке 7, так и на делителе 6. Возрастающий по напряжению сигнал с делителя 6 подается на узел управления 12, уменьшая его проводимость, Это приводит к увеличению напряже-, ния на первом аноде пентода 9, при этом напряжение, подаваемое через резистор ll с регулируемого источка питания Т0, Сохраняется неизменным. В результате увеличения напряжения на первом аноде, пентод 9 отпирается, а ток и напряжение на нагрузке 7 возрастают до номинальных значений. Одновременно с отпиранием пентода 9 изменяется сигнал рассогласования на выходе схемы сравнения 4. что приводит к увеличению напряжения на регулирующем элементе 1. Увеличение напряжения на регулирующем элементе 1 приводит к выходу стабилизатора в рабочий номинальный режим и сФ начина-. ет работать как известный стабилизатор компенсационного типа, Таким образом, восстановлейие номинального режима работы стабилизатора после прекращения действия про-, боев и коротких замыканий происходит по мере восстановления электропрочнодти нагрузки за счет действия положительной обратной связи по напряжению, при этом исключаются непроизводительные потери времени на переходной процесс, Кроме того, такое схемное решение высоковольтного стабилизатора позволяет значительно снизить величину перегрузки по току и тем самым исключает их отри-; цательное воздействие на регулирую щий элемент стабилизатора, источник входного напряжения и нагрузку.

Снижение перегрузок по току позволяет также снизить технологические характеристики установок, в источниках которых используется предлагаемый стабилизатор, например, электроннолучевых сварочных установок и за счет этого снизить на 30-50 В брак свариваемых изделий.

40

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизатор напряжения компенсационного типа, содержащий включенный последовательно в одну из силовых шин регулиру5 92832 рующий элемент t. Регулирующий элемент стабилизирует выходное напряжение до 10 за 15 мин. В этот период напряжение на первом аноде, задаваемое регулируемым источником питания 10, и напряжение на управляющей сетке пролетного пентода 9, задаваемое регулируемым источником смещения 13, устанавливаются такими по величине, чтобы обеспечить минималь- 10 ное напряжение на пентоде 9 при протекании через него и нагрузку 7 номинального тока. При пробоях и коротких замыканиях в нагрузке 7 выходное напряжение стабилизатора сказы- 15 вается приложенным к промежутку коллектор-катод пролетного пентода 9 . блока защиты 8. При увеличении напряжения в промежутке коллектор- катод ток коллектора пентода 9 практи- го чески не изменяется, что обусловлено высоким динамическим сопротивле1 Ю нием пентода 9, в связи с чем ток на нагрузке 7 в этот период не возрастает. При увеличении напряжения в промежутке коллектор - катод пролетного пентода 9, пропорционально ему возрастает напряжение на датчике напряжения 14, в результате чего на его выходе появляется управляющий ЗО сигнал который отпирает узел управ7 ления пролетным пентодом 12. Отпирание узла управления сопровождается

О увеличением его проводимости, в результате чего снижается напряжение на первом аноде пролетного пентода

9 за счет падения напряжения на резисторе 11, вследствие чего пролетный пентод 9 начинает запираться до определенного, устанавливаемого узлом управления 12, значения тока.

При запирании пентода 9, ток и напряжение на нагрузке 7 и делителе напряжения 6 уменьшаются, вследствие чего напряжение регулирующего элемента 1 также уменьшается за счет изменения разности напряжений на дели-елэ 7 и ;сточнике опорного напряжения 5, подаваемой н4 вход схемы сравнения 4 измерительного элемента 3. Уменьшение напряжения регулирующего элемента 1 в период переходного процесса, характеризующегося наличием в нагрузке пробоев и коротких замыканий, рав55 ноценно отключению стабилизатора.

По мере восстановления электропрочности нагрузки и увеличения ее сопротивления после прекращения дей. l ющий элемент, вход которого через усилитель соединен со схемой сравнения, подключенной одним из входов к источнику опорного напряжения, а другим - к резистивному делителю напряжения, включенному параллельно. выходным выводам, и блок защиты от перегрузок по току, о тл и ч а ю щ и и с.я тем, что с целью повышения временной точности автоматического повторного включения после устранения перегрузок по току., блок защиты выполнен в виде включенного последовательно в другую силовую шину пролетного пентода с узлрм управления, регулируемых источников смещения и питания и датчика напряжения, причем коллектор пентода соединен с одним из выходов регулирующего элемента и входным вы928324

8 водом стабилизатора, выход датчика напряжения, подключенного параллельно пентоду, соединен с одним из входов узла управления, другой вход которого подключен к выходу упомянутого делителя напряжения, выходы регулируемого источника смещения и узла управления подключены соответстенно к управляющей сетке и к первому аноду

10 пентода, соединенному через резистор с выходом регулифчемого источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Векслер Г. С, Электропитание спецаппаратуры. Киев, "Высшая школа, 1979, с, 199,.

2. Чвертко А.И. и др. Оборудованйе для электроннолучевой сварки, "Наукова думка", 1973, с. 171- 173.

ВНИИПИ Заказ 3239/60 Тираж 908 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4