CS233102B1 - Zapojeni stejnosměrného napěťového zdroje s regulaci - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zapojení stejnosměrněho napěťového zdroje s regulací, které je opatřeno transformátorovou soustavou, k niž je připojen usměrňovač. Podstata vynálezu spočívá v tom,že mezi vstupem a výstupem zapojení jsou sériově zapojeny transformátorová soustava s regulačním transformátorem, fázově řízený usměrňovač, čidlo proudu, stejnosměrný filtr a čidlo stejnosměrného napětí, přičemž čidlo stejnosměrného napětí je připojeno k druhému vstupu řídicího a regulačního obvodu, jenž je opatřen vstupem žádané hodnoty výstupního proudu a vstupem žádané hodnoty stejnosměrného napětí, svým řídicím výstupem je spojen s řídicím vstupem fázově řízeného usměrňovače a pomocným vstupem je spojen s prvním vstupem regulátoru řídicího úhlu, opatřeného vátupom žádané hodnoty řídicího úhlu, ? přičemž druhý vstup regulátoru řídicího úhlu je spojen jednak 8 prvním vstupem řídicího a regulačního obvodu a jednak s čidlem proudu.

Description

Vynález se týká zapojení stejnosměrného napětového zdroje s regulací» které je opatřeno transformátorovou soustavou, k níž je připojen usměrňovač.

Dosud jsou známy zdroje regulovaného stejnosměrného napětí, opatřené transformátořovými soustavami a fázově řízenými tyristorovými usměrňovači, které řídí velikost výstupního napětí i měnou řídícího úhlu těchto usměrňovačů.

Hlavní nevýhoda těchto zdrojů spočívá v tom, že jejich účiník se při provozu se změnou zatížení, vstupního nebo výstupního napětí, mění. Proto musí být tyto známé zdroje v případě potřeby doplňovány regulovanými kompenzátory, čímž narůstá složitost a cena celého zařízení.

Rovněž jsou známy zdroje regulovaného stejnosměrného napětí, opatřené transformátorovou soustavou s jedním transformátorem regulačním, k níž je připojen neřízený polovodičový usměrňovač.

U těchto zdrojů je velikost výstupního napětí řízena změnou převodu transformátoru. Ůčiník takovýchto zdrojů je konstantní a blíží se jedné.

Jejich hlavní nevýhodou je však pomalá dynamická odezva na změny zatížení nebo vstupního napětí, které nestačí servomechanismus regulačního transformátoru sledovat. Nejsou proto vhodné pro napájení elektronických zařízení, například elektronických ústředen.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstup zapojení je připojen k výkonovému vstupu transformátorové soustavy s alespoň jedním regulačním transformátorem, jejíž výstup je připojen k výkonovému vstupu fázově řízeného usměrňovače, který je opatřen čidlem proudu a jehož výstup je připojen přes stejnosměrný filtr opatřený čidlem stejnosměrného napětí, k výstupu zapojení, při2

233 102 čemž čidlo stejnosměrného napětí je připojeno k druhému vstupu řídícího a regulačního obvodu, opatřeného vstupem žádané hodnoty stejnosměrného napětí a vstupem žádané hodnoty výstupního proudu, čidlo proudu je připojeno jednak k prvnímu vstupu řídícího a regulačního obvodu a jednak k druhému vstupu regulátoru řídícího úhlu, řídící výstup řídícího a regulačního obvodu je připojen k řídícímu vstupu fázově řízeného usměrňovače a pomocný výstup řídícího a regulačního obvodu je připojen k prvnímu vstupu regulátoru řídícího úhlu, jenž je opatřen vstupem žádané hodnoty řídícího úhlu a je svým výstupem spoejn s řídícím vstupem regulačního transformátoru transformátorové soustavy.

Hlavní výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje automaticky kompenzovat účiník výkonu odebíraného ze sí tě a zároveň si toto zapojení zachovává dobré dynamické vlastnosti zdrojů, v nichž je použito usměrňovače s fázovým řízením.

V dalším je vynález podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí·

Na připojenémje schematicky znázorněn příklad zapojení podle vynálezu.

Vstup 1 zapojení je připojen k výkonovému vstupu 2 transformátorové soustavy jJ, opatřené regulačním transformátorem 4, jejíž výstup je připojen k výkonovému vstupu 5 fázově řízeného usměrňovače 6. Výstup fázově řízeného usměrňovače 6^ je přes čidlo 7 proudu a přes stejnosměrný filtr 8, opatřený čidlem 9 stejnosměrného napětí, spojen s výstupem 23 zapojení. Čidlo 9 stejnosměrného napětí je připojeno k druhému vstupu 11 řídícího a regulačního obvodu 14, opatřeného vstupem 12 žádané hodnoty stejnosměrného napětí a vstupem 13 žádané hodnoty výstupního proudu. Čidlo J7 proudu je připojeno jednak k prvnímu vstupu 10 řídicího a regulačního obvodu 14 a jednak k druhému vstupu 19 regulátoru 21 řídicího úhlu. Řídicí výstup 16 řídicího a regulačního obvodu 14 je připojen k řídicímu vstupu 17 fázově řízeného usměrňovače J5 a pomocný výstup 15 řídícího a regulačního obvodu 14 je připojen k prvnímu vstupu 18 regulátoru 21 řídícího úhlu. Regulátor 21 řídicího úhlu je opatřen vstupem 20 žádané hodnoty řídicího úhlu a je svým výstupem spojen s řídicím vstupem 22 regulačního transformátoru 4 transformátorové soustavy 3«

