BG108755A

BG108755A - Стабилизатор на променливо напрежение

Info

Publication number: BG108755A
Application number: BG108755A
Authority: BG
Inventors: Стефан БАРУДОВ; Емил ПАНОВ; Емил БАРУДОВ
Original assignee: Технически Университет - Варна
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-30

Abstract

Стабилизаторът на променливо напрежение, автотрансформаторен (трансформаторен) тип със стъпално превключване, може да намери приложение при експлоатация на мрежи ниско напрежение с ограничена мощност. Стабилизаторът се състои от автотрансформатор/трансформатор (1), двата входа на който са свързани с фазовия и нулев проводник на захранващата мрежа, комутируемите изходи (1.1, 1.2...1.n) на който са съединени със съответните краища на управляемите електронни ключове (2.1, 2.2, ... 2.n), другите краища на които са включени към единия край на консуматора на напрежение (товара) (3). Двата входа наблок (7) за определяне момента на превключване са свързани с фазовия и нулев проводник на захранващата мрежа, докато изходът на блока (7) е свързан с единия вход на блок (5) за формиране и разпределяне на управляващите импулси, изходите (5.1, 5.2...5.n) на който са свързани със съответните управляващи входове на управляемите електронни ключове (2.1, 2.2,... 2.n). Стабилизаторът включва също блок (6) за формиране на дефазиране във функция от характера на товара (3) в момента на превключване и шунт (4), като другият край на консуматора на напрежение (товара) (3) е свързан с първия вход на блок (6) и с единия край на шунта (4), другият край на който е свързан с некомутируемия изход на автотрансформатора/трансформатора (1) и втория вход на блок (6). Третият вход на блока (6) е свързан с фазовия проводник на захранващата мрежа, а изводът му е свързан с другия вход на блока

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до стабилизатор на променливо напрежение, автотрансформаторен (трансформаторен) тип със стъпално превключване, който може да намери приложение при експлоатация на мрежи ниско напрежение с ограничена мощност.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е стабилизатор на променливо напрежение [1], състоящ се от автотрансформатор (трансформатор), двата входа на който се свързват с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, комутируемите изходи на който се свързват с единия от краищата на управляемите електронни ключове, другите краища на които се свързват с единия край на консуматора на напрежение (товара), чийто друг край се свързва с некомутаруемия изход на автотрансформатора (трансформатора) и нулевия проводник на захранващата мрежа. Двата входа на блока за определяне момента на превключване се свързват с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, като изходът на този блок се свързва с входа на блока за формиране и разпределяне на управляващите импулси, изходите на който се свързват с управляващите входове на управляемите електронни ключове.

Недостатък на известния стабилизатор е отсъствието на връзка между определянето момента на превключване на управляемите електронни ключове в рамките на един полупериод на синусоидалното захранващо напрежение и характера на съпротивлението на консуматора на напрежение (товара), което предполага възможност за:

- възникването на свръхтокове в комутационния контур, т.е. електрическо претоварване на управляемите електронни ключове;

- възникването на високо ниво на висшите хармоници за времето на комутация;

- удължаване времето на комутация.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задача на изобретението е да се създаде стабилизатор на променливо напрежение, при който момента на превключване на управляемите електронни ключове да се определя от напрежението на захранващата мрежа и характера на съпротивлението на консуматора на напрежение (товара).

Задачата съгласно изобретението е решена чрез стабилизатор на променливо напрежение, състоящ се от автотрансформатор (трансформатор), двата входа на който са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, комутируемите изходи на който са свързани с единия от краищата на управляемите електронни ключове, другите краища на които са свързани към единия край на консуматора на напрежение (товара). Двата входа на блока за определяне момента на превключване са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, като изходът на този блок е свързан с единия вход на блока за формиране и разпределяне на управляващите импулси, изходите на който са свързани с управляващите входове на управляемите електронни ключове. Другият край на консуматора на напрежение (товара) е свързан с първия вход на блока за формиране на дефазиране във функция от характера на товара в момента на превключване и единия край на шунт, другият край на който е свързан с некомутируемия изход на автотрансформатора (трансформатора) и втория вход на блока за формиране на дефазиране във функция от характера на товара в момента на превключване. Третият вход на последния е свързан с фазовия проводник на захранващата мрежа, а изводът му е свързан с другия вход на блока за формиране и разпределяне на управляващите импулси.

Предимството на стабилизатора на променливо напрежение съгласно изобретението се изразява в зависимостта на определянето на момента на превключване на управляемите електронни ключове в рамките на един полупериод на синусоидалното захранващо напрежение от характера на комплексното съпротивление на консуматора на напрежение (товара), което води до:

- намаляване електрическото натоварване на управляемите Q електронни ключове в момента на комутация;

- намаляване нивото на висшите хармоници за времето на комутация;

- намаляване времето на комутация.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Изобретението се пояснява по-подробно е помощта на приложените фигури, от които:

Фиг. 1 представлява блокова схема на стабилизатора, съгласно изобретението;