233 102

Stejnosměrný napěíový zdroj s regulací v zapojení podle vynálezu pracuje tak, že regulační transformátor 4 transformátorové soustavy 3 reguluje amplitudu střídavého napětí přiváděného na výkonový vstup 2 transformátorové soustavy 3 ze vstupu 1 zapojení podle údaje o řídícím úhlu fázově řízeného usměrňovače 6, přiváděného z pomocného výstupu 15 řídícího a regulačního obvodu 14 tohoto usměrňovače na první vstup 18 regulátoru 21 řídicího úhlu, a podle údaje o proudu usměrňovače, přiváděného z čidla 7 proudu na druhý vstup 19 regulátoru 21 řídicího

A . ! T-úhlu, a dále k výstupu transformátorové soustavy 3 připojený fázově řízený usměrňovač 6 reguluje velikost stejnosměrného napětí na výstupu 23 zapojení, snímaného čidlem 9 stejnosměrného napětí na hodnotě přiváděné na vstup 12 žádané hodnoty stejnosměrného napětí řídícího a regulačního obvodu 14. V případě, že více zdrojů v zapojení podle vynálezu pracuje paralelně, to znamená, že jejich výstupy 23 zapojení jsou navzájem propojeny, je výhodné, aby jeden zdroj udržoval stejnosměrné napětí na výstupu 23 zapojení a zbývající zdroje udržovaly proud, měřený čidlem _7 proudu podle žádané hodnoty, přiváděné na vstup 13 žádané hodnoty výstupního proudu řídícího a regulačního obvodu 14. Princip činnosti vychází ze skutečnosti, že účiník fázově řízeného usměrňovače je závislý především na řídicím úhlu tohoto usměrňovače, konstantnímu řídícímu úhlu odpovídá určitý účiník, který se mění pouze v malých mezích podle velikosti zatížení usměrňovače. Regulátor 21 řídícího úhlu udržuje změnou amplitut dy střídavého napětí na výkonovém vstupu 5 fázově řízeného usměrňovače 6 řídící úhel fázově řízeného usměrňovače 6 na hodno' tě dané žádanou hodnotou přiváděnou na vstup 20 žádané hodnoty řídícího úhlu, korigované podle skutečné velikosti proudu usměrňovače, měřeného čidlem J7 proudu, a tím se dosahuje téměř konstantního účiníku na vstupu JL zapojení. Při velkém vlivu korekce od čidla 7 proudu má zdroj podle vynálezu charakter zdroje o konstantním jalovém výkonu.

Soustava transformátorů může zaručovat vzájemné galvanické oddělení vstupu 1 zapojení a výstupu 23 zapojení, převod amplitudy, hodinového úhlu a popřípadě počtu fází střídavého napětí na výkonovém vstupu 5 fázově řízeného usměrňovače 6. Regulační transformátor 4 může být řízen spojitě nebo po stupních , může být použit i autotransformátor nebo idnukční regulátor. Stejnosměrný filtr 8 slouží k vyhlazení stejnosměrného napětí na výs4

233 102 tupu 23 zapojení. Ke vstupu 1 zapojení mohou být připojeny filtrační a kompenzační obvody·

Zapojení podle vynálezu je použitelné jako zdroj stejnosměrného napětí pro napájení spojovacích a přenosových zařízení ve spojích, zabezpečovacích zařízení v dopravě, nabíjení akumulátorových baterií a všude tam, kde je třeba regulovat stejnosměrné napětí s vysokou statickou i dynamickou přesností a současně omezit negativní zpětné vlivy na vstupu· Vstup _1 zapojení může být napájen z elektrizační sítě nebo náhradního zdroje střídavého napětí.

Claims (1)

1. Zapojení stejnosměrného napěťového zdroje š regulací, které je opatřeno transformátorovou soustavou, k níž je připojen usměrňovač, vyznačené tím, že vstup (1) je připojen k výkonovému vstupu (2) transformátorové soustavy (3) s alespoň jedním regulačním transformátorem (4), jejíž výstup je připojen k výkonovému vstupu (5) fázově řízeného usměrňovače (6), který je opatřen čidlem (7) proudu a jehož výstup jě připojen přes stejnosměrný filtr (8), opatřený čidlem (9) stejnosměrného napětí, k výstupu (23)/ přičemž čidlo (9) stejnosměrného napětí je připojeno k druhému vstupu (11) řídícího a regulačního obvodu (14), opatřeného vstupem (12) žádané hodnoty stejnosměrného napětí a vstupem (13) žádané hodnoty výstupního proudu, čidlo (7) proudu je připojeno jednak k prvnímu vstupu (10) řídícího a regulačního obvodu (14) a jednak k druhému vstupu (19) regulátoru (21) řídícího úhlu, řídicí výstup (16) řídícího a regulačního obvodu (14) je připojen k řídicímu vstupu (17) fázově řízeného usměrňovače (6) a pomocný výstup (15) řídícího a regulačního obvodu (14) je připojen k prvnímu vstupu (18) regulátoru (21) řídícího úhlu, jenž je opatřen vstupem (20) žádané hodnoty řídicího úhlu a je svým výstupem spojen s řídícím vstupem (22) regulačního transformátoru (4) transformátorové soustavy (3).,