Фиг. 2 представлява времедиаграма, изобразяваща последователността на комутационните процеси в стабилизатора.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Едно предпочитано примерно изпълнение на стабилизатора на променливо напрежение съгласно изобретението е показано на фиг. 1. Стабилизаторът се състои от автотрансформатор (трансформатор) 1, двата входа на който са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, комутируемите изходи 1.1, 1.2...1.η на който са свързани със съответните краища на управляемите електронни ключове 2.1, 2.2, ... 2.п, другите краища на които са свързани с единия край на консуматора на напрежение (товара) 3. Двата входа на блок 7 за определяне момента на превключване са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, докато изходът на този блок 7 е свързан с единия вход на блок 5 за формиране и разпределяне на управляващите импулси, изходите 5.1, 5.2...5.Π на който са свързани със съответните управляващи входове на управляемите електронни ключове 2.1, 2.2, ... 2.п. Другият край на консуматора на напрежение (товара) 3 е свързан с първия вход на блок 6 за формиране на дефазиране във функция от характера на товара в момента на превключване и единия край на шунт 4, другият край на който е свързан с некомутируемия изход на автотрансформатора (трансформатора) 1 и втория вход на блок 6 за формиране на дефазиране във функция от характера на товара 3 в момента на превключване. Третият вход на блок 6 е свързан с фазовия проводник на захранващата мрежа, а изводът му е свързан с другия вход на блок 5 за формиране и разпределяне на управляващите импулси.

ПРИЛОЖЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Работата на стабилизатора на променливо напрежение съгласно изобретението може да се проследи от времедиаграмата на фиг. 2, където:

- u, i_T са входното напрежение и токът през консуматора на напрежение (товара) 3. За разгледания случай последният има R-L характер. Изобретението може обаче да бъде реализирано и при товар, HManjR-C характер.

- Ubx - изменящото се във времето във функция от динамиката на консуматорите входно напрежение, типично за мрежи с ограничена мощност във функция от динамиката на консуматорите.

- Um - ниво на превключване на т’^тия управляем електронен ключ 2.т. Защрихованата зона е зона на нечувствителност, намаляваща броя на превключванията за случай, когато Um=UBx. Когато Ubx намалява, се превключва при UBx=Um-, а когато Ubx расте, се превключва при UBx=Um+

- Uym-i и Uym - управляващите импулси, подавани към управляващите входове на управляемите електронни ключове 5.m-i и 5.т. Извън времето на преход от един към друг от управляемите електронни ключове, управляващите импулси се подават в нулата на i_T.

- tj -UBX=Um- - преустановяване подаването на управляващи импулси към управляемия електронен ключ 2.m-i.

- t₅-UBx=Um+ - преустановяване подаването на управляващи импулси към управляемия електронен ключ 2.т.

- At - дефазиране подаването на управляващи импулси към съответния управляем електронен ключ 2.т и 2.т-1, спрямо нулата на входното захранващо напрежение и в зависимост от характера на съпротивлението на консуматора на напрежение (товара) 3.

- t3-5-t₄; ty-Hg - време на комутация, включени са и двата управляеми електронни ключове 2.m-i и 2.m. t₃-M:₄ - преходуправляемият електронен ключ 2,m-i се изключва; управляемият електронен ключ 2,т се включва. Т₇-И₈ - последователността на превключване на управляемите електронни ключове 2.т и 2.т-1 е противоположна на посочената по-горе.

- 2.т-1 и 2.т от фиг. 2 посочват времето на проводимост съответно на управляемите електронни ключове 2.m-i и 2.т.

Сравнявайки дефазирането между и и i_T в блока за формиране на дефазиране във функция от характера на товара в момента на превключване 6 се формира дефазиране At, осигуряващо оптимален комутационен процес.

[1] Фирмено описание на стабилизатор на напрежение SVR-3000 VA

Claims

ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

1 Стабилизатор на променливо напрежение, включващ автотрансформатор/трансформатор (1), двата входа на който са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, комутируемите изходи (1.1, 1.2...1.п) на който са свързвани със съответните краища на управляемите електронни ключове (2.1,

1.2.. .2.п), другите краища на които са свързани с единия край на товаара (3), а двата входа на блок (7) за определяне момента на превключване са свързани с фазовия и нулев проводници на захранващата мрежа, като изходът на блок (7) е свързан с единия вход на блок (5) за формиране и разпределяне на управляващите импулси, чиито изходи (5.1, 5.2...5.п) са свързани със съответните управляващи входове на управляемите електронни ключове (2.1,
2.2.. .2.п), характеризиращ се с това, че включва също блок (6) за формиране на дефазиране във функция от характера на товара (3) в момента на превключване и шунт (4), като другият край на товара (3) е свързан с първия вход на блок (6) за формиране на дефазиране във функция от характера на товара (3) в момента на превключване и към единия край на шунт (4), докато другият край на шунт (4) е свързан с некомутируемия край на автотрансформатор/ трансформатор (1) и към втория вход на блок (6) за формиране на дефазиране във функция от характера на товара (3) в момента на превключване, докато третият вход на блок (6) е свързан с фазовия проводник на захранващата мрежа, а изходът на блок (6) е свързан към другия вход на блок (5) за формиране и разпределяне на управляващите импулси.

2 Стабилизатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че товарът (3) има R-L характер.
3 Стабилизатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че товарът (3) има R-С характер.
4 Стабилизатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че блокът (6) за формиране на дефазиране във функция от характера на товара (3) в момента на превключване е устройство, определящо характера на товара - R; R-L или R-С и формиращо импулс в зависимост от характера на товара, съответно дефазиран спрямо нулата на входното захранващо напрежение.
5 Стабилизатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че шунтът (4) е безиндуктивно съпротивление.